[go: up one dir, main page]

CZ272696A3 - Heat treatment process of steel rail - Google Patents

Heat treatment process of steel rail Download PDF

Info

Publication number
CZ272696A3
CZ272696A3 CZ962726A CZ272696A CZ272696A3 CZ 272696 A3 CZ272696 A3 CZ 272696A3 CZ 962726 A CZ962726 A CZ 962726A CZ 272696 A CZ272696 A CZ 272696A CZ 272696 A3 CZ272696 A3 CZ 272696A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
rail
cross
section
temperature
head
Prior art date
Application number
CZ962726A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ292245B6 (cs
Inventor
Jean Luc Perrin
Original Assignee
Sogerail
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sogerail filed Critical Sogerail
Publication of CZ272696A3 publication Critical patent/CZ272696A3/cs
Publication of CZ292245B6 publication Critical patent/CZ292245B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/42Induction heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009Pearlite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • C21D9/06Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails with diminished tendency to become wavy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká výroby železniční kolejnice vyrobené z vysokouhlíkové nebo slabě legované oceli.
Dosavadní stav techniky
Železniční kolejnice je dlouhý válcovaný výrobek, který je profilován tak, že má hlavu, na níž pojíždějí železniční kolejnice, přírubu určenou k upevnění kolejnice na zem prostřednictvím pražců, a stojinu, která připojuje hlavu k přírubě. Hlava má být velmi tvrdá, aby odolávala otěru vyvolávanému dotykem kol. Stěna a příruba musí mít dostatečnou mechanickou pevnost, aby zajistily náležitou podporu hlavy. Sestava musí být přímá, alespoň před tím, než se kolejnice pokládá, aby se zajistila dobrá jízdní kvalita. Kolejnice je zpravidla vystavena zbytkovým vnitřním pnutím, jejichž rozdělení je velmi důležité pro bezpečnost v podmínkách křehkého lomu. Jsou různé třídy kolejnic, které se odlišují zejména tvrdostí povrchu stojiny a příruby a rozdělením zbytkových vnitřních pnutí. Tyto různé vlastnosti jsou vyrobeny na míru pro výrobu kolejnic určených pro nesení vlaků různé váhy a různé rychlosti.
Aby se vyrobila kolejnice určená pro nesení těžkých nebo rychlých vlaků, používá se vysokouhlíková, popřípadě slabě legovaná eutektoidní ocel, jejíž chemické složení obsahuje hmotnostní podíly, jak je definováno normou 860-0 Mezinárodní železniční unie, až 0,82% uhlíku, až 1,70% manganu, až 0,9% křemíku, až 1,3% chrómu, popřípadě přísady ke zjemnění zrna, přičemž zbytek je železo a nečistoty vznikající z výroby. Kolejnice se získává válcování polotovaru, po kterém následuje částečné nebo plné tepelné zpracování a popřípadě rovnání. Tepelné zpracování je určeno k tomu, aby dodalo alespoň hlavě velmi tvrdou jemnou perlitickou strukturu.
-2Podle prvního postupu se po válcování a chlazení hlava částečně austenitizuje zahříváním na přibližně 900°C a po té se chladí foukáním vzduchu nebo rozstřikováním vody. Tento postup má dvojnásobný nedostatek v tom, že vytváří slabá oblasti v pásmech zahřívaných mezi teplotami přeměny Acl a Ac3, a především vyvolává velmi značnou deformaci kolejnice, což vyžaduje rovnání, které vyvolává zbytková napětí, značně nepříznivá z hlediska chování kolejnice za provozu.
Aby se odstranily tyto nedostatky, bylo navrženo, zejména ve francouzské patentové přihlášce č.2 603 306,doplňovat tepelné zpracování hlavy současným částečným tepelným zpracováním příruby, takže deformace vyvolávané tepelným zpracováním příruby vyváží deformace vyvolané tepelným zpracováním hlavy. Není již potom zapotřebí narovnávat kolejnici. Při tomto postupu však není zpracovávána stojina a spojovací oblasti mezi stojinou a hlavou na jedné straně a stojina a příruba na druhé straně, se stanou křehkými, protože jsou nutně zahřátý mezi teplotami přeměny Acl a Ac3, což změkčuje kov.
