уменьшение загрязненности рельсовой стали неметаллическими включения-. ми, совершенствования профиля рельса, повышения прочности рельсовой. стали путем микролегирования и применения термической обработки. Производится кристаллизация сварного шва и закалка верхнего слоя п.к. Требования, предъявляемые к рельсовым сталям. Оборудование для термической обработки проволоки. Наиболее близкой по функциональному назначению и принципу действия к предлагаемому устройству является установка термической обработки сварных стыков рельсов в путевых условиях по полезной модели РФ 57752. Рельсовые стали представляют собой специальные металлические изделия, которые подвергаются значительным механическим и термическим нагрузкам. Их состав и марка стали – то, что делает их долговечными, надежными и безопасными.
Термообработка рельс
| Виды ТО рельс | 1.2.2 Химический состав рельсовой стали перлитного класса 20. 1.3 Технологии термической обработки рельсов 24. 1.3.1 Влияние термической обработки на качество рельсов 24. 1.3.2 Способы нагрева рельсов под термообработку 26. |
| Описание рельсовых сталей | среднюю массовую долю углерода, буквы Ф, С, X, Т - легирование стали ванадием, кремнием, хромом и титаном соответственно. |
| Рельсовая сталь: марка и характеристики железнодорожных ЖД путей | способ термической обработки рельсов (1), включающий объемный нагрев, охлаждение жидкой средой, отпуск. Данный способ предполагает дальнейшую правку рельсов, а также строгое выдерживание временного режима при охлаждении. |
| Рельсовая сталь - марки и характеристики | Повышение эксплуатационной стойкости рельсов достигается применением термической обработки на тонкопластинчатый сорбит. Рельсы подвергают упрочняющей термической обработке по всей длине по различной технологии. |
Из какой стали делают рельсы
| Способы закалки рельсовой стали: эффективные методы и рекомендации | 1.2.2 Химический состав рельсовой стали перлитного класса 20. 1.3 Технологии термической обработки рельсов 24. 1.3.1 Влияние термической обработки на качество рельсов 24. 1.3.2 Способы нагрева рельсов под термообработку 26. |
| Способ термической обработки рельсов и установка для его осуществления | Данный способ позволяет проводить термообработку всех марок рельсовых сталей с широким диапазоном химического состава: углеродистых, доэвтетоидных, заэвтектоидных, микролегированных и легированных сталей. |
Разработка и промышленное использование режима нагрева ТВЧ головки рельсов из заэвтектоидной стали
Пластичность у металлопроката умеренная. Прочность при растяжении определяется временным сопротивлением на разрыв. Поверхность металлических балок начинает деформироваться при нагрузках от 600 до 810 Мпа. Виды и марки рельсовой стали Классификация рельсовой стали зависит от количества нагрузок, которые она способна выдержать, и сферы применения. Узнав, из какого металла делают рельсы, можно определить насколько они подходят для прокладки конкретных путей. На производстве чаще используют следующие марки стали: М54. Материал с вязкостью, повышенной за счет большого содержания марганца. Балки из него используются для накладки в местах стыков и стрелочных переводов. Прочный сплав, востребованный для прокладки верхних строений путей. Обладает увеличенной твердостью и устойчивостью к коррозии. Выдерживает критические нагрузки.
На НТМК на первых стадиях экспериментов были применены модификаторы, содержащие кальций и цирконий. Украинские исследователи провели работу по опробованию лигатур с Mg и Ti при выплавке рельсовой стали в конвертерах и мартеновских печах [б]. После использования лигатур без алюминия удалось снизить количество глиноземных включений и длину строчек. Следующей попыткой снижения загрязненности рельсов строчечными оксидными включениями явилось применение для модифицирования стали сплава, содержащего барий алюмобария [7]. Модификатор присаживали в ковш. Четвертая группа попыток по улучшению качества рельсовой стали связана с появлением в составе модификаторов, идущих для обработки жидкого металла в ковше, ванадия. В этой же работе приводятся данные по микролегированию цирконием ванадийсодержащего металла. Отмечается [10], что наиболее высокую надежность и долговечность имеют рельсы из стали, раскисленной кальцийсодержащей лигатурой с ванадием. Опыт использования комплексных ферросплавов с ванадием и присадкой их в ковш при получении рельсовой стали описан в работах проведенных на Кузнецком металлургическом комбинате [11,12]. Микролегирование в ковше, из-за имеющихся и нерегулируемых процессов при вводе модификаторов в ковш окисление металла, температура, момент присадки носит не стабильный характер, усвоение легкоокисляющихся компонентов лигатур магния, кальция, циркония, ванадия низкое, а расход их составляет 3-4 кг на тонну, поэтому группа исследователей на комбинате ОАО "Азовсталь" при производстве рельсовой стали изменили модифицирование с помощью ввода проволоки со сплавом КМКТ содержание элементов не сообщается [13].
Таким образом, проблема повышения усвоения легкоокисляющихся элементов, вводимых в жидкий металл в составе комплексных сплавов, существует. Поэтому разработка и применение новых методов введения модификаторов, в частности, на разливке имеет актуальное значение. Международным союзом железных дорог МСЖД разработан международный стандарт UIС 860, касающийся качества и способов изготовления рельсовых сталей и условий приемки рельсов разных весовых категорий, нетермообработанных, изготовленных из обычных и износоустойчивых сталей. Свойства рельсовых сталей определяются прежде всего содержанием углерода. Оно было принято за основу при определении аналогов сталей в различных стандартах. Рельсовая сталь должна обладать высокой прочностью, износостойкостью и не иметь местных концентратов напряжения металлургического происхождения. В средней трети ширины подошвы и на верхней плоскости головки допускаются единичные пологие зачистки плен, забоин, рисок глубиной до 0 5 мм, a IB остальных местах - до 1 мм. Список использованных источников 1 Кудрин, В. Кудрин, В. Поволоцкий, Д.
