SU1735392A1 - Method of thermally treating welded rails - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : головку рельса нагревают на ширину зоны термического вли ни  сварки до 850-900°С. Одновременно нагревают до данной температуры подо- шву и шейку рельса на ширину, превышающую зону термического вли ни  сварки не менее чем на 1,5-2 раза. Головку охлаждают со скоростью 10-40°С/с до температуры не ниже 300°С. Шейку и подошву охлаждают на воздухе.SUMMARY OF THE INVENTION: The rail head is heated to the width of the heat affected zone of the weld up to 850-900 ° C. At the same time, the base and the rail neck are heated to this temperature for a width exceeding the heat-affected zone of the welding by at least 1.5-2 times. The head is cooled at a rate of 10-40 ° C / s to a temperature not lower than 300 ° C. The neck and the sole are cooled in air.

Description

Изобретение относитс  к термической обработке сварных изделий, например, длинномерных рельсов и бесстыковых плетей , и может быть использовано на железнодорожном , городском и промышленном транспорте.The invention relates to the heat treatment of welded products, for example, long rails and continuous braids, and can be used on railway, urban and industrial transport.

Известен способ термической обработки сварных изделий, например рельсов, по которому головку рельса в зоне сварного шва подвергают индукционному нагреву до температуры 850-900°С, а затем охлаждают воздушновод ной смесью.The known method of heat treatment of welded products, for example rails, by which the rail head in the weld zone is subjected to induction heating to a temperature of 850–900 ° C, and then cooled with an air – water mixture.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ термической обработки сварных изделий, например рельсов, по которому производ т нагрев всего сечени  в зоне сварного шва до температуры 850-900°С с последующим ускоренным охлаждением подошвы и шейки рельса естественным или принудительным путем,The closest in technical essence to the present invention is a method of heat treatment of welded products, such as rails, by which the entire section in the weld zone is heated to a temperature of 850-900 ° C with subsequent accelerated cooling of the rail bottom and neck,

Этот способ позвол ет улучшить структуру сварного стыка по всему сечению рельсов , в том числе в подошве.This method allows to improve the structure of the welded joint over the entire rail section, including in the sole.

Однако недостатком известного способа  вл етс  трудность восстановлени  повышенной однородной твердости металла в головке в св зи со значительной прот женностью зоны нагрева при термической обработке сварных стыков по сравнению с зоной вли ни  от сварки. При узкой зоне нагрева дл  термической обработки сварных стыков , соизмеримой с зоной вли ни  от сварки , не обеспечиваютс  необходимые высокие показатели пластичности сварных стыков рельсов, что делает малоэффективным такую термическую обработку при сварке рельсов современного и перспективного производства, особенно с комплексными раскислител ми стали, склонными к подкалке металла, в первую очередь объемно закаленных. В целом и при этом способе термической обработки из-за деформировани  при нагреве и охлаждении также трудноHowever, a disadvantage of the known method is the difficulty of restoring the increased uniform hardness of the metal in the die due to the considerable length of the heating zone during the heat treatment of the welded joints compared to the zone affected by welding. With a narrow heating zone for heat treatment of welded joints, commensurate with the zone affected by welding, the required high plasticity values of welded rail joints are not provided, which makes such a heat treatment in rail welding of modern and prospective production, especially complex steel deoxidants, prone to be ineffective to the hardening of metal, primarily hardened body. In general, and with this method of heat treatment due to deformation during heating and cooling, it is also difficult

VJVj

ICOIco

елate

CJCJ

оabout

юYu

обеспечить пр молинейность плетей в зоне сварки в головке по поверхности катани  при сварке рельсов, в первую очередь объемно закаленных, концы которых обычно имеют искривлени  с вогнутостью вниз.to ensure the straightness of the lashes in the weld zone in the head over the surface of the roll when welding rails, primarily body-hardened, the ends of which usually have curvatures downwardly curved.

Цель изобретени  - повышение качества и надежности сварных изделий за счет повышени  прочности и пластичности, улучшени  пр молинейности рельсов.The purpose of the invention is to improve the quality and reliability of welded products by increasing the strength and ductility, improving the straightness of the rails.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном способе термической обработки сварных рельсов, включающем нагрев всего сечени  рельса в зоне сварного шва до 850- 900 С и принудительное охлаждение головки с одновременным охлаждением шейки и подошвы на воздухе, нагрев головки осуществл ют на ширине, равной зоне термического вли ни  сварки, а подошвы и шейки - на ширине, превышающей ширину нагрева головки по меньшей мере в 1,5-2 раза, при этом охлаждение головки ведут со скоростью 10-40°С/с до температуры не ниже 300-400°С.This goal is achieved by the fact that in a known method of heat treatment of welded rails, including heating the entire rail section in the weld zone to 850-900 C and forcibly cooling the head while simultaneously cooling the neck and sole in air, the head is heated at a width equal to the zone heat effect of welding, and soles and necks - at a width exceeding the heating width of the head at least 1.5-2 times, while cooling the head is carried out at a speed of 10-40 ° C / s to a temperature not lower than 300-400 ° WITH.

Изобретение осуществл етс  следующим образом.The invention is as follows.

Дл  апробации способа были сварены контактным стыковым способом непрерывным плавлением рельсы типа Р65 с комплексными раскислител ми стали, объемно закаленные (массой пор дка 65 кг) и площадью поперечного сечени  83 см2). Приме- н ли рельсы марки М76 из сталей, раскисленных и модифицированных с использованием циркони , а также ванадиевого чугуна, сварку выполн ли на контактной стыковой машине типа К-190. Мощность машин 200 кВт. Параметры сварки: врем  225 с, удельное давление прессовани  4 кгс/мм .To test the method, we welded, using a contact butt method, continuous fusion, rails of the type P65 with complex steel deoxidizing agents, volume hardened (weighing about 65 kg) and a cross-sectional area of 83 cm2). M76 rails of steels deoxidized and modified using zirconium, as well as vanadium iron were used; welding was performed on a K-190 type butt-contact machine. Power machines 200 kW. Welding parameters: time 225 s, specific pressure of pressing 4 kgf / mm.

