СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ Российский патент 2005 года по МПК C21D9/04 

Описание патента на изобретение RU2254382C1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам термической обработки железнодорожных рельсов.

Известен способ объемной закалки рельсов в масле с последующим отпуском [1].

Существенными недостатками способа являются:

1. Повышенное искривление рельса, связанное со значительной разницей в скоростях охлаждения различных частей профиля рельса, приводящее к изменению величины и характера остаточных напряжений.

2. Не обеспечивается достаточная общая прямолинейность рельсов, особенно концов.

3. Высокая анизотропия свойств по сечению рельса из-за повышенной прокаливаемости шейки и подошвы по сравнению с рельсовой головкой.

4. Получаемая микроструктура стали не обеспечивает повышение прочностных свойств и твердости стали более 380 НВ.

5. Фиксированное время охлаждения рельса приводит при определенном химическом составе к получению недопустимых микроструктур (верхний бейнит) в готовых рельсах.

Известен также способ термической обработки рельсов [2] прототип, при котором поверхность головки рельса охлаждают водным раствором полимера до 450-300°С, а затем водой до 200-150°С, причем в качестве полимера применяют полиакриламид с концентрацией 0,1-0,5 мас.%.

Существенным недостатком данного способа является неравномерная закалка рельсов по длине, в связи с чем рельсы характеризуются значительной анизотропией механических свойств. Кроме того, способ охлаждения рельса водой не исключает появления недопустимых структур мартенсита и не обеспечивает требуемую твердость рельса на поверхности катания головки более 400 НВ, а также уровень требуемых мехсвойств и соответственно эксплуатационную стойкость рельсов.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются: повышение комплекса механических свойств и твердости стали, а также увеличение эксплуатационной стойкости рельсов.

Для этого предложен способ термической обработки рельсов, включающий закалку поверхности головки рельса в полимерной среде, при котором рельс поступает на обработку при температуре 810-830°С; закалку головки рельса проводят погружением в полимерную среду с температурой 20-58°С, причем время обработки составляет 40-60 сек, а скорость охлаждения головки 8-13°С/сек, при этом подошву рельса охлаждают сжатым воздухом с расходом 18-25 м3/мин при давлении 3-5 атм и температуре 10-30°С в течение всей закалки головки и 40-50 сек после проведения закалки со скоростью охлаждения 9-13°С/сек.

Заявляемые пределы выбраны экспериментальным путем исходя из требований к микроструктуре, кривизне, механическим свойствам и твердости стали.

Способ был реализован в полупромышленных условиях на рельсах типа Р65. Отобранные рельсовые пробы длиной 1,5 м закаливали в баке, заполненным полимерной средой. Для закалки рельсовых проб сконструирована специальная открытая со всех сторон установка, вставляемая в бак. По всей высоте и длине бака расположены змеевики для охлаждения закалочной среды. По обеим сторонам установки расположены трубки с просверленными отверстиями для подачи сжатого воздуха с целью перемешивания закалочной полимерной среды. В верхней части установки предусмотрено приспособление для кантовки рельса головкой вниз и быстрого опускания ее на глубину 30-40 мм в полимерную среду. Во время закалки головки в полимерной среде и в течение 40-50 сек после закалки предусмотрено охлаждение подошвы и шейки рельса сжатым воздухом. После термообработки проводили замеры кривизны и контроль рельсов на микро-, макроструктуры, а также вырезка образцов для определения механических свойств и твердости.

В качестве полимера использовали водный раствор железосодержащий соли полиакриловой кислоты в соотношении 1:(14-18). Технологические параметры термообработки рельсов приведены в таблице 1. Результаты физико-механических испытаний и исследований макроструктуры в таблице 2.

Предлагаемый способ поверхностной закалки позволил по сравнению с объемной закалкой повысить уровень физико-механических свойств при одинаковом химическом составе стали.

Источники информации

1. Лемпицкий В.В., Казарновский Д.С., Губерт С.В. «Производство и термическая обработка рельсов» - М.: Металлургия, 1972. - 272 с.

2. АС СССР №1174487, кл C 21 D 9/04.