Поволоцкий, В. Рощин, М. Рысс и др. Симонян, Л. Металлургия спецсталей. Теория и технология спецэлектрометаллургии: Курс лекций [Текст]. Симонян, А. Семин, А. Теория и технология производства стали: Учебник для вузов. Гольдштейн, М.
Гольдштейн, Грачев С. Падерин, С.
В случае поступления на установку рельсов с температурой ниже 830. С возможна термообработка рельсов по категории НТ или отбраковка. Это обеспечивает стабильный выпуск рельсов требуемого качества при значительных отклонениях температуры поверхности рельса на входе в установку.
Теперь, когда эти два завода начали выпускать дифференцированно термоупрочненные рельсы длиной 100 м, можно с полным основанием говорить о полноценном импортозамещении. На прошедшем 130-ом заседании рельсовой комиссии отчетливо проявились все существующие тренды в развитии рельсовой отрасли России. Основные задачи, которые стоят сегодня перед новыми рельсопрокатными цехами в Новокузнецке и Челябинске, заключаются в освоении производства, кроме обычных термоупрочненных рельсов с минимальной твердостью 350 по Бринеллю, также рельсов с повышенной износостойкостью и контактно-усталостной выносливостью из заэвтектоидной стали, рельсов повышенной прямолинейности для совмещенного скоростного движения и рельсов низкотемпературной надежности для холодного и особо холодного климата.
Наиболее трудно будет решить последнюю задачу, которая легко решалась, пока термическая обработка проводилась с отдельного нагрева, что обеспечивало получение мелкого зерна и достаточно высокой ударной вязкости при низких температурах. При отсутствии необходимых низкотемпературных свойств у рельсов их живучесть падает. В результате развитие контактно-усталостных дефектов от зарождения до излома в холодное время года происходит очень быстро, вследствие чего повышается вероятность необнаружения дефектов путевыми дефектоскопами и излома рельсов под колесами подвижного состава. Переход на термическую обработку с прокатного нагрева существенно затрудняет решение этой особенно актуальной для Сибири задачи. Для получения мелкого зерна в конце прокатки и достижения величины ударной вязкости до уровня, требуемого национальным стандартом, при прокатке можно использовать термомеханическую обработку, при которой деформация металла в последних проходах осуществляется при пониженных температурах. Современной тенденцией в решении задачи повышения ресурса рельсов является необходимость усиления комплексного подхода на всем протяжении жизненного цикла рельсов. В первую очередь это относится к технологиям сварки, шлифования и фрезерования рельсов. Постоянно ведущееся наблюдение за характером повреждений и разрушений рельсов свидетельствует о растущем отрицательном вкладе сварных стыков в повреждаемость рельсового пути.
При сварке закаленных рельсов и последующей локальной термообработке сварного стыка невозможно получить равномерную по длине микроструктуру и одинаковые механические свойства рельса и стыка. Легированные хромом рельсы имеют еще большую, чем углеродистые, склонность к образованию дефектов в сварном стыке в процессе сварки и при эксплуатации. Затрудняется возможность полноценного развития скоростного и высокоскоростного движения. Для кардинального устранения неравнопрочности сварных плетей бесстыкового пути предлагается осуществлять сварку нетермоупрочненных рельсов с последующим дифференцированным термическим упрочнением рельсовой плети длиной 800 м с отдельного индукционного нагрева.
Упрочняющие т/о рельсов.
Воздушная закалка Способ закалки, который основывается на охлаждении рельсовой стали при помощи струи воздуха. Такой метод позволяет получить прочный и твердый слой на поверхности стали, сохраняя пластичность внутренней структуры. Индукционная закалка Современный метод закалки, при котором рельсовая сталь подвергается воздействию высокочастотного электрического поля. Это позволяет достичь равномерной и глубокой закалки, улучшить поверхностные свойства стали. Выбор метода закалки зависит от конкретных требований и условий эксплуатации рельсовой стали. Часто производители применяют комбинацию различных методов, чтобы достичь оптимальных результатов. Рекомендации по закалке рельсовой стали 1.
Предварительный обзор стали Перед началом процесса закалки необходимо точно определить свойства стали. Используйте специальное оборудование для определения химического состава, микроструктуры и твердости стали. Эта информация поможет выбрать оптимальный режим закалки. Оптимальная температура нагрева Выбор правильной температуры нагрева — ключевой фактор в закалке рельсовой стали.
Поверхностная закалка головки рельса по всей длине водой или водовоздушной смесью с последующим самоотпуском после перекристаллизационного печного нагрева. Агрегат для закалки имеет 22 расположенных последовательно клети с горизонтальными роликами. После закалки рельсы подвергают горячей правке, устраняющей коробление. Представляет интерес сопоставление механических свойств рельсов из бессемеровской стали после прокатки и различных термических обработок табл.