Podle jiného postupu, popsaného zejména ve francouzském patentovém spisu č.2 109 121 se kolejnice zpracovává v celé své tlouštce pro získání velmi tvrdé jemné perlitické struktury zrychleným chlazením bud po homogenní austenitizaci zpožděným ohřevem, nebo přímo v teple používaném ve válcovacím procesu. Takto získaná kolejnice má homogenní strukturu a nemá slabé oblasti ve stojině nebo ve spoji mezi stojinou a hlavou nebo přírubou. Během použití tohoto postupu však bylo pozorováno, že kolejnice se deformuje tepelným zpracováním, i když je homogenní a proto v prvé řadě vyvážená, je zapotřebí vykonávat rovnání. Toto rovnání vyvolává zbytková napětí, která oslabují stojinu kolejnice.
Zbytková napětí vyvolaná nadměrný rovnáním oslabují
-3kolejnici podporou šíření podélných trhlin, protože tato napětí mají sklon k otevírání těchto trhlin. Aby se zhodnotila citlivost stojiny kolejnice na šíření trhlin, provádí se zkouška, spočívající ve vytváření vrubu na jednom konci kolejnice při použití řezu pilou a měření vzájemného oddělování okrajů vrubu. Když je vzdálenost okrajů vrubu větší, než je tlouštka řezu pilou, zbytková napětí mají sklon k usnadňování šíření trhlin. Jinak zbytková napětí vzdorují šíření zbytkových i začátku tvorby trhlin.
Vynález si klade za úkol odstranit uvedené nevýhody a navrhnout způsob výroby kolejnice vyrobené z eutektoidní uhlíkové nebo slabě legované oceli, který by vedl k jemně perlitické struktuře v celém průřezu kolejnice a rozdělení zbytkových napětí, které by mělo sklon ke vzdorování šíření podélných trhlin ve stěně kolejnice.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je způsob tepelného zpracování ocelové kolejnice typu obsahující hlavu, stojinu a přírubu, při kterém se každý průřez kolejnice předehřívá, postupně nebo současně, nad teplotu konce ohřevové metalurgické přeměny oceli, z níž je kolejnice vyrobena, takže současně nebo postupně za sebou má ocel v každém průřezu kolejnice rovnoměrně homogenní austenitickou strukturu, přičemž průřezová část kolejnice, odpovídající hlavě, se postupně nebo současné přehřívá tak, že průměrná teplota uvedené části každého průřezu kolejnice je větší o nejméně 40°C než průměrná teplota části stejného průřezu kolejnice odpovídající přírubě, aniž by se však překročila teplota 1050°C a s výhodou 1000°C, přičemž každý průřez kolejnice se chladí postupné nebo současně pod teplotu konce chladicí přeměny oceli, z níž je vyrobena kolejnice, k získání jemné perlitické struktury po celém průřezu kolejnice, a každý průřez kolejnice se popřípadě nechá současně nebo postupně chladnout na teplotu místnosti.
-4S výhodou je na konci předehřívání teplota vyšší než Ac3 + 100°C v každém bodě v každém průřezu kolejnice, přičemž Ac3 je teplota přeměny pomalého ohřevu oceli, z níž je kolejnice vyrobena.
Na konci přídavného ohřevu je průměrná teplota části průřezu kolejnice, odpovídající hlavě, o nejméně 80°C vyšší, než je průměrná teplota části průřezu, odpovídající přírubě.
Je výhodné, aby předehřívání každého průřezu kolejnice trvalo nejméně 4 minuty. Předehřívání může zahrnovat prostřídaný sled částečných a homogenizačnich předehřevů, k získání na konci předehřívání co možná nejhomogennějšího rozdělení teploty v každém průřezu kolejnice.
Je výhodné, aby během chlazení byla rychlost chlazení povrchové vrstvy (kůry) kolejnice při přechodu na 700°C menší než 10°C/s, a popřípadě byla rychlost chlazení povrchové vrstvy stojiny a příruby kolejnice při přechodu na teplotu 700°C je menší než 5°C/s.
Na konci chlazení je teplota povrchu hlavy kolejnice menší nebo rovná 400°C. Tepelné zpracování kolejnice se může Předehřívací prostředek může být indukční ohřevový prostředek pracující při frekvenci větší nebo rovné 2000 Hz, a může zahrnovat více ohřevových pásem, oddělovaných vyrovnávacími pásmy.
Přehřívaci prostředek může být indukční ohřevový prostředek, pracující při frekvenci větší nebo rovné 1000 Hz.
Chladicí prostředek může sestávat z nejméně dvou a s výhodou více než dvou trubek, rovnoběžných s kolejnicí, které jsou opatřeny množinou trysek způsobilých foukání
-5vzduchu nebo mlhy, přičemž trysky mohou být ovládány nezávisle na sobě nebo ve skupinách.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l perspektivní pohled na kolejnici, pohybující se zařízením pro tepelné zpracování, a obr.2 příklad změny teploty v různých bodech v úseku kolejnice, jako funkce času, během tepelného zpracování.