Термическую обработку сварных стыков объемно закаленных рельсов производили на индукционной установке типа ИТ-100/2,4. Мощность установки 100 кВт, ток средней частоты 2,4 кГц. Рельс типа Р65 в месте сварки нагревали до температуры 900°С с помощью двух щелевых индукторов с активными проводами в головке шириной до 90 мм, а в подошве и шейке длиной 160 мм и магнитопроводами. При частичном (400-500°С) использовании тепла от сварки врем  нагрева составл ло 220 с, а охлажденных стыков после сварки до комнатной температуры 330 °С. Охлаждали головку сварных стыков рельсов воздушновод ной смесью в течение 70 с со скоростью 12- 18°/с до температуры 300°С (после самоотпуска 450°С). Подошву и шейки сварных стыков рельсов охлаждали на воздухе.Heat treatment of welded joints of volume-hardened rails was performed on an induction installation of the type IT-100 / 2.4. Installation power 100 kW, the average frequency of 2.4 kHz. In the place of welding, the P65 rail was heated to a temperature of 900 ° C with the help of two slotted inductors with active wires in a head up to 90 mm wide, and in a sole and neck 160 mm long and with magnetic conductors. With partial (400-500 ° C) heat from welding, the heating time was 220 s, and the cooled joints after welding to room temperature were 330 ° C. Cooled the head of the welded joints of the rails with an air-water mixture for 70 s at a speed of 12–18 ° / s to a temperature of 300 ° С (after self-tempering 450 ° С). The sole and the neck of the welded joints of the rails were cooled in air.

Испытани  сварных стыков рельсов типа Р65 производили на статический попе- речный изгиб. Рассто ние между опорами составл ло 1 м. Нагрузку прикладывали посередине в месте сварного стыка.Testing of welded joints of rail type P65 was performed on a static transverse bend. The distance between the supports was 1 m. The load was applied in the middle at the place of the welded joint.

Сварные рельсы после термической обработки стыков по предлагаемому методу иWelded rails after heat treatment of joints according to the proposed method and

указанным выше параметрам при изгибе с раст жением как в подошве, так и в головке имели высокие показатели пластичности (стрелы прогибов 50-60 мм), т.е. полностью удовлетвор ют установленным требовани м к сварным рельсам. Такие сварные рельсы имели также высокую прочность при изгибе с раст жением как в подошве, так и головке (разрушающие нагрузки 220-240 тс и 185-195 тс при приемочных браковочныхThe above parameters, when bending with stretching both in the sole and in the head, had high plasticity rates (deflection of 50-60 mm), i.e. Fully meet the established requirements for welded rails. Such welded rails also had high flexural strength with stretching both in the sole and the head (destructive loads of 220–240 tf and 185-195 tf at acceptance

нормах 165 и 140 тс). После испытаний такие сварные стыки рельсов имели в зкие поперечные изломы без выколов и трещин, например в шейке.the rates of 165 and 140 tf). After testing, such welded rail joints had viscous transverse fractures without knocking out and cracks, for example, in the neck.

По сравнению с известным предлагаемый способ термической обработки позвол ет повысить качество и надежность сварных изделий за счет повышени  прочности и пластичности, улучшени  пр молинейности рельсов. При этом в головкеCompared with the known, the proposed heat treatment method allows to increase the quality and reliability of welded products by increasing the strength and ductility, improving the straightness of the rails. At the same time in the head

рельсов в местах сварки обеспечиваетс  прочность и твердость на уровне основного металла и высока  степень пр молинейности без вогнутостей (седловин) в сварных стыках, а в подошве и нижней части шейкиrails in the field of welding provides strength and hardness at the level of the base metal and a high degree of straightness without concavities (saddles) in the welded joints, and in the sole and lower part of the neck

рельсов за счет повышени  пластичности, в зкости и живучести металла удаетс  значительно уменьшить склонность к хрупким изломам со сложной формой разрушени . В целом это обеспечивает безаварийную эксплуатацию сварных рельсов.rails by increasing the ductility, viscosity and survivability of the metal significantly reduce the tendency to brittle fractures with a complex form of destruction. In general, this ensures trouble-free operation of welded rails.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ термической обработки сварных рельсов, преимущественно объемно-за- каленных, включающий нагрев всегоThe invention of the method of heat treatment of welded rails, mainly body-hardened, including heating сечени  рельса в зоне сварного шва до 850- 900°С и принудительное охлаждение головки с одновременным охлаждением шейки и подошвы на воздухе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности иrail sections in the weld zone up to 850 - 900 ° C and forced cooling of the head while simultaneously cooling the neck and sole in air, characterized in that, in order to increase strength and пластичности, улучшени  пр молинейности, нагрев головки осуществл ют на ширине, равной зоне термического вли ни  сварки, а подошвы и шейки - на ширине, превышающей ширину нагрева головки по меньшейplasticity, improving the linearity, the heating of the head is carried out on a width equal to the heat-affected zone of the weld, and the soles and necks on a width exceeding the width of the heating head at least мере в 1,5-2,0 раза, при этом охлаждение головки ведут со скоростью 10-40°С/с до температуры не ниже 300°С.measure 1.5-2.0 times, while cooling the head lead with a speed of 10-40 ° C / s to a temperature not lower than 300 ° C.