На заводе обработано уже около 400 тыс. Поверхностная закалка головки рельса по всей длине водовоздушной смесью с последующим самоотпуском после индукционного высокочастотного нагрева. Эту oпeрацию осуществляют на опытной установке на Ждановском металлургическом заводе «Азовсталь». Закалка после предварительного упругого изгиба рельсов обеспечивает отсутствие коробления. Твердость по сечению головки изменяется плавно. На заводе сооружается цех для закалки рельсов с нагрева токами высокой частоты. Применение охлаждения водовоздушной смесью вместо воды обеспечивает некоторое снижение скорости охлаждения в поверхностном слое головки рельса, что приводит к образованию в упрочненном слое трооститосорбитной структуры вместо продуктов распада мартенсита. Улучшение структурного состояния в головке рельса обеспечит значительное повышение его служебных свойств.
Процесс термической обработки рельсов, осуществленный на заводе им. Дзержинского и использующий метод периодической закалки, может быть использован для упрочнения всех элементов рельса до заданного уровня. Благодаря периодичности охлаждения и возможности независимого регулирования скорости охлаждения различных элементов рельса путем применения различных охлаждающих сред и режимов охлаждения представляется возможность получить рельсы без значительных остаточных напряжений и коробления, а также обеспечить им высокие механические свойства, износостойкость и усталостную прочность при изготовлении из широкого сортамента сталей.
Данный способ позволяет проводить термообработку всех марок рельсовых сталей с широким диапазоном химического состава: углеродистых, доэвтетоидных, заэвтектоидных, микролегированных и легированных сталей. Имеющиеся решения позволяют обеспечить выпуск термообработанных рельсов с производительностью от 20 тыс. С на выходе с существующего холодильника.
Реферат Реферат Свернуть Развернуть Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам термической обработки рельсов, в т. В зависимости от соответствующего значения действительной температуры детали в промежуточной области регулируют параметры интенсивности охлаждения, по меньшей мере, соответственно следующего охлаждающего модуля для обеспечения заданной температуры головки рельса во время всего прохождения участка охлаждения, превышающей критическую температуру образования бейнитной структуры.
К недостатку данного способа можно отнести ограниченный диапазон регулировки скоростей охлаждения в процессе режима охлаждения. После чего осуществляют вторичное охлаждение, при этом рельс выгибают по кривой с максимальной кривизной на подошву в зоне нагрева и охлаждения на величину, обеспечивающую уравновешивания остаточных напряжений в головке рельса, возникающих при термообработке. К недостатку данного способа можно отнести то, что нагрев и охлаждение осуществляют только головки, а не всего профиля рельса, что влечет за собой необходимость перемещения рельсов через закалочную машину в упруго-изогнутом состоянии и возникновению больших остаточных напряжений после термообработки и, как следствие, к необходимости конечной правки рельса. Другим недостатком является то, что в месте примыкания шейки к головке рельса образуется переходная зона от нагретого к не нагретому материалу, где после термообработки образуется переходный слой с пониженными физико-механическими характеристиками. Способ термической обработки рельса, включающий предварительный нагрев каждого поперечного сечения рельса, выполненного из стали и имеющего головку, шейку и подошву, последовательный или одновременный дополнительный нагрев или перегрев головки рельса и охлаждение каждого поперечного сечения рельса. Кроме того, отсутствие регулирования охлаждающей способности среды не позволяет получить высокую твердость на глубине 22 мм от поверхности катания головки. В результате не обеспечивается достаточная эксплуатационная стойкость рельсов.
Установка термической обработки сварных стыков рельсов в путевых условиях
Заключение В процессе производства рельсов из стали К76Ф с помощью ультразвукового контроля выявлены дефекты главным образом в их шейке. Это неметаллические включения, сформировавшиеся в стали при выплавке, раскислении и разливке. Закалочный агрегат для объемной закалки рельсов в масле состоит из собственно закалочной машины, устройства для задачи рельсов, выталкивателя, механизма выдачи рельсов и механизмов для обслужива-ния агрегата. Индукционная закалка рельсовой стали является одним из наиболее эффективных методов обработки, который позволяет повысить качество рельсов и продлить срок их эксплуатации. Способ закалки с помощью водяных душей.
РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ РЕЛЬСОВ ИЗ ЗАЭВТЕКТОИДНОЙ СТАЛИ
2. Поверхностная закалка рельсов с индукционного нагрева заключается в нагреве головки рельса в индукторе на определённую глубину и охлаждение водовоздушной смесью. Твердость после такой термической. обработки НВ 352÷375. Исследования термообработки рельсов с использованием кипящего слоя опубликованы в статье. В качестве псевдоожижаемого материала использовали мелкозернистый феррохром, порошок из нержавеющей хромистой стали, восстановленный железный порошок. Микроструктура рельсовой заэвтектоидной стали с исходной структурой пластинчатого перлита, закаленной от 750, 850 и 900 °С, показана на рис. 1, а — в. Видно, что при закалке от 750 °С в стали еще не происходит полной гомогенизации. Термоупрочнение — это, говоря по-простому, закалка. Сталь — это не просто смесь железа и углерода, у неё сложное внутреннее устройство. Застывая, она твердеет не просто так, а в виде тех или иных кристаллических структур. Перлит, мартенсит, бейнит. Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке рельсов из углеродистой стали. С целью повышения стойкости рельсов по предлагаемому способу осуществляют нагрев до температуры аустенитизации и охлаждение в масле с.
Закалка рельс
Причем упругость металлической основы позволяет лопате немного изгибаться под нагрузкой, а после возвращаться в первоначальное положение. Значит, деформация такому инструменту не грозит. Небольшой вес. Не смотря на прочность и плотность материала, высокое содержание углерода делает лопату легче, чем инструмент из кованой стали.