Příklady provedeni vynálezu
Kolejnice 1, získaná válcováním za tepla polotovaru z eutektoidní uhlíkové nebo slabě legované oceli, jejíž chemické složené obsahuje hmotnostní podíly, jak je definováno normou 860 Mezinárodní železniční unie, až 0,82% uhlíku, až 1,70% manganu, až 0,9% křemíku, až 1,3% chrómu, popřípadě přísady ke zjemnění zrna, přičemž zbytek'je železo a nečistoty vznikající z výroby, má hlavu 2, stěnu 3. a přírubu 4,. Po válcování se kolejnice 1 chladí na okolní teplotu a po té se tepelně zpracovává pro to, aby se jí dodaly konečné pracovní vlastnosti. Tepelné zpracovávání se provádí například tím, že se kolejnice nechá procházet kontinuálním tepelně zpracovávacím zařízením 5 znázorněným na obr.l. Účelem tohoto tepelného zpracování je dodat kolejnici velmi tvrdou jemnou perlitovou strukturu, především v hlavě, ale také v tlouštce kolejnice. Dalším jejím účelem je vyvinout v kolejnici zbytková napětí, která vzdorují šíření podélných štěrbin ve stěně.
Zařízení 5 pro tepelné zpracování zahrnuje, zejména na vstupu a výstupu, vodicí válečky 6, a postupně za sebou prostředek 7 pro předehřev celého profilu kolejnice 1, prostředek 5 pro doplňkový ohřev hlavy 2, a prostředek 9 pro zrychlené chlazení celého průřezu kolejnice 1.
—6Předehřívací prostředek 7 sestává z nejméně jedné indukční ohřívací cívky 10, napájené střídavým elektrickým proudem frekvence s výhodou větší nebo rovné 2000 Hz, následovaným volným prostorem 11. Ohřevový prostředek tak zahrnuje prostřídaný sled ohřevových pásem, odpovídajících cívkám
10, a vyrovnávacích pásem, odpovídajících volným prostorům
11. Cívky jsou připojeny k elektrickým napájecím prostředkům, které jsou samy o sobě známé a nejsou znázorněné. Může jimi procházet proud chladicí vody podle pravidel známých v oboru.
Doplňkový ohřevový prostředek 8 sestává z induktoru 12 ve tvaru písmene U, uspořádaného v podélném směru nad kolejnicí a napájený v podstatě známým způsobem střídavým elektrickým proudem, jehož frekvence je s výhodou větší nebo rovná 1000 Hz. Induktor 12 předchází a následují vodicí válečky 13.
Prostředek 9 pro zrychlený ohřev sestává z nejméně jedné horní trubice 14, uspořádané podélně nad průchozí trasou hlavy kolejnice, a dolní trubice 15, uspořádané podélně pod průchozí trasou příruby kolejnice, a s výhodou více trubic 16, uspořádaných v podélném směru po obou stranách průchozí trasy stojiny kolejnice. Každá trubice 14, 15, 16. je opatřena více trysek 17, které mohou foukat vzduch nebo mlhu. Trysky mohou být řízeny nezávisle na sobě nebo ve skupinách, čímž se umožní nezávislé modulování síly a trvání chlazení na hlavě, sténě a přírubě.
Po provádění tepelného zpracování kolejnice 1 se kolejnice pohybuje zařízením 5 pro tepelné zpracování ve směru šipky tak, že každý příčný průřez kolejnice, obsahující hlavovou část, stojinovou část a přírubovou část, postupně prochází předehřívacím prostředkem 7, prostředkem 8. pro doplňkový ohřev a prostředkem 9 pro zrychlené chlazení.
-7—
Při průchodu zařízením 5. pro tepelné zpracování podléhá každá kolejnice tepelnému cyklu typu znázorněného na obr.2, kde čas je vynesen na vodorovné ose a teplota je vynesena na svislé ose. Na tomto obrázku znázorňuje křivka 100 tepelný cyklus povrchové vrstvy (kůry) příruby a stojiny, křivka 101 znázorňuje tepelný cyklus bodů uložených v jádře příruby nebo stěny, křivka 102 odpovídá povrchové vrstvě hlavy a křivka 103 odpovídá jádru hlavy.
