Способ термообработки рельсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9) (11) 51) 4 РЕТ ИЕ 0 ЬСТВУ СВИДЕ АВТОРСНО вышель о р щи н уменьшением поере удаления от оны подошвы к пеподошвы произ одят я по евой дачи цент адител ои риферииным у уменьшению т пропорциональноера подошвы, прий зоны шириной к инь осе чем охлаждени 0,3-0,4 ширин дачей 50-703 на охлаждение вы. 1 табл. ы производят поподохлади сеи ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изоБРетений и ОткРытий(71) Днепровский металлургический комбинат им. Дзержинского(56) Авторское свидетельство СССРФ 1239170, кл . С 21 0 9/04, 1984 .(54) С 110 СОБ ТЕРМООБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ(57) Изобретение относится к термической обработке стали и может бытьиспользовано при изготовлении железнодорожных рельсов. Изобретение является усовершенствованием способа термообработки рельсов по авт.св. В 1239170. Цель изобретения - по ние эксплуатационной стойкости р сов путем повышения однородности структуры и свойств по сечению и вы. В известном способе, предусм вающем объемный нагрев рельсов, дение головки и подошвы с послед самоотпуском (отпуском), охлажде ля, поступающеговерхности подош- Е11.бретение относится к термической бработке стали, может быть исп 1 пьэован 1 при изготовлении железнодорожных рельсов и является усовер 5 :шенствванием способа термообработки ;ре,1 ьсн по авт,св, М 1239170.Пель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости рельсов путем ,повышения однородности структуры исвойств по сечению подошвы,Б способе, предусматривающем объемный нагрев до температуры аустени:тиэации, охлаждение головки и подошвь рельса с удельным расходом охлади телл на подошву, равным 0,6 - 0,8 удельного расхода на головку в соответствующий момент времени, охлаждение подошвы производят с уменьшением подачи охладителя по мере удаления от цент ральной осевой зоны подошвы к периферийным участкам пропорционально уменьшению толщины пера подошвы, при этом охлаждение осевой зоны шириной,3-0,4 ширины подошвы производят 25 подачей 50-707 охладителя, поступающего на охлаждение всей поверхностиподошвы,Осуществление охлаждения подошвыс уменьшением подачи охладителя от 30центральной осевой зоны к периферийным участкам обеспечивает выравнивание скоростей охлаждения различных участков подошвы рельса с учетом температурного градиента в них и объема охлаждаемого металла, одновременность прохождения структурных превращений и получение однородных структур и ,свойств по сечению подошвы.Охлаждение с подачей большего коничества охладителя на.центральную осевую зону подошвы обеспечивает необходимую скорость охлаждения наиболее массивного и имеющего повышеннуютемпературу участка подошвы рельса,Выбор характера распределения расхода охладителя по ширине подошвы обусловлен следующими соображениями,В общем случае скорость охлаждения определяется отношением площади охлаждаемой поверхности тела к его объему.При равенстве удельных площадей охлаждения скорость охлаждения в значительной степени зависит от удельной толщины охлаждаемого слоя при прочих равных условиях (например, температурных, влияния соседних слоев и т.п.). Определял скорость охлаждения в различных выделенных 1 лементарных сечениях подошвы рельса с одинаковой площадью охлаждаемой поверхности, а так-же учитывая реальное изменение температурных условий в этих сечениях засчет различной степени теплоотдачив воздух с внутренней ( нижней) поверхности подошвы, установлено распределение скоростей охлаждения поширине подошвы - увеличение скоростиохлаждения происходит пропорционально уменьшению толщины подошвы. Поэтому для выравнивания скоростейохлаждения по ширине подошвы необходимо производить снижение подачиохладителя по направлению к краямподошвы, при этом упомянутое снижениеследует производить пропорциональноуменьшению толщины подошвы,Ограничение центральной зоны подошвы, подвергаемой наибольшему охлаждению, интервалом 0,3-0,4 ширины подошвы обусловлено конструктивной формой профиля раэных типов рельсов,толщиной шейки, величиной радиусасопряжения шейки с подошвой) и степенью влияния на процесс охлаждениясопряженных с подошвой участков шейки.Величина расхода охладителя, подаваемого на центральную часть подошвы,и составляющая 50-707 расхода наохлаждение всей поверхности подошвы,обусловлена достижением необходимойскорости охлаждения наиболее массивной части подошвы, испытывающей ктому же значительное тепловое воздействие со стороны шейки рельса. Ширина заявленного диапазона обусловлена различным распределением металла по сечению подошвы различных типов рельсов. Например, для рельсовР 43, имеющих более толстую подошвупри незначительной ее ширине, равенство скоростей охлаждения по ширинеподошвы достигается подачей 507 охладителя на центральную зону, для рельсов Р 50, Р 65 обладающих более широкой и тонкой подошвой, - 60-707.