Это увеличивает комфорт при работе. Стойкость к износу и коррозии. Стойкость к коррозийным процессам обеспечивается не только спецификой материала, но и антикороззийными покрытиями, которыми покрывается большая часть лопат из рельсовой стали.
Невысокие ценовые показатели. Лопаты из рельсовой стали на рынке по ценовым показателям немногим дороже лопат из кованой стали и нержавейки. Самозаточка в процессе эксплуатации.
Лопаты из рельсовой стали, благодаря структуре, не теряют остроту даже при работе с твердыми типами грунта, корнями, подмерзшей землей. А корректировка заточки проводится во время работы. Что касается общей конструкции полотна, то лучше всего подбирать лопату с дополнительными ребрами жесткости.
Такой инструмент намного тяжелее сломать или погнуть в процессе работы. Что касается эргономичности лопаты, то основной нюанс это уступы для ноги. Они должны иметь правильный угол изгиба.
Слишком приподнятый вверх край будет резать ногу при работе, слишком опущенный приведет к соскальзыванию ног. Удобным дополнением является также и ручка на конце черенка. Она облегчает работу с сыпучими материалами или рубку корней.
Хранить инструмент лучше в сухих, хорошо вентилируемых местах без доступа влаги. Черенок лучше окрашивать, причем делать это нужно периодически.
Воздействие кавитации ускорит теплоотвод от поверхности и увеличит степень переохлаждения аустенита перед распадом в объеме головки. Это позволит получить более дисперсный сорбит по сравнению с обычным охлаждением в масле, уменьшит снижение твердости от поверхности катания к центру. Кавитацию следует создавать в течение диффузионного распада аустенита во всем обьеме головки. Если кавитацию прекратить до окончания распада в значительной части обьема. Осуществление ка- оитации после завершения распада аустенита нежелательно, то есть ускоренное охлаждение повысит остаточные напряжения.
Допускается снимать фаски размером не более 3х3 мм по всему контуру головки и шейки и не более 5х5 мм - по контуру подошвы путем зачистки кромок торцов рельсов. На рельсах с болтовыми отверстиями снятие фаски сверху и снизу головки обязательно. Закаленные рельсы следует разделять на рельсы первого и второго сортов. Рельсы первого сорта делят на рельсы первой группы первого и второго классов и второй группы первого и второго классов. Разделение рельсов на группы и сорта проводят по ГОСТ. К рельсам первого класса относятся термически обработанные закаленные рельсы, соответствующие требованиям пп. Исключен, Изм. Приемо-сдаточные испытания и приемочный контроль закаленных рельсов должны проводиться поплавочно. Рельсы плавки, термообработанные по одному режиму, принимаются как рельсы одной плавки. В соответствии с технологической инструкцией, согласованной с потребителем, допускается формировать для термообработки партии рельсов разных плавок объемом не более 100 шт. Объем и поря юк приемочного контроля такой партии со-ответствуег плавке. В соответствии с ГОСТ каждый ковш считается самомтоятельной плавкой. Два ковша из одной печи - смежные плавки. Измененная редакция, Изм. Все закаленные рельсы подвергаются внешнему осмотру для выявления наружных дефектов и измерениям по ГОСТ. Нормы допустимых дефектов должны соответствовать требованиям документации на контроль, утвержденной в установленном порядке. Приемо-сдаточные испытания проводят в следующем объеме: на соответствие требованиям п. Допускается проводить контроль микроструктуры на микрошлифе, вырезанном из головки образца, испытанного на растяжение; на соответствие требованиям п. При отсутствии в плавке первых головных рельсов разрешается подвергать испытаниям любой рельс этой плавки; на соответствие требованиям п. Все испытания проводят на головных рельсах. При отсутствии в плавке головных рельсов пробы отбираются от любого рельса. Техническая приемка рельсов осуществляется Госприемкой или инспекцией МПС СССР по соответствующей технической документации, утвержденной в установленном порядке.
При этом износостойкость не только не снизилась, но и была выше на 12даже в паре с более твердыми колесными роликами. Результаты испытаний, приведенные в табл, 2-6, а также вышеуказанные пояснения и расчеты доказывают, что предложенный способ термической обработки рельсов имеет ряд преимуществ по сравнению с известными аналогами, используемыми как в СССР, так и за рубежом, а именно предложенный способ можно применять при массовом производстве в автоматическом режиме, он исключает коробление, повышает механические и эксплуатационные свойства рельса, 56 1. Патент Японии Ь. Патент Японии М. Авторское свидетельство СССРч". Патент Австрии М. Ос;втехнологии производства железнсдорож. Изготовление рельсов с - :-,"ски упрочненной головкой с прокатегрева, Институт Ч ерметин форма ц и -. Тацу то каганаМ 5 т, 73, с. Ка Еп 9 пегп 9 п;егпг 1 опа ; -. Е:;: "20. Сер, металловедение термическая обр:-. Таблиц ".