Předpokládáme-li, že v čase t=0 libovolný průřez kolejnice vstupuje do první cívky 10 předehřívacího prostředku 7, může být tepelný cyklus, kterému je vystaven průřez kolejnice v průběhu tepelného zpracování, popsán následovně.
Mezi okamžikem t=0 a časem tj·, v němž průřez kolejnice opouští první cívku 10, se zahřeje celý profil kolejnice a uvede se na teploty několika set stupňů, například 500°C až 600°C. Povrchová vrstva se zahřívá rychleji, než vnitřek průřezu, a vzhledem k frekvenci zvolené pro elektrický napájecí proud cívek, se ta část průřezu kolejnice, která odpovídá stojině a přírubě se zahřívá rychleji a uvádí se proto na vyšší teplotu, než část průřezu kolejnice, která odpovídá hlavě.
Mezi časy tj a t2 prochází průřez kolejnice prvním vyrovnávacím pásmem 11, v němž není zahříván, takže teploty povrchové vrstvy lehce klesají, zatímco teploty jádra se lehce zvyšuji z důvodu difúze tepla uvnitř kolejnice, a v hlavě, jako i ve stěné a v přírubě se teploty jádra blíží teplotám povrchové vrstvy.
Mezi časy t2 a t3 prochází průřez kolejnice druhou předehřívací cívkou 10, která ho zahřívá tak, že uvádí všechny jeho body na teploty vyšší, než je teplota konce austenitizační přeměny ohřevem pro ocel, z níž je kolejnice vyrobena, aby se získala austenitická struktura v celém prů-8řezu kolejnice. Celkový předehřev trvá několik minut, obecně méně než 5 minut, a za těchto podmínek je teplota konce austenitizační přeměny ohřevem větší o nejméně 100°C, než je teplota Ac3 konce pomalé austenitizačni přeměny. Ze stejných důvodů jako dříve, je v čase t3 průměrná teplota stěny a příruby větší, než je průměrná teplota hlavy.
Mezi časy t3 a t4 prochází průřez kolejnice druhým vyrovnávacím pásmem 11, a teplota se vyrovnává jednak v části průřezu kolejnice odpovídající hlavě, a jednak v části průřezu kolejnice, odpovídající stojině a přírubě. Aby se dosáhlo velmi stejnorodého austenitu bez potřeby zahřívat kolejnici na příliš vysokou teplotu, která by vedla k nadměrnému zhrubnutí zrna, má být celková doba trvání předehřevu, t.j. čas, který uplyne mezi t=0 a t4, s výhodou větší než 4 minuty.
Mezi časy t4 a t5 prochází průřez kolejnice pod prostředkem 8 pro přehřívání hlavy a ta část průřezu kolejnice, která odpovídá hlavě, se zahřívá tak, že její průměrná teplota dosáhne T2, t.j. je větší o nejméně 40°C, než průměrná teplota Tj té části průřezu kolejnice, která odpovídá stěně a přírubě, ale aniž by přesáhla 1050°C a s výhodou 1000°C, takže se nevyvolá nadměrné zhrubnutí austenitického zrna.
Mezi časy t5 a tg prochází průřez vyrovnávacím pásmem a po té vstupuje do prostředku 9 pro zrychlené chlazení, který opustí v čase t7. Při průchodu prostředkem 9 pro zrychlené chlazení se část průřezu kolejnice, která odpovídá hlavě, ochlazuje při podmínkách definovaných teplotou T3 povrchové vrstvy v čase t7 a rychlostí Vr chlazení při přechodu na 700°C v povrchové vrstvě. Část průřezu kolejnice, která odpovídá přírubě a stěně, se chladí méně energicky, než část průřezu kolejnice, odpovídající hlavě, takže na výstupu z prostředku 9 pro zrychlené chlazení je jeho průměrná teplota vyšší, než je průměrná teplota části průřezu kolejnice, —9— odpovídající hlavě.
Po okamžiku t7 kolejnice přirozeně chladne na vzduchu při teplotě místnosti. Jelikož teplota povrchové vrstvy té části průřezu kolejnice, která odpovídá hlavě, je podstatně nižší, než je teplota jádra, je na výstupu z prostředku 9 pro urychlené chlazení pozorován na začátku přirozeného chlazení na vzduchu vzestup teploty povrchové vrstvy, vyplývající z homogenizace teploty v průřezu difúzí vnitřního tepla.
