Способ производства рельсов

Е ИЗОБРЕТЕН СНО ер и низбытьких заОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА РЕЛЬ (57) Изобретение относится к ческой обработке желеэнодорож рельсов .нз высокоуглеродистой колегированной сталей и может использовано на металлургичес водах, производящих желеэнодо рельсы, Целью изобретения является . улучшение качества за счет повышения механических свойств, параметров конструкционной прочности и прямолинейности рельсов. Заготовку подвергают ступенчатому диффузионному отжигу, затем прокатывают в предчистовой и чистовой клетях с суммарным обжатием головки 21-303, после чего головку, шейку.н подошву рельсовой полосы подвергают дифференцированному охлаждению и самоотпуску, а индукционный на грев под закалку головки рельсовой полосы осуществляют с температурыоконца самоотпуска 500-650 С с последующим дифференцированием охлаждением элементов рельсовой полосы. 7 з.п ф-лы, 3 табл13009Изобретение относится к термической обработке железнодорожных рельсов из высокауглерадистай н низколегированнай сталей и мажет быть использована на металлургических заводах, производящих железнодорожныерельсы.Целью изобретения является улучше.ние качества за счет повышения механических свойств, параметров конструкцианнай прочности и прямолинейности рельсов.Предлагаемый способ осуществляетсяследующим образом.Были выплавлены две марки стали:высокоуглеродистая типа И 76 и низколегированная Сг-Бе-Ип сталь типа75 ХГС, При этом в углеродистой сталимассовая доля элементов составила,%:0,78 С; 1,05 Ип; 0,35 Бе; 0,028 Б;0,032 Р и 0,115 Аз И, =725 и А=755 .С, а Аь "-695 С и А, =635 С,(Ас 735 и Ас=780 С, а Аг =705 иА,-640 С, Ю 245 С).1Сталь разливали и изложницы наблюмы сечением 120 х 120 мм, которые З 7впоследствии прокатывали на заготовки. Затем заготовки загружали в печьи при нагреве под прокатку на рельса.вые полосы (рельс типа Р 18) подвергали ступенчатому диффузионному отжигупо режиму; первая ступень нагрева1150 С, выдержка 3,5 ч, последующийнагрев со скоростью 80-100 град/чдо 1250 С, выдержка при данной гемпературе 2,0 ч. После выполнениявторой ступени диффузионного отжигатемпературу печи снижали до 1130 С,выдерживали 2,0 ч и чодвергапи прокатке иа рельсовые паласы,При прокатке заготовок на рельсовые волосы осуществляли обжатие головки в универсальной предчиставой.клети иа 223 и в чистОВОЙ на 4% ссуммариьпе обжатуеем 26%, Прадолительность паузы между проходами составляла 6 с а между окончанием де.Формации и диФФереицированным охлаждением - 9 с. Головку охлаждали до580 С со скоростью 15 град/с (закалкаголовки), а вейку и подошву охлаждалипримерно до этой ае температуры соскоростью 8 град/с иа структуру сорбит по Окончании фифференциальног(щц 1 акдеиия производители самотпуск 4 б течение 20 с, После самоотпуска головку рельсовой паласы подвергалинагреву ТВЧ да 930 С с выдержкой виндукторе в конце нагрева В течение30 с, Па Выходу из зоны нагрева эакалочной машины полоса поступала в зонудифференцированного охлаждения, призтам головку ахладали до 470 С соскоростью 14 град/с, а шейку и подошву да 325 С со скоростью 7 град/с,апосле чего осуществляли самаотпуски окончательное охлаждение всех элементов рельсовой полосы да температуры окружающего Воздуха. При выпалиенин отмеченных технологических операций рельсовую полосу во Время перемещенчя фиксировали В прямалинекнОмположении,Известный способ осуществляли следующим образомПосле прокатки рельсовую попасудцинай 25-50 и охлаждали да 600050 С, Охлаждение производили непринудительное, т.е. при температуреокружающего Воздуха на специальныххолодильниках со скоростью 2 град/с,После этого рельсовая полоса поступала в рельсозакалачную машину, гдев процессе непрерывнога движения соскоростью 25 мм/с поступала в систем;" индукторав для нагрева головки дозаданной температуры, которая согласно технологической инструкции составляет 990-1020 С. Непосредственна после нагрева головка рельса подвергалась охлаждению водовоздушной смесьюса скоростью 8 град/с да температурьео560"580 С, а затем окончательномуохлаждению водой до комнатной температуры. В процессе перемещения черезрельсоэакалочную машину рельсоваяполоса упруго изгибалась на подошву(головка выпуклая) с радиусом изгибав зоне нагрева и охлаждения, равньи20 и,Технологическая схема последовательного движения паласы через рельсозакалочный агрегат следующая: секция задающих роликов (начинается изгиб рельсов) - секция нагрева и удержания кривизны активная эона), здесьпроисходит изгиб рельса на подошвупо заданному радиусу " секция выдающ,1 х роликов, где рельсовая полосавыпрямляетсяПо известному способу рельсовая полоса движется в рельсазакалочнам агрегате через систему секций, ка130094 т Таблица 1 Качество металла рельсов из углеродистой стали стандартного состава и низколегированной Сг-Мп композиции типа 15 ХГС .Элементы субструктуры Наличие Элемент соб Сталь стро- чечно зер рел0 10м зР, ь 1 10 см о ель ликваВКЛ 0 ЧЕний 4 8 2,8 1,2 Слабовыраженая Высо" Предла- Голгаемьй ка м оуг- еродендрит м стая частка 310 1 0,9 Извест- Г кв- Резко- Сосревыражен- доточениая по- ное рас" лосча- положе" тость ние 10 3 Слабо- По межвыражен- дендрит ная иым Предла- Г гаемый к струк- .