Выход за пределы заявленного диапазона расхода охладителя приводит кнеравенству скоростей охлаждения поширине подошвы и образованию неоднородности структур и свойств по сечению подошвы.Дифференцированное по ширине подошвы охлаждение осуществляют различными способами в зависимости от типаприменяемого охлаждающего устройстваНапример, при спрейерном охлаждении139936 подошвы уменьшают диаметр отверстий по направлению к периФерийным участкам подошвы, при охлаждении распыленной водой (форсунками) используют форсунки с факелом распьпения, имеющим наибольшую плотность в центре и постепенно снижающуюся к краям.Предложенный способ может быть реализован при термообработке рельсов по известному способу, например на агрегате роликового, типа. После объемного нагрева в печи до температуры аустенитизации рельсы поштучно подают в агрегат, где в процессе поступательного движения рельса производят охлаждение его головки и подошвы с подачей меньшего количества охладителя на подошву (0,6-0,8 от расхода на головку в данной секции), при этом охлаждение подошвы начинают через 2-10 с после начала охлаждения головки. Для получения однородной структуры и свойств по сечению подошвы охлаждение последней производят 25 дифференцированной подачей охладителя по ширине подошвы. В зависимости от типа обрабатываемого рельса устанавливают количество (в пределах заявленного диапазона) подаваемого на центральную часть подошвы охладителя и пропорционально уменьшению толщины подошвы определяют степень снижения расхода охладителя по направлению к периферийным участкам подошвы.35П р и м е р. Предлагаемый способ ып опробован в промышленных условиях при термообработке рельсов Р 50 из конверторной стали. Нагрев до температуры аустецизации (820-840 С) производили в проходной нагревательной печи. Нагретые рельсы после кантовки в положение головкой вниз задавали в рельсозакалочцый агрегат (РЗА) роликового типа, где головка и подошва движущегося с определенной скоростью рельса охлаждалась с помощью установленных между транспортирующими роликами охлаждающих устройств. Охлаждение головки производили струями воды50 через спрейеры, охлаждение подошвы - распыленной водой с помощью Форсунок. Режим охлаждения головки и подошвы устанавливали в соответствии с известными режимами, Для обеспечения диф 55 ференцировацного по ширине подошвы охлаждения использовали форсуцки щелевого типа. Путем изменения основных о4геометрических размеров форсунки (радиуса закругления дна подводящего кацала, угла распыления факела, размеров выходного отверстия и других) регулировали плотность орошения различных участков по ширине подошвы.Опробовацие предлагаемого способа дало результаты, приведенные в таблице.При охлаждении с дифференцированной по ширине подошвы подачей охладителя на 70-1007 снижена неоднородность механических свойств по сечению подошвы по сравнению с охлаждением по известному способу, а при охлаждении центральной осевой зоны подошвы с подачей охладителя в интервале заявленных величин (50-707 расхода на охлаждение всей поверхности подошвы) неоднородность свойств по ширине практически устранена (не превышает 57 при подаче 637 охладителя на центральную часть подошвы).Использование предлагаемого способа термообработки рельсов с дифференцированным по ширине подошвы охлаждением обеспечивает по сравнению с известным способом снижение на 70-1007 неоднородности структур и мехсвойств металла по сечению подошвы, снижение уровня остаточных напряжений в перьях подошвы и выравнивание их значений по ширине подошвы, что позволяет повысить эксплуатационную стойкостьрельсов на 37. за счет снижения изъятия рельсов из пути по причине выколов, трещин подошвы, приводящих к излому рельса,Формула изобретения Способ термообработки рельсов по авт, св. 11 1239 170, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости репьсов путем повышения однородности структуры ц свойств по сечению подошвы, охлаждение подошвы проводят суменьшением подачи охладителя по мере удаления от центральной осевой зоны подошвы к периферийным участкам пропорционально уменьшению толщины пера подошвы, при этом охлаждениеосевой зоцц 1 ш 1 рицой 0,3 - 0,4 шириныподошвы осуществляют подачей 50-707. охладитепя, поступающего ца охлаждение всей поверхцости подошвы.1399360 Механические свойства Степень нетношение расхода охладителя на охлаждение участка подошвы к расходу охлаителя на охлаждение всей подошвы 7 Временное сопротивление разрыву,, МПаУ 1 У Централь Правоеная эона перо Левоеперо Централь- Правоеная эона перо евое перо 1198, 54 1018, 22 1192, 66 1 4, 8 34 34 33 40 По предлагаемомуспособу 25 1180,9 1041, 74 1174,04 30 11,6 50 1136,8 1080,94 1139,74 25 5,0 20 20 1108, 38 1102, 5 1113, 28 60 0,7 15 70 15 1079,96 1116,22 1087,8 2,9 10 1036,84 1160,32 1027,04 11,0 80 10 Составитель Л.КулеминРедактор Н,Киштулинец Техред М,Дидык Корректор И.Эрдейи Заказ 2648/30 Тираж 545 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Режим термообра"ботки По известному способу однородности свойств,Х