Rychlost chlazení Vr, jakož i teplota T3, se volí tak, aby získaná struktura je co možná nejtvrdší jemný perlit, beze stop bainitu nebo martenzitu. za tímto účelem je třeba, aby rychlost chlazení Vr byla co nejvyšší, aniž by však přesáhla rychlost, která umožňuje dosáhnout bainitovou a martenzitovou strukturu, a teplota T3 by měla být dostatečně nízká, ale ne příliš nízká pro to, aby se dokončila perlitická přeměna oceli. Teplota T3 by měla být nižší, než teplota konce chladicí přeměny oceli, z níž je kolejnice vyrobena .
Tepelné zpracování může být být kompletní perlitické ochlazení, kdy teplota T3 je teplota místnosti. Tepelné zpracování může být kvazi-isotermní zpracování, přičemž v tomto případě je teplota T3 řádově několik stovek stupňů.
Požadovaná struktura a tvrdost mohou být stejné pro přírubu, stěnu a hlavu, a v tomto případě je průměrná rychlost chlazení části průřezu kolejnice, odpovídající stojině a přírubě, blízká rychlosti u průřezové části, která odpovídá hlavě. Na druhé straně může být požadována menší tvrdost pro stojinu a přírubu, než pro hlavu, a v tomto případě se nastaví nižší rychlost chlazení pro část průřezu, odpovídající přírubě a stojině, než pro část průřezu, která odpovídá hlavě. Pro nastavení teploty na konči zrychleného chlazení
-10části průřezu kolejnice, odpovídající stojině a přírubě, může být konečné doba chlazení této části snížena tím, že se neuvádí v činnost trysky uložené proti stojině nebo přírubě kolejnice, které jsou umístěny na výstupní straně zařízení pro zrychlené chlazení.
Obzvláštní podmínky zrychleného chlazení by měly být určeny zejména v souladu s odpovídajícími vlastnostmi diagramu přeměny při plynulém chlazení pro ocel, z niž je kolejnice vyrobena. V praxi, a pro oceli, jichž se to týká, by měla být rychlost chlazení Vr této části průřezu kolejnice, která odpovídá hlavě, by neměla být menší, než 10°C/s, a s výhodou větší, než 5°C/s, přičemž průměrná rychlost chlazení této části průřezu kolejnice, odpovídající přírubě a stojině, by měla být menší než 5°C/s. Rovněž výhodně by teplota T3, při níž povrchová vrstva části průřezu kolejnice opouští prostředek pro zrychlené chlazení, neměla být menší než 400°C.
Autoři vynálezu zjistili, že se kolejnice během tepelného zpracování deformuje, ale že když je požadováno dosáhnout stejnorodou tvrdost, t.j. když se provádí chlazení celého průřezu kolejnice při srovnatelných rychlostech, a byla kolejnice po návratu na teplotu místnosti málo deformovaná, jestliže průřezová část odpovídající hlavě byla přehřátá o 40°C až 80°C vzhledem k průřezové části odpovídající přírubě a stojině. Rovněž zjistili, že po možném lehkém narovnání byla stojina vystavena zbytkovým napětím, podporujícím uzavírání trhlin.
Autoři vynálezu rovněž pozorovali, že pro dosažení stejného výsledku při vytvrzování hlavy více než stěny nebo příruby by přehřívání mělo být o více než 80°C a s výhodou od 100°C do 200°C.
V popsaném provedení dochází k předehřevu ve dvou
-11stupních, ale může k němu docházet přímo nebo ve více než dvou stupních.
Příruba má velmi tenké okraje, které přirozeně chladnou během homogenizační fáze velmi rychle. Může tak být účelné provádět doplňkový ohřev průřezové části kolejnice, odpovídající přírubě, například během přídavného ohřevu průřezové části kolejnice, odpovídající hlavě.
Popsané provedení je plynulé tepelné zpracování, při němž jsou různé průřezové úseky kolejnice postupně vystavovány tepelnému zpracování. Toto tepelné zpracování se však může provádět celkovým předehřevem kolejnice, například v peci, a po té přehřátím celé příruby a nakonec chlazením celé kolejnice. V tomto případě se různé průřezové části kolejnice zpracovávají současně.