Термообработка рельс
| Термическая обработка рельсовой стали | Исследования термообработки рельсов с использованием кипящего слоя опубликованы в статье. В качестве псевдоожижаемого материала использовали мелкозернистый феррохром, порошок из нержавеющей хромистой стали, восстановленный железный порошок. |
| Как производят железнодорожные рельсы? | способ термической обработки рельсов (1), включающий объемный нагрев, охлаждение жидкой средой, отпуск. Данный способ предполагает дальнейшую правку рельсов, а также строгое выдерживание временного режима при охлаждении. |
| Наука и практика решения рельсовой проблемы - Транспортная газета ЕВРАЗИЯ ВЕСТИ | это группа сталей, которых объединяет общий способ применения. А именно, изготовление рельсовых путей сообщения для железнодорожного транспорта. В основе фазовой структуры сплава лежит мелко игольчатый перлит. |
| Наука и практика решения рельсовой проблемы - Транспортная газета ЕВРАЗИЯ ВЕСТИ | Что из себя представляет рельсовая сталь? Какие есть ее марки, каковы их характеристики и состав? Из каких сталей делают железнодорожные рельсы Р65 и Р43? Характеристики и состав, коэффициент температурного расширения – обо всем этом читайте в. |
| Производство рельсовой стали. Реферат. Другое. 2016-10-12 | Как видно из таблицы, углерода во всех марках рельсовой стали содержится 0,71-0,82%. Это говорит о том, что при правильной термообработке можно добиться твердости в районе 60 ед. по шкале Роквела, что является очень хорошим показателем. |
Физические свойства.
- Как закалялась сталь: моделируем остывание рельса, чтобы сделать его прочнее / Хабр
- СПОСОБ И УСТАНОВКА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ
- Технология термической обработки железнодорожных рельсов реферат
- Технология термической обработки железнодорожных рельсов
- Использование рельсовой стали для изготовления ножей
Производство рельсов
Недостаток: непостоянство температуры в момент начала закалки. Закалка концов рельсов с индукционного нагрева. Проводится после медленного охлаждения с прокатного нагрева, затем-правка, мехобработка. На оба конца рельса надеваются индуктор и нагревают головку рельса до 950оС 30-40с. Микроструктура на концах рельсов после закалки с прокатного нагрева неоднородна — сорбит отпуска, далее переходит в узкую зону бейнита, далее — сорбит закалки с мелкими выделениями феррита. Такая неоднородность может приводить к выкрашиванию металла в стыках при эксплуатации. Микроструктура на концах рельсов с нагрева ТВЧ более однородна и состоит из сорбита закалки. Контроль качества.
Используйте специальное оборудование для определения химического состава, микроструктуры и твердости стали. Эта информация поможет выбрать оптимальный режим закалки. Оптимальная температура нагрева Выбор правильной температуры нагрева — ключевой фактор в закалке рельсовой стали. Рекомендуется нагревать сталь до температуры ниже критической точки превращения аустенита. Это гарантирует получение мартенситной структуры и повышенной твердости. Оптимальная скорость охлаждения Скорость охлаждения после нагрева также оказывает влияние на структуру и свойства стали. Рекомендуется использовать методы быстрой охлаждения, такие как применение воды или масла. Это поможет достичь максимально возможной твердости рельсовой стали.
Контроль твердости После завершения процесса закалки рекомендуется провести контроль твердости стали. Это позволяет оценить эффективность процесса и убедиться, что достигнута необходимая твердость для обеспечения долговечности и прочности рельсов. Внимательное хранение и обслуживание После закалки рельсовую сталь необходимо хранить и обслуживать правильно.
Вместо этого образуются вещества с низкими механическими свойствами.
Термическое упрочнение оказывается невозможно. Этот неметалл понижает хрупкость готового изделия, что грозит растрескиванием и даже последующим разрушением рельсовых путей. Ее присутствие грозит падением технологических характеристик материала. При горячей обработке сернистой стали она оказывается неподатлива, растет и опасность появления трещин.
Почти все рельсы такого происхождения бракуются при сколько-либо тщательном техническом контроле. На самые загруженные пути отпускают рельсы с наименьшей концентрацией фосфора и серы. Основные свойства Среди ключевых характеристик марок стали для железной дороги обязательно стоит назвать особенную стойкость к циклически прилагаемым нагрузкам. Абсолютный предел прочности у разных типов металла варьируется от 800 МПа до 1 ГПа.
Но первые признаки разрушения материала обнаруживаются уже в диапазоне от 600 до 810 МПа. Конкретные показатели зависят от вводимых улучшающих добавок и усталости конкретного образца. Структура рельсового сплава идеально отвечает требованиям защиты от ударных нагрузок. Вязкость при соударении с другими телами будет равна 2,5 кг на 1 кв.
Показатель твердости по Роквеллу в значительной мере зависит от уровня термообработки. Если выполнить объемную закалку как следует, можно поднять этот показатель до 60 базовых единиц. Длина железнодорожных путей достигает десятков и даже сотен километров. Потому особое значение для их использования приобретает коэффициент температурного расширения.
У качественного продукта, соответствующего нормам ГОСТ, такой показатель принимается равным 0,00001118. В отношении материала могут действовать разные стандарты, выбираемые с учетом химического состава сплава. При разборе механических свойств надо обязательно упомянуть умеренную пластичность. Температура обработки отправки на прокатный стан составляет от 900 до 1000 градусов.
Модуль упругости качественного изделия принимается равным 210 ГПА. Нормируются также: временное сопротивление; предел по текучести; удлинение и сокращение длины в относительном исчислении. Все эти свойства определяются целевой категорией рельсов. В основном ключевые параметры задаются ГОСТ 2013 года.
В 2020-м началось обсуждение проекта более продвинутого стандарта.
Внутренняя стенка аппарата имеет несколько рядов отверстий 6 диамет- ром 1,5-1,8 мм, расположенных так, чтобы закаливалась только поверхность катания головки рельса. Аппарат крепится к подошве рельса специальными скобами 5.
Для предохранения закалки боковых граней головки рельса в пазы аппарата набивается асбест 4. Закалка водой проводится в течение 45 с для рельсов Р50 и Р55 и 55 с для рельсов Р65. После прекращения подачи воды происхо- дит самоотпуск закаленной зоны за счет тепла сохраненного в центральных слоях головки рельса.