Участ-,турная камполосча- тость-1 1,25 СосредоточенГол ка Резко- выражен иая по- лосча- тость ве е рас оложеие Таблице Свойства рельсов, изготовленньк из углеродистой стали стандартного состав Механические свойства неталла анетрн конструкцнонной прочности Твер- дость ленсиельса Патт ИПа Контакт" ОстаточняИйк/н няя прочнапрввенность 3,ОИПв з У 245изобретения формула Способ производства рельсов, включающий получение заготовки горячей деформацией, нагрев заготовки 50 и прокатку на рельсовую полосу в предчистовой и чистовой клетях, прер-. ванное охлаждение после прокатки, закалку с индукционного нагрева и самоотпуск, о т л и ч а ю щ и й с я 55 тем, что, с целью улучшения качества эа счет повышения механическихсвойств, конструкцнокной прочности 3 13009/торые постепенно ее изгибают до максимума в активной зоне, а затем ужепосле закалки полоса заходит в секциювыдающих роликов, где происходит выгибание рельса в .сторону, обратнуюпервоначальному изгибу.Однако такой технологический приемполностью не обеспечивает удалениепервоначальной кривизны, в результатечего она составляет 50-200 мм на. Одлине всей полосы.При термообработке по предлагаемому способу рельсовая полоса проходит все технологические операции принепрерывном движении через систему 5роликов, расположенных в горизонтальной плоскости относительно основания,Поэтому кривизна в вертикальной плоскости практически отсутствует и составляет - 10 мм на длине 50 м, что отвечает допускам по кривизне на закаленные рельсы.Как показали данные опытной проверки, в результате использованияпредлагаемого способа производства 25рельсов улучшается качество металлав части устранения структурной полосчатости и расположения неметаллических включений (табл. 1) приэтом на 1-2 балла уменьшается вели Очина зерна аустеиита для углеродистой стали и на 2-3 балла - для низколегированной Сг.-11 пстали типа75 ХГС. Для обеих марок стали (углеродистой и низколегированной) размерблоков 0 уменьшается в пределах от510-495 до 400-325 1 О м, увеличиваются микронапряжения ьа/а от 0,850,92 до 1,2-1,3510, а также плотность дислокаций р от 0,95-1,35 до 462,85-3,9 см , Увеличивается коипн -глекс физико-механических свойств ипараметров конструкционной прочности(табл, 2 и 3),46 4и прямолинейности рельсов, заготовкупри нагреве под прокатку подвергаютступЕнчатому диффузионному отжнгу,прокатку осуществляют с суммарнымобжатием головки 21-307 охлаждениепосле прокатки проводят дифференцированно по элементам профиля с последующим самоотпуском, а закалку проводят также дифференцированным охлаждением элементов профиля рельсовойполосы.2, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что ступенчатыйдиффузионный отжиг осуществляют зинтервале температур 1080-1280 С, приэтом при 1080-1200 С в течение 2-5 ч;при 1220-1280 С в течение 1-3 ч;при 1180-1080 С в течение 1- 3 ч,3, Способ по п. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что прокатку в предчистовой клети проводят с обжатиемголовки 18-253, в чистовой клети3-57 при продолжительности междеформациокной и последеформационкой пауз2-10 с и 2-16 с соответственно,4. Способ по и. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что дифференцированное охлаждение после прокатки осуществляют до 660-500 С со скоростью10-20 град/с для головки и 2-14 град/сдля шейки и подошвы рельсовой полосы.5. Способ по и. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что самоотпускрельсовой полосы осуществляют в течение 15-25 с непосредственно послеохлаждения с прокатного нагрева.6. Способ по и. 1, о т л и ч а -ю щ .и й с я тем, что после индукционного нагрева головку рельсовой поолосы выдерживают при 880-980 С в течение 20-40 с,7, Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что дифференциро"ванное охлаждение рельсовой полосыпри закалке осуществляют го режиму:для головки до 520-420 С со скоростью10-18 град/с, для шейки и подошвы до350-300 С со скоростью 5-8 град/сс последующим вторичным охлаждениемвсех элементов профиля до температуры окружающего воздуха.8. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что все технологические операции осуществляют при Фкк -сировании прямолинейного положениярельсовой полосы в процессе непрерывногб движения.330094 ТаблицаСвойства рельсов, изготовленных нз низколегироеднной Ст"81-(п стали Параметры коиструкционной прочности Твер"достьНВ Элемент рельсов Способ окав(ческне свойства металла производстварельсов ыф,гНмм Предлагаеай 68 6,6 4150 Головка 45 420 1210 12,8 2 В,О 1035 10,2 И,О 00 02 26,0 1150 8 ейка 3 92 одеава 340 1 40 йэвест 24,0 3250 320 60 В 90 9 ВО 810 6,5 14,5 3,5 5 825 70 14,0 12,6 ак мннус свнмааккне нап Составитель В. КитайскийТехред Л.Сердюкова Коррект Редактор 3. Ходако Зимокосов каз 25 бОВ Ти НИИПИ Государство делам изобре 5, Москва, Ж-З аж 403 Подпнснонного комитета СССРений и открытий, Раушская.иаб., д, 4/5 1)30 Про Проектная,Ужгород,дственно-полигр ское предприяти Головка 38 (Вейкв 280 Подо(ева 28