Способ соединения деталей стрелки

(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ПАТЕ носится к соединениыполненных на литой арганцовистой стали,. крестовины, связанарганцовистой стали рельсом из углероди(21) 5001090/11(54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙСТРЕЛКИ(57) Использование; отям деталей стрелки, ваустенитной высокомтаких, например, какные с ней рельсы из мс примыкающим к ним Ж 1819305 АЗ стой стали с применением промежуточной детали из низкоуглеродистой аустенитной стали. Сущность изобретения: способ состоит в том, что сначала сваривают промежуточную деталь (3) с рельсом (2), после обрезки промежуточной детали (3) до длины менее 25 мм при втором процессе сварки сваривают промежуточную деталь (3) с кре. стовиной (1), выполненной из литой аустенитной высокомарганцовистой стали, и соответственно с рельсом из марганцовистой стали. При этом используют промежуточную деталь (3) из стабилизированной МЬ или/и Т) малоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, и вслед за первым сварным соединением осуществляют термообработку, в частности диффузионный отжиг, при температуре между 350 и 1000 С, 6 з.п. ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к способу соединения деталей стрелок, состоящих из литой аустенитной высокомарганцовистойстали, таких, например, как крестовина исвязанные с ней рельсы из марганцовистойстали с примыкающим к ним рельсом изуглеродистой стали с применением промежуточной детали из низкоуглеродистой аустенитной стали,Целью изобретения является достижение длительной прочности и более равномерного распределения структуры во всейзоне сварки. Исключение термообработкипосле второй сварки со сталью нормальногорельса должно при этом улучшить воспроиэводимость прочностных свойств сварногосоединения, причем одновременно должныдостигаться лучшие величины прогиба и лучшие величины длительной прочности.На фиг. 1 показана крестовина пересечения с присоединенными нормальнымирельсами из углеродистой стали квалитета01 С 860; на фиг, 2 - в увеличенном масштабе сечение по А - А на фиг, 1; на фиг. 3 -сечение по Б-Б на фиг. 1.Крестовина 1 состоит из литой аустенитной высокомарганцовистой стали. К этойкрестовине приварены нормальные рельсы2 с промежуточным включением промежуточных деталей 3 за счет стыковой сваркиоплавлением.Промежуточные детали длиной около500 мм зажимали в сварочной машине длястыковой сварки оплавлением. Промежуточные детали имеют изображенный на фиг,. 3 профиль нормального рельса. Эти промежуточные детали длиной 500 мм сначаласваривают с нормальным рельсом 2 за счетстыковой сварки оплавлением, причем возникает сварной шов 4, изображенный наФиг. 2, Зону этого сварного шва 4 затемподвергают термообработке для того, чтобыустранить образование мартенсита, Послеэтого промежуточные детали обрезают таким образом, что их длина, измеренная отсварного шва 4, составляет около 15 мм,после чего осуществляют вторую сваркуравным образом за счет стыковой сваркиоплавлением с крестовиной 1. При сваркеоплавляется от 5 до 10 мм длины промежуточной детали, так что оставшаяся промежуточная деталь имеет минимальную длину 5мм между сварным швом 4 и сварным швом5, причем марганцовистая крестовина 1 через сварной шов 5 соединена с промежуточной деталью.Способ, согласно изобретению, состоитв основном в том, что используют промежуточную деталь из стабилизированной НЬи/или Т малоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, вслед за первым сварным соединением осуществляют термаобработку, в частности диффузионный отжиг, при температуре 5 между 350 и 1000 С, За счет того что используют промежуточную деталь из стабилизированной ниобием и/или титаном малоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, снижается 10 доля свободного углерода и ограничиваетсядиффузия углерода, отрицательно воздействующая на механические характеристики сварного соединения. За счет того что вслед за этой первой стыковой сваркой оплавле нием между углеродистой сталью рельса ипромежуточной деталью осуществляют целенаправленную термообработку, достигается сглаживание различной концентрации полностью различных сплавов промежуточ ной детали и стали рельса за счет диффузии, причем одновременно не только достигается выравнивание концентраций в зоне сварки, но также вновь устраняется образованный при определенных обстоя тельствах мартенсит. После обрезки промежуточной детали до необходимой минимальной длины для второго сварочного процесса соединение с деталью, состоящей.