Твердость после закалки НВ 330-400. Достоинства та- кой обработки — экономичность процесса, а недостатком является неста- бильность температуры в момент закалки, что не позволяет получить ста- бильные свойства закаленного слоя. Метод закалки концов рельсов с нагревом т.
Микроструктура зака- ленного слоя представляет собой сорбит отпуска, который переходит в узкую зону бейнита на глубине до 3-4 мм и далее сменяется сорбитом закалки с от- дельными мелкими выделениями феррита. Такая структурная неоднород- ность связана с интенсивным охлаждением при закалке и часто ведет к обра- зованию сколов при работе рельсов. Контроль качества термической обработки ведется замером твердости на прессе Бринелль.
Термообработка рельс
Скачать Часть 2 pdf Библиографическое описание: Литвинов, Р. Литвинов, В. Стаканчиков, А. Вступление В настоящее время основные производители рельсовой продукции в России завершили этап модернизации основного оборудования, целью которой является производство и поставка ОАО «РЖД» рельсов, по уровню качества, эксплуатационной долговечности и надежности, соответствующих рельсам ведущих мировых производителей. Полную реконструкцию провел Новокузнецкий металлургический комбинат, который сейчас уже может выпускать рельсы, термически упрочненные дифференцированной закалкой сжатым воздухом с прокатного нагрева аналог технологии закалки рельсов используемой в Японии, «Nippon Steel Corporation». Челябинский металлургический комбинат осуществил комплекс работ по строительству нового производства рельсов на территории России. Новокузнецк и ЧМК Мечел, г.
Челябинск предусматривают дифференцированную закалку с прокатного нагрева, аналогичную рельсам Японского и Австрийского производства. Испытания рельсов термообработанных с прокатного нагрева и повторного нагрева показали, что ударная вязкость и трещиностойкость рельсов термообработанных с прокатного нагрева, существенно ниже, чем эти свойства рельсов, термообработанных с повторного нагрева.
Их предел прочности в зависимости от марки колеблется в пределах от 800 до 1000 МПа. Деформироваться рельсовая сталь начинает в промежутке от 600 до 810 МПа. Опять же, это зависит от того соотношения легирующих элементов в составе стального сплава Сталь хорошо справляется с ударной нагрузкой. Твердость сплава находится в прямой зависимости от качества проведения термической обработки. Объемная закалка способно увеличить данный параметр до 60 единиц по шкале Роквелла.
Рельсовая марка обладает умеренной пластичностью. Применение и марки рельсовой стали Как уже было сказано ранее, основное назначение данного металла — это изготовление рельс железнодорожного пути. Ниже приведен список тех марок, которые наиболее активно применяются для этой цели: Сталь 76. Одна из наиболее востребованных марок в производстве рельс. Основное назначение - изготовление рельс типа РП50 и РП65, которые применяется преимущественно при прокладке железнодорожных путей промышленного транспорта с широкой колеёй. Сталь 76Ф. От вышеописанной стали ее отличает дополнительное содержание ванадия в своем составе.
Рельсы данной марки обладают большим ресурсом работы - способны пропускать через себя большее количество локомотивов. Сталь К63. Данная марка используется при изготовлении крановых рельс. Металл помимо оптимальной прочности, обладает несколько лучшим значением коррозионностойкости. Сталь К63Ф. Рельсы, изготовленные из данной марки, отличаются большей циклической прочностью за счет добавления в их состав вольфрама. Сталь М54.
Имеет повышенное содержание марганца. Применяется для производства стыковочных рельс-накладок. Сталь М68. Используются при прокладке путей верхнего строения. Рельсовая марка стали сегодня является одним из ключевых материалов, применяемых при изготовлении железнодорожного полотна. Это стало благодаря оптимальным значениям механических характеристик и, что не менее важно, низкой стоимостью такого рода рельс. Но до сих пор, процесс по поиску оптимального химического состава стали данной группы продолжается.
Кто знает какие решения будут приняты через год, и как они повлияют на долговечность железнодорожных путей. Эти ее качества используются при производстве изделий для железнодорожного транспорта и деталей подвижного состава, металлокорда, подшипников и других изделий. Сталь с высоким содержанием углерода производят как в кислородных конвертерах, так и в дуговых сталеплавильных печах. Технология выплавки такой стали имеет некоторые отличия от технологии получения металла с более низким содержанием углерода. Наиболее сложной задачей при производстве этих марок стали является получение низкого содержания фосфора в металле при прекращении продувки на марочном содержании углерода. В кислородных конвертерах верхнего и комбинированного дутья дефос-форация начинается с первых минут продувки. Дальнейшее понижение концентрации фосфора наблюдается при значительно более низком содержании углерода.
Поэтому при высоком содержании фосфора в чугуне и прекращении продувки на марочном содержании углерода концентрация фосфора в металле обычно выше требуемого содержания его в стали. Для получения требуемого содержания фосфора в высокоуглеродистой стали, которую выплавляют с прекращением продувки на марочном содержании углерода, используют обновление шлака. При этом понижается производительность сталеплавильных агрегатов, увеличиваются расходы шлакообразующих и чугуна. После скачивания шлака в конвертер присаживают свежеобожженую известь. Во время выпуска металл раскисляют в ковше ферросилицием и алюминием. При этом обязательной операцией является отсечка конвертерного шлака. Попадание его в ковш приводит к рефосфорации металла при раскислении и, особенно, при внепечной обработке под восстановительным шлаком для десульфурации.
