Способ термообработки рельсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) 111 1399 1)4 С 21090 НИЯ;ч ВУ ЕЛ кая об- В,Лемпиц- МеталГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ (57) Изобретение относится к термичес кой обработке стали и может быть использовано при изготовлении рельсов. Цель изобретения - повьппение эксплуатационной стойкости путем уменьшения неравномерности твердости по длине рельса, Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе, предусматривающем объемный. нагрев до температуры аустенизации, закалку и самоотпуск, нагрев концевых участков рельса длиной до 1 м производятодо температур на С вьппе, чем на остальной дли са. 1 табл.Р п Изобретение относится к термическфй обработке стали и может быть испльзовано при изготовлении рельсов.Цель изобретения - повышение э сплуатационной стойкости путем у еньшения неравномерности твердости п длине рельса.Сущность изобретения заключается в следующем. 10Нагрев концевых участков рельсов д более высоких температур позволяе компенсировать более высокую скор сть охлаждения этих участков на в здухе при транспортировке рельсов 15 о печи и обеспечивает равенство темп ратур по длине рельса к моменту н чала закалки,Кроме того, способом предусматрив ется также путем регулирования при н греве величины перепада температур н концах и в середине рельса получен е к моменту начала закалки рельсов с заданной неравномерностью распредел ния температур по длине, в частност с сохранением (с меньшим перепадом, ч м при нагреве) повышенной температурна концевых участках рельса. Это п зволяет в процессе закалки комлекс ровать повышенную скорость охлажде- З 0 н я концов рельса, имеющих большую и, ощадь теплоотдачи.За счет выравнивания скоростей охл дения различных участков по длине льса достигается одновременность охождения структурных превращений и получение структур закаленного слоя, и еющих одинаковую твердость.Ограничение длины концевых участкв, подвергаемых нагреву до более вы 40 ских температур, обусловлено характром распределения твердости по длин рельса при термообоаботке по изве-. сному способу. Наибол.:шую твердость имеют участки рельса у торцов, затем 45 н расстоянии около 1 м она постепеннф снижается и на остальной части длию рельса (около 1 О м) остается практфчески постоянной, Поэтому нагрев до блее высоких температур участков рельса длиной более 1 м от торцов при" вдит к получению неравномерной по д 1 ине твердости на поверхности катаня головки рельса.Заявленный диапазон повышения темппературы концевых участков рельса по сравнению с температурой на остальной дине рельса обусловлен необходимрстью компенсировать тепловые потери концевых участков при охлаждении рельса. Перепад температур по длине рельса к моменту начала закалки зависит от продолжительности операций транспортировки, кантовки и т.п. и составляет на основании практических даноных 40-бО С, С учетом неравномерности охлаждения концевых и срединных участков рельса при закалке укаэанный пео репад возрастает и достигает 50-80 С. Таким образом, путем нагрева концевых участков рельса до температур на 50 а80 С вьппе, чем на остальной длине рельса, обеспечивается равномерность температурного поля по длине рельса в процессе закалки.При нагреве с перепадом температур между концевыми и средними участками рельса менее 50 С или более 80 С не достигается равномерность охлаждения, возникает перепад значений твердости закаленного слоя по длине рельса: в первом случае твердость на концах выше, чем на середине рельса, во втором наоборот, ниже.Неравномерный по длине нагрев рельсов с увеличением температуры ме- талла на концевых участках длиной до .1 м осуществляют в проходных нагревательных печах путем увеличения подачи газа в крайние горелки последних двух зон и копильника. За счет реверсивного передвижения рельсов в печи на длину межроликового расстояния (" покачивания" ) обеспечивается равномерный нагрев концевых участков рельсов на длине до 1 м с постепенным снижением температуры по направлению к середине до уровня температуры остального рельеа, При отсутствии возможности индивидуального регулирования подачи газа в горелки или невозможности увеличить температуру факела концевых горелок положительный эффект достигается путем установки дополнительных горелок в ука "занных зонах рядом с действующимиконцевыми горелками,Предлагаемый способ может бытьреализован при термообработке рельсовс использованием печного объемногонагрева на агрегате, например, роликового типа, Нагрев рельсов производят до 820-840 С, при этом концевыеучастки рельсов нагревают до темпера-.,тур на 50-80 С выше, чем на остальнойдлине, Нагретый таким образом рельс9359 10 15 20 25 50 3 139 в положении головкой вниз передвигается через закалочный агрегат, где головка. рельса подвергается закалке с помощью спрейеров, После окончания закалки за счет остаточного тепла в головке и шейке рельса происходит процесс самоотпуска.