иэ литой аустенитной высэкомарганцовистой 30 стали, соответственно рельсом иэ марганцовистой стали, вновь может происходить с помощью стыковой сварки оплавлением, причем здесь далее не требуется выдерживать никаких особых условий в отношении 35 охлаждения. Второе сварное соединениеможет охлаждаться на воздухе, как это соответствует одной предпочтительной формеосуществления, без того, чтобы это приводило к увеличению твердости в зоне первого 40 сварного соединения. При осуществленииспособа для всего сварного соединения получаются величины прогиба, которые до двух раз превышают величины прогиба, достижимые с помощью известных способов, 45 причем одновременно без дополнительныхмероприятий могли бы достигаться величины длительной прочности до 250 Н/мм .Термообработку предпочтительнымобразом осуществляют в течение проме жутка времени от 2 до 5 ч, благодаря чемупредотвращается образование мартенсита. Образование мартенсита даже при целенаправленном ведении способа во время первой сварки и, в частности, при эамедлен ном охлаждении после первой сварки неможет быть надежно исключено, причем эа счет целенаправленной термообработки помимо устранения образованного при определенных обстоятельствах мартенсита в самой значительной степени выравнивает-, 1819305ся профиль концентрации химических элементов в зоне сварки, за счет чего получаются более высокие величины прочности и величины прогиба.В особенно предпочтительном варианте способ термообработки осуществляют таким образом, что термообработку проводят за время от 2 до 5 ч, после чего производят охлаждение в спокойном воздухе,На основании достижимой за счет тер мообработки гомогенизации распределения концентрации в зоне сварки после первой стыковой сварки оплавлением и на основании того, что образованный при определенных обстоятельствах мартенсит на 15 деж но устранен, вслед за вторым процессом сварки производят охлаждение няться стали квалитета Х 100 СгМТ 18 9, Х 10 СгйТ 18 10, Х 10 СгЮчЬ 18 9 или Х 5 СгчМЬ 18 10, Такого рода стабилизированные ниобием, соответственно титаном, стали имеют максимальное содержание углерода 0,06 мас причем титан, соответственно ниобий, для стабилизации используют в количестве, которое в случаетитана соответствует по меньшей мере 5 кратному содержанию углерода и в случае 30 ниобия - по меньшей мере 10-кратному содержанию углерода. В качестве особенно предпочтительной является промежуточная деталь состава:С 006 максСг 175М 95Т5 хСили МЬ10 хС,остальное железо и обычные примеси железа,При использовании предложенного, согласно изобретению, материала для промежуточной детали и соблюдении требуемыхусловий в отношении термообработки может быть полностью исключено образование трещин в зоне сварного соединения при 35 40 45 стыковой сварке оплавлением, причем повышается надежность в отношении излома и достигаются более высокие величины 50 длительной прочности, а также лучшие величины прогиба. Такого рода сварные соединения отвечают высоким требованиям к нагрузкам высокоскоростного желеэнодо 55 рожного сообщения.С помощью предложенной, согласно изобретению, промежуточной детали были сварены крестовины стрелок из аустенитной высокомарганцовистой стали ориентировочного анализа: С - от 0,95 до 1,30; в спокойном воздухе.