Объемная закалка в масле 25 м рельсов

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 950^оС 30-40с., охлаждают движущимся спрейером конденсатом или сжатым воздухом (20-30с.).

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.

Т/о концов рельсов повысила стойкость рельсов в стыке к смятию и износу в 2-2,5 раза.

Контроль качества.

3 рельса от каждой плавки от концов на расстоянии 20мм: замер твердости, должна быть НВ300-401.

1 раз в сутки темплет рельса длиной 100мм: контроль геометрических параметров, микроструктуры, наличия трещин, УЗД, распределение твердости по глубине по методу Виккерса.

 

Упрочняющая т/о рельсов по всей длине.

 

Упрочнение рельсов по всей длине имеет более стабильные и надежные режимы т/о.

Для рельсовой стали характерна высокая критическая скорость закалки 300^оС/с, что определяет ее невысокую прокаливаемость.

Оптимальной структурой термически обработанных рельсов является тонкопластинчатый сорбит закалки, чем сорбит отпуска. Особенности свойств этой структуры связаны с размером цементита: в сорбите закалки – это пластинчатый цементит. Большее σ_в сорбита закалки по сравнению с сорбитом отпуска свидетельствует о большей способности к упрочнению в процессе пластической деформации у пластинчатых структур. Это связано с тем, что пластины цементита, являясь эфффективным источником дислокаций, способствуют образованию более развитой субструктуры феррита. Более низкий σ_т у образцов с пластинчатым цементитом свидетельствует о том, что пластическая деформация в сорбите закалки начинается при меньших значениях напряжений, что приводит к получению большей глубины распространения наклепа при контактном нагружении, к меньшему градиенту изменения твердости по глубине наклепанного слоя и благоприятно сказывается на повышении контактно-усталостной прочности стали.

 

 

Со склада магнитными кранами рельсы подают на загрузочный рольганг перед печью, комплектуют в пакеты по 11…13 шт. в положении на боку, каждые 6…8 минут подают пакет в нагревательную печь тоннельного типа с верхним и нижним обогревом горелками. В печи 7 зон: в первых пяти происходит последовательный методический нагрев, в шестой – выравнивание температуры и выдержка, седьмая – зона выдачи. Специальными вытаскивающими устройствами через боковое окно рельсы по одному извлекают из печи, устанавливают на подошву на рольганг и подают в закалочную машину.

Производительность печи 110…120 т/ч. Температура I, II зон 750…780⁰С; III, IV зон – 800…830⁰С; V-VIII зон – 840…860⁰С; общее время 47-55 мин.

Для уменьшения коробления перед подачей в закалочную машину подстуживают подошву обоих концов рельсов (длиной 980 мм) водо-воздушной смесью через спрейер в течение 7-9 сек, с тем, чтобы повысить ее сопротивление пластической деформации и исключить коробление, которое происходит за счет более быстрого охлаждения в масле подошвы по сравнению с массивной головкой.

Закалочная машина – вращающийся пустотелый барабан длиной 28 м, на котором смонтированы по длине 6 шт 12-лучевых звездочек, на концах каждого луча каретка с роликами, куда подается рельс.

 

 

 

Каретка с рельсом под давлением собственного веса находится в строго вертикальном положении и так при повороте барабана погружается в масло. Температура рельса при выходе из закалочной машины 120…150⁰С. Затем пакеты рельсов в отпускной проходной печи с роликовым подом отпускаются при температуре 450⁰С (2 часа), затем охлаждение в холодильнике, правка на ролико-правильных машинах и вертикальном прессе. Твердость - НВ 352…375. Микроструктура по всему сечению рельса: тонкопластинчатый сорбит закалки. Правка рельса приводит к возникновению растягивающих остаточных напряжений на поверхности головки, которые снижают контактно-усталостную прочность.