П р и м е р. Способ был опробован в промышленных условиях при термообработке рельсов Р 50 из конвертерной стали. Нагрев осуществляли в проходной нагревательной печи с роликовым подом, в боковых стенках которой между роликами печного рольганга в два ряда по высоте (над роликами и под роликами) установлены инжекционные горелки, Горелки имеют индивидуальную подачу газа в зависимости от требуемой температуры. По длине печь разбита на семь зонф шесть зон служат для нагрева рельсов до 820- 840 С, а седьмая служит копйльником, поддерживающим температуру рельсов во время выдачи из печи. Температурный режим печи был следующим: в 1 и 2 зонах 750-780 С, в 3 и 4 800-820 С, в 5, 6 и 7 820-840 С. Нагретые рельсы в момент выдачи имели температуру 830 С. Нагрев концевых участков рельса длиной до 1 м осуществляли путем увеличения подачи газа в горелки, расположенные по краям 5, 6 и 7-ой зон. За счет регулирования подачи газа в эти горелки получали рельсы с повышением температуры на концах от .40 до 80 С. После нагрева рельсы скантовывали в положение головкой вниз и задавали в рельсозакалочный агрегат роликового типа, где головка движущегося с определенной скоростью рельса охлаждалась спрейерами, установленными между транспортирующими роликами, Температура рельса к момено ту начала закалки снизилась до 800 С, при этом температура концевых участков рельса в зависимости от режима нагрева находилась в пределах 780- 880 С, Для сравнения часть рельсов была нагрета по существующему режиму (равномерно по длине), Для всех опытных и сравнительных рельсов режим закалки был установлен постоян- ныме Результаты опробования приведены в таблицеВ результате опробования было установлено следующее; при термообработке по существующей технологии (с равномерным по длине нагревом) перепад твердости поверхности катания головок по длине рельса составляет 30-40 НВ; увеличение температуры нагрева концевых участков рельса приводит к снижению перепада твердости по длине рельса; при увеличении температуры концевых участков нао50-80 С перепад твердости по длине не превышает 10 НВ; при нагреве со перепадом температур менее 40 С иоболее 80 С перепад твердости по длине увеличивается.Использование способа термообра" ботки рельсов с дифференцированным по длине рельса нагревом обеспечивает по сравнению с существующим способомследующие преимущества: выравниваниезначений твердости по длине рельса;получение однородных структур зака-.ленного слоя на.различных участках по длине рельса; повышение за счетэтого эксплуатационной стойкости 30 рельсов в пути на 37Кроме того, выравнивание твердости по длине позволяет производитьтермообработку рельсов с получениемтвердости по всей длине на верхнем З 5 пределе требований технологическихусловий (388 НВ), что в условияхпостоянно возрастающих нагрузок нарельсы в связи с резкой интенсификацией работы железнодорожного транс порта повышает эксплуатационную стойкость рельсов на 77Формула изобретенияСпособ термообработки рельсов,.включающий объемный нагрев выше А 45с заданным распределением температуры по длине рельса, закалку его головки, самоотпуск, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости путем уменьшения неравномерности твердости по длине рельса, нагрев концевых участков длиной не более 1 м осуществляют до температур на 50-80 С выше остальной части рельса.+О О 20-3 Знаком "+" указано превышени концевых участков на указанн знаком "-" снижение твердост нию с твердостью на остально П р твердости величину е по сравнедлине рельса. ставитель А.Кулешхред МДидык 11 едактор Н,Киштулинец орректор О,Кравцов";1 аказ 2643/29 ПодписноСР ИИП по д3035, М 4/ 1 ронзводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 545осударственного комитета С ам изобретений и открытий ква, Ж, Раушская наб.,Перепад дости н Цах и и консереса, Н