V prvním příkladě se vyrobila ocelová kolejnice chemického složení s 0,78 hmotn.% uhlíku, 1,04 hmotn.% manganu, 0,44 hmotn.% křemíku, 0,22 hmotn.% chrómu, přičemž zbytek je železo a nečistoty vyplývající z výroby.. Na konci předehřevu, který trval 4 minuty 30 sekund, byla průměrná teplota stojiny a příruby 880°C. Na konci přehřívání byla průměrná teplota hlavy 985°C. Povrchová vrstva příruby se ochladila rychlostí 9°C/s na 380°C. Příruba a stojina se chladily rychlostí 2°C/s. Po návratu na teplotu místnosti byla kolej vystavena velmi lehkému rovnání. V celém průřezu měla kolejnice jemnou perlitickou strukturu, přičemž tvrdost hlavy byla 377 HBW a tvrdost stojiny nebo příruby byla 340 HBW. Otevření stojiny, měřené zkouškou řezáním pilou, bylo přibližně -1,2 mm, zatímco pro stejnou kolejnici, zpracovávanou podle stavu techniky, bylo otevření stojiny +2,2 mm.
V druhém příkladě se vyrobila kolejnice s chemickým složením 0,77 hmotn.% uhlíku, 0,91 hmotn.% manganu, 0,66 hmotn.% křemíku, 0,49 hmotn.% chrómu, přičemž zbytek byl že-12lezo a nečistoty z výroby. Na konci předehřívání, které trvalo 4 minuty 30 sekund, byla průměrná teplota stojiny a příruby 890°C. Na konci přehřívání byla průměrná teplota hlavy 940°C. Povrchová vrstva příruby se ochladila rychlostí 7°C/s na 350°C. Příruba a stojina se ochladily rychlostí 6°C/s. Po návratu na teplotu místnosti měla kolejnice jemnou perlitickou strukturu, přičemž tvrdost hlavy, stojiny a příruby byla 390 HBW. Otevření stojiny, měřené řezem pilou, bylo přibližně -0,9 mm, zatímco pro stejnou kolejnici, zpracovávanou podle stavu techniky bylo otevření stojiny +2,4 mm.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob tepelného zpracování ocelové kolejnice (1) typu obsahující hlavu (2), stojinu (3) a přírubu (4), vyznačený tím, že každý průřez kolejnice (1) se předehřívá, postupně nebo současně, nad teplotu konce ohřevové metalurgické přeměny oceli, z níž je kolejnice vyrobena, takže současně nebo postupně za sebou má ocel v každém průřezu kolejnice (1) rovnoměrně homogenní austenitickou strukturu, přičemž průřezová část kolejnice (1), odpovídající hlavě (2), se postupně nebo současně přehřívá tak, že průměrná teplota uvedené části každého průřezu kolejnice (1) je větší o nejméně 40°c než průměrná teplota části stejného průřezu kolejnice (1) odpovídající přírubě (4), aniž by se však překročila teplota 1050°C a s výhodou 1000°C, přičemž každý průřez kolejnice (1) se chladí postupně nebo současně pod teplotu konce chladicí přeměny oceli, z níž je vyrobena kolejnice, k získání jemné perlitické struktury po celém průřezu kolejnice (1), a každý průřez kolejnice (1) se popřípadě nechá současně nebo postupně chladnout na teplotu místnosti.
  2. 2. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že na konci předehřivání je teplota vyšší než Ac3 + 100°C v každém bodě v každém průřezu kolejnice (1), přičemž Ac3 je teplota pře^měny pomalého ohřevu oceli, z níž je kolejnice (1) vyrobena.
  3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2 vyznačený tím, že na konci přídavného ohřevu je průměrná teplota části průřezu kolejnice (1), odpovídající hlavě (2), o nejméně 80°C vyšší, než je průměrná teplota části průřezu, odpovídající přírubě (4).
  4. 4. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 3 vyznačený tím, že předehřivání každého průřezu kolejnice (1) trvá nejméně 4 minuty.
    -145. Způsob podle nároku 4 vyznačený tím, že předehřívání zahrnuje prostřídaný sled částečných a homogenizačnich předehřevů, k získání na konci předehřívání co možná nejhomogennějšího rozdělení teploty v každém průřezu kolejnice (1).
  5. 6. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 5 vyznačený tím, že během chlazení je rychlost chlazení povrchové vrstvy kolejnice (1) při přechodu na 700°C menší než 10°C/s.
  6. 7. Způsob podle nároku 6 vyznačený tím, že rychlost chlazení povrchové vrstvy stojiny (3) a příruby (4) kolejnice (1) při přechodu na teplotu 700°C je menší než 5°C/s.
  7. 8. Způsob podle nároku 6 nebo 7 vyznačený tím, že na konci chlazení je teplota povrchu hlavy (2) kolejnice (1) menší nebo rovná 400°C.