В качестве материала для промежуточной детали предпочтительно могут приме марганец - от 11,5 до 14 - в литом, прокатанном или кованом состоянии, а также прокатанные рельсы из аустенитной высокомарганцовистой стали аналогичного ориентировочного анализа с аустенитными промежуточными деталями из стали состава: Х 1 ОСгчЙЬ 18 9, а также Х 10 СгйТ 18 9, равным образом в литом, преимущественно кованом или прокатанном состоянии, причем в случае стали рельсов использовались квалитеты нормальных рельсов в соответствии с 01 С, соответственно рельсы с закаленной головкой. При этом первую сварку между углеродистой сталью рельса и промежуточной деталью осуществляли с промежуточной деталью длиной около 500 мм, после чего после первой стыковой сварки оплавлением промежуточную деталь, уже соединенную с нормальным рельсом, обрезали до длины от 8 до 20 мм для того, чтобы обеспечить то, что после второй сварки промежуточной детали с литой деталью из аустенитной высокомарганцовистой стали, соответственно рельсом из марганцовистой стали, останется эффективная длина промежуточной детали около 5 мм, Обусловленная стабилизацией аустенита за счет ниобия и/или титана во время первого сварочного процесса, осуществляемого при существенно более высоких температурах по сравнению с последующей термообработкой, диффузия углерода эффективно ограничена, Сравнение сварнйх соединений, полученных в соответствии с патентом Австрии М 350881 и предложенным способом, показало, что достигнуто существенное повышение величины прогиба с 18 до 35 мм. Величины длительной прочности удалось повысить с 200 до 250 Н/мм, Одновременно удалось работать с меньшим вводом тепла, благодаря чему уменьшено образование трещин. Обычный до сих пор подогрев места сварки в сварочной машине эа счет импульсов тока при использовании предложенного способа удалось исключить, благодаря чему также повышена экономичность. После второго сварного соединения предусмотренная термообработка позволяет существенно быстрее охладить зону сварки. В целом за счет ведения способа согласно изобретению получают более короткие времена сварки и более длительный срок службы сварного соединения.Формула изобретен и я 1. Способ соединения деталей стрелки, выполненных из литой аустенитной высокомарганцовистой стали, преимущественно крестовины, и связанных с ней рельсов из марганцовистой стали с примыкающими к ним рельсами иэ углеродистой стали по1819305 Составитель А. ПетрухинТехред М, Моргентэл Корректор А, Мотыль едактор Заказ 1951 Тираж Подписное ВНИИПИ осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 средством промежуточных деталей из ниэкоуглеродистой аустенитной стали, состоящий в сварке промежуточных деталей с примыкающими рельсами, обрезке указанных деталей до длины менее 25 мм каждой и последующей сварке промежуточных деталей с крестовиной и связанными с ней рельсами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что используют промежуточную деталь из стабилизированной йЬ и/или Т малоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, и после. укаэанной первой сварки осуществляют термообрэботку, в частности диффузионный отжиг, при 350 - 100 С,,2. Способ по и, 1, о т л и ч э ю щ и й с я тем, что термообработку проводят за 2-5 ч, после чего охлаждают на спокойном воздухе.3. Способ по пп, 1 или 2, отл ич а ющ и й с я тем, что термообработку ведут в течение 3 ч при температуре 850 ОС.4, Способ по пп. 1, 2 или 3, о т л и ч а ющ и й с я тем, что после указанной второй сварки ведут охлаждение на спокойном воздухе.5. Способ по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве материала для про межуточной детали используют сталь квалитетэ Х 10 СгйТ 18 9, Х 10 СгййЬ 18 9, Х 10 СгйТ 18 10 или Х 5 СгййЬ 18 10,6. Способ по пп, 1 - 5, о.т л и ч э ю щ и йс я тем, что используют сталь для промежу точной детали с содержанием ниобия поменьшей мере равным десятикратному содержанию углерода и содержанием титана по меньшей мере равным пятикратному содержанию углерода.15. 7. Способ по пп, 1-6, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что сталь промежуточной детали характеризуется следующим еоставом;С 0,06 макс 20 Сг 17,5 й 95 Т 5 хС илийЬ 10 х С, остальное железо и обычные примеси желе за. -Аг