Похожие патенты RU2254382C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ 2005
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Пятайкин Евгений Михайлович
  • Корнева Лариса Викторовна
  • Ворожищев Владимир Иванович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Годик Леонид Александрович
  • Дементьев Валерий Петрович
  • Моренко Андрей Владимирович
  • Щеглова Алла Борисовна
RU2283353C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ 2005
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Пятайкин Евгений Михайлович
  • Корнева Лариса Викторовна
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Годик Леонид Александрович
  • Дементьев Валерий Петрович
  • Моренко Андрей Владимирович
  • Тараборин Александр Николаевич
  • Бедарев Николай Иванович
RU2280700C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ 2005
  • Ворожищев Владимир Иванович
  • Перетятько Владимир Николаевич
  • Шур Евгений Авелевич
  • Громов Виктор Евгеньевич
  • Юнин Геннадий Николаевич
  • Михайлов Алексей Сергеевич
  • Филиппова Марина Владимировна
RU2294387C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ 2010
  • Хлыст Сергей Васильевич
  • Кузьмиченко Владимир Михайлович
  • Киричков Анатолий Александрович
  • Сергеев Сергей Михайлович
  • Шестаков Андрей Николаевич
  • Кириченко Михаил Николаевич
  • Пшеничников Павел Александрович
  • Иванов Алексей Геннадьевич
  • Кожевников Константин Геннадьевич
  • Гонтарь Алексей Владимирович
  • Хлыст Илья Сергеевич
  • Кушнарев Алексей Владиславович
RU2456352C1
Способ термической обработки сварных соединений рельсов и устройство для осуществления способа 2018
  • Хлыст Сергей Васильевич
  • Шестаков Андрей Николаевич
  • Иванов Алексей Геннадьевич
  • Кириченко Михаил Николаевич
  • Пшеничников Павел Александрович
  • Кузьмиченко Владимир Михайлович
  • Хлыст Илья Сергеевич
  • Менжунов Николай Юрьевич
RU2705820C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ ПОВЫШЕННОЙ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ И КОНТАКТНОЙ ВЫНОСЛИВОСТИ 2018
  • Полевой Егор Владимирович
  • Юнин Геннадий Николаевич
  • Кузнецов Евгений Павлович
  • Дорофеев Владимир Викторович
  • Головатенко Алексей Валерьевич
RU2743534C1
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНОГО ИЗДЕЛИЯ Г-ОБРАЗНОГО ПРОФИЛЯ, ИМЕЮЩЕГО ПОДОШВУ, ШЕЙКУ, ГОЛОВКУ 2020
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Павлушко Григорий Дмитриевич
  • Штанов Олег Викторович
  • Паладин Николай Михайлович
  • Чигрин Юрий Леонидович
  • Довгаль Олег Викторович
RU2755713C1
Способ и устройство термической обработки сварных соединений рельсов 2017
  • Хлыст Сергей Васильевич
  • Шестаков Андрей Николаевич
  • Иванов Алексей Геннадьевич
  • Кириченко Михаил Николаевич
  • Пшеничников Павел Александрович
  • Кузьмиченко Владимир Михайлович
  • Хлыст Илья Сергеевич
RU2667574C1
СПОСОБ И УСТАНОВКА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ 2011
  • Хлыст Сергей Васильевич
  • Кузьмиченко Владимир Михайлович
  • Киричков Анатолий Александрович
  • Сергеев Сергей Михайлович
  • Шестаков Андрей Николаевич
  • Кириченко Михаил Николаевич
  • Пшеничников Павел Александрович
  • Иванов Алексей Геннадьевич
  • Кожевников Константин Геннадьевич
  • Гонтарь Алексей Владимирович
  • Хлыст Илья Сергеевич
  • Кушнарев Алексей Владиславович
  • Галицын Георгий Александрович
RU2487177C2
СПОСОБ ЗАКАЛКИ ДЕТАЛЕЙ 2009
  • Юрьев Алексей Борисович
  • Мухатдинов Насибулла Хадиатович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Тарасова Галина Николаевна
  • Корнева Лариса Викторовна
  • Закаулов Евгений Геннадьевич
  • Мезенцев Андрей Владимирович
RU2399683C1

Реферат патента 2005 года СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам термической обработки железнодорожных рельсов. Рельс поступает на обработку при температуре 810-830°С; закалку головки рельса проводят погружением в полимерную среду с температурой 20-58°С, причем время обработки составляет 40-60 сек, а скорость охлаждения головки 8-13°С/сек, при этом подошву рельса охлаждают сжатым воздухом с расходом 18-25 м3/мин при давлении 3-5 атм и температуре 10-30°С в течение всей закалки головки и 40-50 сек после проведения закалки со скоростью охлаждения 9-13°С/сек. Использование изобретения позволяет повысить комплекс механических свойств и твердость стали, увеличить эксплуатационную стойкость рельсов. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 254 382 C1

Способ термической обработки рельсов, включающий закалку поверхности головки рельса в полимерной среде, отличающийся тем, что рельс поступает на обработку при температуре 810-830°С; закалку головки рельса проводят погружением в полимерную среду с температурой 20-58°С, причем время обработки составляет 40-60 с, а скорость охлаждения головки 8-13°С/с, при этом подошву рельса охлаждают сжатым воздухом с расходом 18-25 м3/мин при давлении 3-5 атм и температуре 10-30°С в течение всей закалки головки и 40-50 с после проведения закалки со скоростью охлаждения 9-13°С/с.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2254382C1

Способ термической обработки рельсов 1983
  • Бабич Алик Петрович
  • Ермолаев Вячеслав Николаевич
  • Шпак Василий Иванович
  • Чухно Валерий Владимирович
SU1174487A1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОФИЛИРОВАННОГО ПРОКАТА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И ПРОФИЛИРОВАННЫЙ ПРОКАТ 1995
  • Георг Прскаветц[At]
  • Петер Поинтнер[At]
  • Альфред Мозер[At]
RU2101369C1
ОБЛАДАЮЩИЕ ПРЕВОСХОДНОЙ ИЗНОСОСТОЙКОСТЬЮ И СВАРИВАЕМОСТЬЮ РЕЛЬСЫ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ ТЕРМООБРАБОТАННОЙ ПЕРЛИТНОЙ СТАЛИ, А ТАКЖЕ СПОСОБ ИХ ПРОИЗВОДСТВА 1996
  • Масахару Уеда
  • Хидеаки Кагеяма
  • Коуити Утино
  • Кодзи Бабазоно
  • Кен Кутараги
RU2139946C1
RU 94019951 A1, 10.04.1996.

RU 2 254 382 C1

Авторы

Павлов В.В.

Ворожищев В.И.

Пятайкин Е.М.

Корнева Л.В.

Козырев Н.А.

Теплоухов Г.М.

Оржех М.Б.

Дементьев В.П.

Годик Л.А.

Моренко А.В.

Руденков В.А.

Даты

2005-06-20Публикация

2004-02-24Подача