  8. 9. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 8 vyznačený tím, že tepelné zpracování kolejnice (1) se provádí plynulým posunem kolejnice postupně za sebou předehřívacím prostředkem (7), přehřívacím prostředkem (8) a chladicím prostředkem (9).
  9. 10. Způsob podle nároku 9 vyznačený tím, že předehřívací prostředek je indukční ohřevový prostředek pracující při frekvenci větší nebo rovné 2000 Hz.
  10. 11. Způsob podle nároku 10 vyznačený tím, že předehřívací prostředek (7) zahrnuje více ohřevových pásem, oddělovaných vyrovnávacími pásmy.
  11. 12. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 9 až 11 vyznačený tím, že přehřívací prostředek (8) je indukční ohřevový prostředek, pracující při frekvenci větší nebo rovné
    1000 HZ.
  12. 13. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 9 až 12 vyznačený tím, že chladicí prostředek (9) sestává z nejméně dvou a s výhodou více než dvou trubek (14, 15, 16), rovnoběžných s kolejnicí, které jsou opatřeny množinou trysek (17) způsobilých foukání vzduchu nebo mlhy, přičemž trysky (17) mohou být ovládány nezávisle na sobě nebo ve skupinách.
CZ19962726A 1995-09-20 1996-09-17 Způsob tepelného zpracování ocelové kolejnice CZ292245B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9510986A FR2738843B1 (fr) 1995-09-20 1995-09-20 Procede de traitement thermique d'un rail en acier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ272696A3 true CZ272696A3 (en) 1997-04-16
CZ292245B6 CZ292245B6 (cs) 2003-08-13

Family

ID=9482709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19962726A CZ292245B6 (cs) 1995-09-20 1996-09-17 Způsob tepelného zpracování ocelové kolejnice

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5714020A (cs)
EP (1) EP0765942B1 (cs)
CN (1) CN1054642C (cs)
AT (1) ATE192505T1 (cs)
AU (1) AU708988B2 (cs)
BR (1) BR9603804A (cs)
CA (1) CA2185191A1 (cs)
CZ (1) CZ292245B6 (cs)
DE (1) DE69608056T2 (cs)
ES (1) ES2146849T3 (cs)
FR (1) FR2738843B1 (cs)
PL (1) PL180537B1 (cs)
RO (1) RO119151B1 (cs)
RU (1) RU2162486C2 (cs)
TR (1) TR199600732A2 (cs)
UA (1) UA41983C2 (cs)
ZA (1) ZA967908B (cs)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE374665T1 (de) * 2001-05-30 2007-10-15 Nippon Steel Corp Verfahren und gerät zur herstellung von schienen
CA2564822A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-17 Burrell E. Clawson Apparatus and methods for isolating human body areas for localized cooling
WO2009048607A1 (en) * 2007-10-10 2009-04-16 Corium International, Inc. Vaccine delivery via microneedle arrays
US8557064B2 (en) 2009-03-30 2013-10-15 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Method of cooling rail weld zone, and rail weld joint
CN101956346A (zh) * 2010-03-26 2011-01-26 孟祥厚 铁轨热处理用感应加热装置
RU2456352C1 (ru) * 2010-11-11 2012-07-20 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" Способ и устройство термической обработки рельсов
AU2012259857B2 (en) * 2011-05-25 2015-01-29 Nippon Steel Corporation Reheating method for rail weld parts
RU2487177C2 (ru) * 2011-07-28 2013-07-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" Способ и установка термической обработки рельсов
RU2484148C1 (ru) * 2011-10-27 2013-06-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" Способ и установка термической обработки рельсов
JP6001321B2 (ja) * 2012-05-11 2016-10-05 富士電子工業株式会社 高周波焼入装置
WO2014077140A1 (ja) 2012-11-16 2014-05-22 新日鐵住金株式会社 後熱処理装置
CN103898303B (zh) * 2012-12-31 2016-06-08 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种道岔轨的热处理方法和道岔轨
CN103820734B (zh) * 2014-01-10 2015-10-21 卢璐娇 一种贝氏体钢轨件的制造方法
EP2845913A1 (en) 2014-09-23 2015-03-11 Tata Steel UK Ltd Method and device for production of heat treated welded rail for rail transport and rail produced therewith