Продувка металла в конвертере до низкого содержания углерода позволяет провести глубокую его дефосфорацию. Использование такой технологии требует наличия чистых по вредным примесям и газам карбюризаторов. Это вызывает необходимость в специальной их подготовке, организация которой может создавать значительные трудности. На некоторых предприятиях используется технология производства рельсовой и кордовой стали в кислородных конвертерах путем выплавки низкоуглеродистого металла и последующего науглероживания его жидким чугуном, который заливают в сталеразливочный ковш перед выпуском плавки из конвертера. Ее использование предполагает наличие чугуна достаточно чистого по содержанию фосфора. Для получения содержания углерода в стали в требуемых пределах окончательное науглероживание раскисленного металла проводят твердыми карбюризаторами в процессе вакуумной обработки. В дуговых сталеплавильных печах рельсовую и кордовую сталь выплавляют по обычной технологии, применяя меры для интенсивного удаления фосфора из металла — присадки железной руды в завалку и в начале короткого окислительного периода с непрерывным сходом шлака и его обновлением присадками извести.
При этом также обязательно используются мероприятия, направленные на предотвращение попадания печного шлака в сталеразливочный ковш. Вследствие низкого содержания кислорода в высокоуглеродистой рельсовой стали высокая степень чистоты ее по оксидным включениям может быть получена и без применения таких относительно сложных видов внепечной обработки, как вакуумирование или обработка на УКП. Обычно для этого достаточно продувки металла в ковше инертным газом. При этом, чтобы избежать вторичного окисления металла, ковшевой шлак должен содержать минимальное количество оксидов железа и марганца. С этой целью при выплавке рельсовой стали в дуговых сталеплавильных печах, конструкция которых не предусматривает эркерного выпуска металла, рекомендуется проводить сокращенный восстановительный период плавки. Для этого после получения требуемого содержания фосфора в металле шлак окислительного периода плавки из печи сливают. Проводят предварительное раскисление стали кремнием и марганцем, которые вводят в печь в виде ферросилиция и ферромарганца или силикомарганца.
Затем наводят в печи новый шлак, который перед выпуском плавки раскисляют молотым коксом или электродным боем и гранулированным алюминием. Возможно также использование с этой целью порошкового ферросилиция. Окончательное раскисление стали кремнием и алюминием производят в ковше во время выпуска. После выпуска в ковш металл продувают инертным газом для гомогенизации и, главным образом, для удаления скоплений А12О3. При эксплуатации рельсов скопления А1 2 О 3 вызывают возникновение расслоений в рабочей части головки рельса. Следствием расслоения может быть полное отделение отслоенных пластинок на головке рельса и преждевременный выход его из строя. Современные рельсы можно изготавливать из разных материалов.
Однако они должны быть очень прочными и качественными, ведь на них ежедневно воздействует огромная нагрузка. Но из чего же делают рельсы? Основные материалы для изготовления рельс Конечно, дать однозначный ответ на этот вопрос просто невозможно. Дело в том, что рельсы могут выполнять разные функции, поэтому для их изготовления нужно пользоваться соответственными материалами. Железнодорожные изделия можно назвать наиболее распространенными, ведь потребность в них растет ежедневно.
Химическое сродство кремния с кислородом делает его особенно полезным с точки зрения устранения газов, не удаленных марганцем. Более высокое содержание кремния в сталях, изготовленных как по техническим условиям AREA, так и по другим инструкциям на изготовление стандартных рельсов, значительно снижает, а в некоторых случаях и полностью устраняет необходимость «успокоения» стали в изложницах с помощью алюминия, способствующего повышению плотности стали.
Наиболее вредной примесью рельсовой стали является фосфор, так как он понижает способность стали сопротивляться удару, делая ее хладноломкой. Сера способствует образованию между волокнами стали сульфидных пленок. Пленки делают сталь красноломкой и приводят к образованию в ней трещин, а также к выкрашиванию металла в процессе прокатки. Присутствие любого количества серы в стали нежелательно. Шлак представляет собой расплавленную золу или осадок; он содержит в себе примеси, удаленные из расплавленного металла. Очень большое внимание уделяется тому, чтобы при разливке стали из ковша по изложницам в ней не задерживались частицы шлака. Процесс прокатки рельсов.
Качество рельсов, с точки зрения сопротивляемости их износу, зависит не только от правильного химического состава и физических свойств стали, но также и от соблюдения существующих правил их изготовления. По требованиям железных дорог металлургической промышленностью были разработаны новые способы регулируемого охлаждения рельсов, термической закалки их по всей длине и закалки концов, являющиеся средством продления срока службы рельсов. Металлургические отделы на рельсопрокатных заводах чувствуют все большую ответственность за качество выпускаемой стали. С помощью специальных работников, ведущих наблюдения за всеми этапами производства стали, осуществляется постоянный контроль над методами производства рельсов. Инспектора, имеющие право браковать рельсы на любой стадии их изготовления, в случае если рельсы не соответствуют требуемому стандарту, осуществляют контроль над производственными отделами заводов. Первым шагом по изготовлению рельсов является производство рельсовой стали. Последние достижения в области металлургической промышленности создали условия для более надежного контроля над всем мартеновским процессом; это привело к некоторому изменению технологии производства стали и улучшило качество выпускаемого металла.
