Спосіб виготовлення рейок, термооброблених по поверхні катання

Реферат: Спосіб виготовлення рейок, термооброблених по поверхні катання, який включає термообробку головки рейки, при якій рейку переміщають через гартівний пристрій, де головку рейки нагрівають у індукторах і потім охолоджують, та подальшу операцію відпуску, причому рейку, виготовлену з конвертерної сталі піддають термічній обробці, при якій спочатку головку рейки по усій її довжині нагрівають в індукторах гартівного пристрою струмами високої частоти до температури на поверхні головки рейки 920-970 °С, потім головку рейки піддають охолодженню водоповітряною сумішшю, після чого головку рейки піддають самовідпуску до температури 520540 °С, після цього головку рейки піддають повторному охолодженню водоповітряною сумішшю до температури на її поверхні не більше 70 °С, і далі рейку охолоджують на відкритому повітрі до температури навколишнього середовища. UA 70095 U (12) UA 70095 U UA 70095 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до чорної металургії і може бути застосована для виготовлення низьколегованих термооброблених по поверхні катання рейок типу Р65, використовуваних на залізницях. З рівня техніки відомий спосіб виготовлення рейок, що полягає у виплавці рейкової сталі у мартенівській печі, розливанні виплавленої сталі у зливки і подальшій прокатці отриманих зливків на рейки типу Р65 [патент України на винахід № 80363]. Основним недоліком цього способу є використання для виготовлення рейок мартенівської сталі, що не дозволяє забезпечити високий рівень чистоти металу і необхідний рівень фізикомеханічних властивостей. Також з рівня техніки відомі способи виготовлення рейок з хромистої сталі, виплавленої в кисневому конвертері і розлитої у зливки або безперервно литу заготовку, які включають операцію гарячої прокатки, після якої рейку піддають об'ємному загартовуванню з прокатного нагріву або з додаткового нагріву, шляхом прискореного охолодження, і подальшому остаточному охолодженню шляхом природного або регульованого охолодження [див., наприклад, патент РФ на винахід № 2086671, патент України на винахід № 41983]. Реалізація таких способів можлива тільки за умови наявності устаткування для об'ємного загартовування рейок. Найбільш близьким до пропонованого технічного рішення є спосіб виготовлення рейок, що полягає в термообробці головки рейки, при якій рейку переміщають через гартівний пристрій, у якому головку рейки нагрівають в індукторах до температури 800-900 °C і потім охолоджують, та подальшому відпуску шляхом індукційного нагрівання до температури 500-600 °C [патент Великобританії на винахід № 933860]. Застосування режимів термообробки поверхні катання (головки) рейки за цим способом не дозволяє отримати властивості, що пред'являються для рейок і категорії за ДСТУ 4344. Крім цього, для реалізації відпуску за вказаним способом необхідна наявність спеціального устаткування. У основу цієї корисної моделі поставлено задачу розробки способу виготовлення рейок з конвертерної сталі, що розливається у зливки, відповідних комплексу механічних властивостей, які пред'являються для рейок і категорії за ДСТУ 4344. Поставлена задача вирішується тим, що у способі виготовлення рейок, термооброблених по поверхні катання, який включає термообробку головки рейки, при якій рейку переміщають через гартівний пристрій, де головку рейки нагрівають у індукторах і потім охолоджують, та Подальшу операцію відпуску, відповідно до корисної моделі, рейку, виготовлену з конвертерної сталі наступного хімічного складу, мас. %: 35 вуглець марганець кремній ванадій кальцій алюміній сірка фосфор залізо 40 45 50 0,75-0,79 0,90-0,95 0,30-0,40 0,030-0,070 не менше 0,0010 не більше 0,006 не більше 0,015 не більше 0,015 решта, піддають термічній обробці, при якій спочатку головку рейки по усій її довжині нагрівають в індукторах гартівного пристрою струмами високої частоти до температури на поверхні головки рейки 920-970 °C, потім головку рейки піддають охолодженню водоповітряною сумішшю, після чого головку рейки піддають самовідпуску до температури 520-540 °C, після цього головку рейки піддають повторному охолодженню водоповітряною сумішшю до температури на її поверхні не більше 70 °C, і далі рейку охолоджують на відкритому повітрі до температури навколишнього середовища. Технічний результат застосування заявленого способу полягає у тому, що за рахунок застосування ванадійвмісної конвертерної сталі заявленого хімічного складу і запропонованого режиму термічної обробки головки рейки (поєднання гартування з подальшим самовідпуском), забезпечується формування структури троостосорбіту з твердістю не менше 33,0 HRCa на глибину не менше ніж 11 мм від поверхні катання головки, а також отримання комплексу механічних властивостей рейки, що задовольняють вимогам ДСТУ 4344: межа міцності не менше 800 Н/мм; границя текучості не менше 1196 Н/мм; відносне подовження не менше 8,0 %; 1 UA 70095 U 5 10 15 20 25 30 відносне звуження не менше 25,0 %; ударна в'язкість при температурі +20 °C не менше 25 2 Дж/см ; залишкова напруга не більше +3,0 мм. Пропонований спосіб пройшов дослідно-промислове випробування в умовах ПАТ "МК "АЗОВСТАЛЬ" при виготовленні рейок типу Р65. Сталь була виплавлена в 350-тонному конвертері і після позапічної обробки була розлита сифонним способом у злитки масою 8,7 т. Сталь мала такий хімічний склад, мас. %: С - 0,750,79; Мn-0,88-0,93; Si-0,28-0,35; V-0,034-0,060; Са - 0,0019-0,0025; Аl-0,0028-0,0045; S-0,0100,015; Р - 0,011-0,015; Fe - решта. Отримані зливки були прокатані на заготовки, а потім на рейкобалочному стані - на рейки типу Р65. Всі виготовлені рейки були піддані гартуванню на рейкогартівній машині. Перед подачею на рейкогартівну машину рейки встановлювали на підошву і стикували торцями. Головку кожної рейки по всій її довжині спочатку нагрівали струмами високої частоти при проходженні послідовно через три секції індукторів до температури 920-970 °C, після чого охолоджували водоповітряною сумішшю. Після цього рейки були піддані самовідпуску до температури 520540 °C і подальшому повторному охолодженню до температури 70 °C. Остаточне охолодження рейок здійснювали на відкритому повітрі до температури навколишнього середовища. В результаті був отриманий рівень механічних властивостей, який повністю відповідає усім вимогам, що пред'являються до рейок 1 категорії за ДСТУ 4344. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб виготовлення рейок, термооброблених по поверхні катання, який включає термообробку головки рейки, при якій рейку переміщають через гартівний пристрій, де головку рейки нагрівають у індукторах і потім охолоджують, та подальшу операцію відпуску, який відрізняється тим, що рейку, виготовлену з конвертерної сталі наступного хімічного складу, мас. %: вуглець 0,75-0,79 марганець 0,90-0,95 кремній 0,30-0,40 ванадій 0,030-0,070 кальцій не менше 0,0010 алюміній не більше 0,006 сірка не більше 0,015 фосфор не більше 0,015 залізо решта, піддають термічній обробці, при якій спочатку головку рейки по усій її довжині нагрівають в індукторах гартівного пристрою струмами високої частоти до температури на поверхні головки рейки 920-970 °С, потім головку рейки піддають охолодженню водоповітряною сумішшю, після чого головку рейки піддають самовідпуску до температури 520-540 °С, після цього головку рейки піддають повторному охолодженню водоповітряною сумішшю до температури на її поверхні не більше 70 °С, і далі рейку охолоджують на відкритому повітрі до температури навколишнього середовища. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2