JP6311678B2 (ja) * 2014-09-24 2018-04-18 Jfeスチール株式会社 レールの製造方法および製造装置
CN107988464A (zh) * 2017-12-22 2018-05-04 包头钢铁(集团)有限责任公司 一种钢轨在线感应加热控制方法
FR3086677B1 (fr) * 2018-10-02 2020-10-30 Matisa Materiel Ind Sa Procede d’immobilisation d’un rail de voie ferree avec conditionnement thermique d’une portion de rail, et machine ferroviaire associee
WO2020189232A1 (ja) * 2019-03-15 2020-09-24 日本製鉄株式会社 レール
CN112536547B (zh) * 2020-11-24 2021-10-08 东北大学 一种重载钢轨焊接组织控制方法
CN115896423B (zh) * 2022-11-03 2023-10-10 浙江建鑫型钢科技股份有限公司 用于冷拉导轨的热处理设备及其热处理方法
CN118727526B (zh) * 2024-09-02 2024-11-26 中铁三局集团有限公司 一种基于温度控制伸缩的钢轨铺设装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1237558A (fr) * 1959-10-14 1960-07-29 Yawata Iron & Steel Co Rails à champignon trempé et appareil pour le traitement thermique correspondant
FR2109121A5 (cs) * 1970-10-02 1972-05-26 Wendel Sidelor
ZA801539B (en) * 1980-03-17 1981-08-26 Nippon Kokan Kk Method for heat-treating steel rail head
US4749419A (en) * 1986-08-28 1988-06-07 Sommer Richard A Method for heat treating rail
US5004510A (en) * 1989-01-30 1991-04-02 Panzhihua Iron & Steel Co. Process for manufacturing high strength railroad rails

Also Published As

Publication number Publication date
AU708988B2 (en) 1999-08-19
CN1154413A (zh) 1997-07-16
DE69608056T2 (de) 2001-01-11
RU2162486C2 (ru) 2001-01-27
AU6439996A (en) 1997-03-27
UA41983C2 (cs) 2001-10-15
CA2185191A1 (fr) 1997-03-21
FR2738843B1 (fr) 1997-10-17
PL180537B1 (pl) 2001-02-28
EP0765942A1 (fr) 1997-04-02
TR199600732A2 (tr) 1997-04-22
ES2146849T3 (es) 2000-08-16
CZ292245B6 (cs) 2003-08-13
BR9603804A (pt) 1998-06-02
ATE192505T1 (de) 2000-05-15
CN1054642C (zh) 2000-07-19
RO119151B1 (ro) 2004-04-30
EP0765942B1 (fr) 2000-05-03
PL316127A1 (en) 1997-04-01
DE69608056D1 (de) 2000-06-08
ZA967908B (en) 1997-04-07
FR2738843A1 (fr) 1997-03-21
US5714020A (en) 1998-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ272696A3 (en) Heat treatment process of steel rail
RU2589533C2 (ru) Способ и устройство для обработки сварного рельсового стыка
JP4906651B2 (ja) スチール製レールの熱処理方法およびそれに用いる熱処理装置
JP2008069456A6 (ja) スチール製レールの熱処理方法およびそれに用いる熱処理装置
CN104508153A (zh) 用于轨道的热处理的方法和系统
JPS6323244B2 (cs)
RU2272080C2 (ru) Способ термической обработки рельсов
EP0187904A3 (en) Method of heat treating pearlitic rail steels
RU2484148C1 (ru) Способ и установка термической обработки рельсов
EP2845913A1 (en) Method and device for production of heat treated welded rail for rail transport and rail produced therewith
EA036937B1 (ru) Способ изготовления рельсовых плетей и комплекс для осуществления способа
JP2716127B2 (ja) 高低抗性レールの製造方法
US20220064746A1 (en) POST-WELD HEAT TREATMENT METHOD FOR 1,300 MPa-LEVEL LOW-ALLOY HEAT TREATED STEEL RAIL
GB2118579A (en) Heat treatment of rails
RU2487177C2 (ru) Способ и установка термической обработки рельсов
EP3186402B1 (en) Method and device for production of heat treated welded rail for rail transport and rail produced therewith
RU2705820C1 (ru) Способ термической обработки сварных соединений рельсов и устройство для осуществления способа
US3184839A (en) Method and device for reconditioning worn railroad rails
JP3467597B2 (ja) クロッシング用ノーズレールの頭部連続スラッククエンチ熱処理方法
CN118268687A (zh) 借助于闪光对焊焊接轨道的可通过部件的方法和设备
SU1392125A1 (ru) Способ термообработки рельсов
Nesterov et al. Particularities in structures of rails from hypereutectoid steel during cycle annealing and quenching after high-frequency heating
Magadoux Process and technologies to anneal current and future AHSS strips
JPH03104824A (ja) 長尺溶接レールの熱処理法

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 19960917