После того, как сталь в мартеновской печи нагреется до требуемой температуры, и после того, как будет проверен химический состав стали, металл разливают по изложницам. Форма изложниц слегка конусообразная, кверху суженная, поверхность волнистая, углы изложниц тщательно закруглены. Длина слитков меняется в зависимости от сечения рельсов, для которых они предназначены; слитки, из которых изготовляются образцы для испытания на ударную нагрузку, делаются несколько длиннее. По Техническим условиям образцы для испытания на ударную нагрузку берутся из верхней части головных рельсов А, из второго, среднего и последнего слитков каждой плавки. Прокатка рельсов. Первой задачей при производстве рельсов является получение слитка, однородного по всей длине. Сейчас же после затвердевания слитки доставляют к нагревательной печи, где их подогревают до температуры прокатки.
В течение всего процесса изготовления рельсов слитки должны перемещаться в определенном порядке, так, чтобы все время сохранялись порядковые номера плавки и слитков. Процесс нагревания слитков тщательно регулируется; для контроля за нагреванием через небольшие интервалы времени проводятся наблюдения с помощью оптического пирометра. Охлаждение слитков, предназначенных для прокатки рельсов, не допускается. Затем слитки, доставленные к блюмингам на специальных тележках, пропускаются через валки верхними концами вперед; здесь слитки 4 раза сильно обжимаются медленно вращающимися валками. Для удаления загрязненного металла головной и хвостовой концы блюмса обрезаются; блюмс делится на две части, из которых каждая в свою очередь делится на два, три или четыре рельса, в зависимости от длины и поперечного сечения профиля, для которого они предназначаются. Одно время на большинстве рельсопрокатных заводов входило в систему допускать охлаждение блюмсов до температуры окружающего воздуха и затем, перед прокаткой рельсов, снова их нагревать. При условии, если сталь вполне доброкачественная, слиток однороден, блюмсы должным образом подготовлены, качество рельсов будет зависеть еще от правильного выполнения прокатки, являющейся последней стадией изготовления рельсов.
При постепенном обжатии металла в процессе многократного пропуска его через валки получается хорошо промешанная, мелкозернистая сталь; при этом последние 5—6 раз прокатка производится на медленно вращающихся валках.
Масса бабы копра 1000 кг, радиус закругления бойка 125 мм. Пробный отрезок подвергают одному удару бабой, падающей с высоты 3 м для рельсов типа Р-50 и 4,2 м для рельсов Р-65. Рельс не должен иметь признаков разрушения. После удара измеряют стрелу прогиба. Величина стрелы прогиба не является браковочным признаком, но может служить основанием для испытания закаленных рельсов на растяжение. При неудовлетворительных результатах копровых испытаний проводятся повторные испытания на двух пробных отрезках от двух рельсов данной плавки. При неудовлетворительных результатах хотя бы одного повторного испытания рельсы данной плавки разрешается подвергать дополнительному отпуску с последующим контролем твердости и проведением копровых испытаний как вновь предъявляемую плавку.
При неудовлетворительных результатах повторных копровых испытаний рельсы разрешается подвергать высокому отпуску на твёрдость НВ 255—293 и сдавать как незакаленные. Если рельсы после испытаний на растяжение не соответствуют приведенным свойствам, то проводятся повторные испытания на двух образцах от рельсов каждого ковша данной плавки. В случае неудовлетворительных результатов повторного испытания хотя бы по одному образцу все рельсы данной плавки разрешается подвергать дополнительной термической обработке с последующим контролем твердости и механических свойств. Рельсы плавок, имеющих неудовлетворительные результаты испытаний на растяжение, разрешается подвергать высокому отпуску на твердость НВ 255—293 и сдавать как незакаленные. Контроль химического состава рельсов и отбор пробы для контроля химического состава проводятся согласно ГОСТ 7565—73. Если результаты измерения твердости не соответствуют требованиям, то допускается на том же рельсе провести повторное определение твердости по двум отпечаткам. В случае неудовлетворительных результатов повторного определения твердости, хотя бы по одному отпечатку, рельсы подвергают повторной термической обработке с последующим контролем на удвоенном количестве образцов. Надрез на образцах делают со стороны поверхности катания головки рельса.
Если рельсы после испытаний на ударную вязкость не соответствуют требованиям, то проводятся повторные испытания на четырех образцах, отобранных по два от каждого ковша данной плавки. При неудовлетворительных результатах повторного испытания хотя бы на одном образце рельсы данной плавки могут быть подвергнуты дополнительному отпуску с последующим контролем твердости и ударной вязкости.
Способы закалки рельсовой стали
Повышение качества рельсов на основе применения малоокислительных и малообезуглероживающих технологий нагрева непрерывнолитых заготовок 2007 год, кандидат технических наук Сюсюкин, Андрей Юрьевич. Используемая для производства жд рельс марка стали должна обладать такими свойствами: Способностью нести вертикальные и боковые циклические нагрузки, оказываемые на рельс при передвижении техники соответствующего типа. Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке рельсов из углеродистой стали. С целью повышения стойкости рельсов по предлагаемому способу осуществляют нагрев до температуры аустенитизации и охлаждение в масле с. среднюю массовую долю углерода, буквы Ф, С, X, Т - легирование стали ванадием, кремнием, хромом и титаном соответственно. По-лученные распределения температуры на поверхности головки рельса и на глубине 20 мм от поверхности катания сравнивали с экспери-ментальными данными. В результате определяли значение коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности рельсовой стали. При содержании углерода в стали 0,80% для рельсов типа Р50 и 0,82% для рельсов типа Р65 и Р75 и при одновременном содержании марганца более 0,95% или фосфора более 0,025% испытанию на удар под копром следует подвергать одну пробу от каждой плавки.