Технологический маршрут

Лекция № 19,20 (дневники)

Технология т/о ж/д рельсов.

При движении поезда рельсы испытывают знакопеременные изгибающие напряжения до 240Мпа и высокие удельные контактные давления до 2500Мпа. При проскальзывании колес на кривых участках пути происходит износ головки рельсов. Из-за наличия стыков возникают ударные нагрузки. Наиболее распространено контактно-усталостное повреждение рельсов при эксплуатации.

Рельсы Р75, Р65 и Р50 (буква означает вес 1м рельса в кг) длиной 25м изготавливают из высокоуглеродистой стали М75, М74 (цифра – содержание углерода) с повышенным содержанием марганца 0,75-1,05%. В основном рельсовая сталь - мартеновская сталь.

Пути повышения стойкости рельсов:

1) Снижение металлургических и технологических дефектов (плен, трещин, волосовин, закатов, сегрегаций неметаллических включений, забоин, задиров, поперечных рисок).

2) Повышение содержания углерода до 0,85-0,87% без выделения структурно свободного цементита с целью снижения содержания структурно свободного феррита.

3) Ограничение по сере и фосфору.

4) Легирование Cr,Ni,Mo,V,Nb,Ti и микролегирование РЗМ, Mg, В.

Слитки нагревают (с горячим посадом) в нагревательных колодцах, камерных и методических печах до 1200-1295^оС с выдержкой 3час., прокатывают на рельсобалочном стане (температура конца проката не ниже 1100^оС), раскат разрезают на мерные длины, затем подвергают противофлокенной т/о, холодной правке, мехобработке: фрезерованию концов рельсов и сверлению отверстий для крепления рельсов, ОТК (техническому контролю), т/о упрочняющей.

Противофлокенная т/о рельсов

Рельсовая сталь является флокеночувствительной. Противофлокенная т/о заключается в замедленном охлаждении или изотермической выдержки рельсов после горячей пластической деформации. Для снижения водорода в стали превращение γ→α должно пройти полностью после прокатки до проведения противофлокенной т/о, т.к. растворимость водорода в α –фазе меньше, чем в γ-фазе, но скорость диффузии водорода в α –фазе меньше. Поэтому при последующей противофлокенной т/о важна температура и продолжительность выдержки.

Режим №1: замедленное охлаждение после прокатки в колодцах замедленного охаждения.

1)Температура при посадке в колодец не менее 500-530^оС для проведения замедленного охлаждения для удаления (перераспределения) водорода,

2)Температура воздуха в колодце не менее 350^оС,

3)Продолжительность загрузки не более 30-40 мин.(во избежания подстуживания садки ниже требуемой температуры), закрытие крышки герметично,

4)Замедленное охлаждение в течение 7час.,

5)Снятие крышки при температуре 150^оС,

6)Выдержка 1,5-2 час. после открытия крышки для последующего медленного охлаждения во избежание создания температурных напряжений в процессе охлаждения.

Недостаток: нестабильность температуры с поверхности и в центре садки.

Режим №2: изотермическая выдержка рельсов в печах непрерывного действияниже температуры γ→α превращения.

1)Охлаждение рельсов с температуры прокатки до 400-500^оС

2)Загрузка в роликовую печь с шириной, равной длине рельса; нагрев до 600-620^оС (температура ограничена необходимостью предотвращения значительного разупрочнения рельсов) и выдержка – 2час.,

3)Охлаждение на рольганге- холодильнике,

4)Правка.

Преимущества: 1)большая надежность предотвращения образования флокенов,

2)автоматизация процесса.

Недостаток: вследствие более высокой температуры (600^оС) снижается износостойкость и контактно-усталостная прочность сырых рельсов.

После противофлокенной т/о проводится контроль на наличие флокенов УЗД.

 

Упрочняющие т/о рельсов.

1.Закалка концов рельсов (без упрочнения термообработкой рельса по всей длине).

На концы рельса накладывают специальные струйные аппараты плотно, чтобы охлаждать только головку рельса. На рельсы, подстуженные до 800-950^оС с прокатного нагрева, через отверстия подают струи воды с расходом 1,0-1,5л/с, охлаждают 45-55с. Подача воды отключается. Самоотпуск закаленной зоны происходит за счет тепла нижней части рельса.

Недостаток: непостоянство температуры в момент начала закалки.