Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Обработка металлов -> Термообработка -> Термообработка в кипящем слое -> Термообработка рельсов

Термообработка рельсов

В работе было показано, что кипящий слой может быть весьма подходящей средой для термической обработки рельсов.

Если помещать в него рельс головкой вниз, то на подошве образуется шапка из неподвижного мелкозернистого материала, резко ухудшающая теплоотдачу от нее. Поэтому при закалке рельса в кипящем слое головкой вниз, в отличие от закалки в масле, головка и подошва охлаждаются примерно с одинаковой скоростью, несмотря на их различную толщину, а соединяющая их ножка даже медленнее. В результате резко уменьшается коробление рельса, а твердость головки оказывается выше, чем подошвы. Поскольку головка работает на износ и смятие, а подошва должна быть более вязкой, такой набор свойств благоприятен с точки зрения эксплуатации.

В наших опытах образец рельса Р-50 (содержание углерода 0,66%, твердость в исходном состоянии 230 кгс/мм2) нагревался в кипящем слое с температурой 880° С (в безокислительной среде) и закаливался в холодном кипящем слое частиц корунда диаметром 0,1 мм. В результате твердость головки (на расстоянии 5 и 10 мм от поверхности катания) увеличилась до 325 кгс/мм2, а твердость ножки лишь до 230 кгс/мм2, в то время как при закалке в масле при практически той же твердости (327 кгс/мм2) головки твердость ножки составила 348 кгс/мм2. Рельсы, охлажденные в кипящем слое, имели по всему сечению структуру сорбита, тогда как после охлаждения на воздухе образовалась структура грубо-пластинчатого перлита.

Исследования термообработки рельсов с использованием кипящего слоя опубликованы в статье. В качестве псевдоожижаемого материала использовали мелкозернистый феррохром, порошок из нержавеющей хромистой стали, восстановленный железный порошок или мелкозернистый гранулят чугуна. Обращает на себя внимание выбор тяжелых материалов, обеспечивающих наиболее высокие коэффициенты теплоотдачи. Размер частиц не указан: не ясно, применялись ли указанные материалы в смеси или раздельно в различных опытах. Мелкозернистый материал псевдоожижается перегретым паром или горячим воздухом температурой 140° С.

На опытной установке можно было подвергать термообработке отрезки рельсов длиной 6 м, массой 50 кг/м непосредственно с температуры прокатки. Кипящий слой использовали, по-видимому, только для охлаждения рельсов с температуры прокатки (>900° С) до температуры, несколько превышающей температуру мартенситного превращения (140° С). Судя по приведенной диаграмме, поверхность рельса (в какой точке, не указано) охлаждается до 200° С примерно за 2,5 мин, а охлаждение сердцевины до 400° С происходит за 3,5 мин. После охлаждения рельс примерно за 2-5 мин нагревается до температуры изотермического превращения (420° С) и выдерживается при этой температуре примерно в течение 15 мин до завершения распада. В какой среде получена столь высокая скорость нагрева, авторы не указывают. Затем рельс нагревается до 600 или 630° С для осуществления отпуска, выдерживается при этой температуре примерно 20 мин и охлаждается на воздухе. Длительность обработки на промышленной установке при непрерывном режиме работы составит 45 мин (видимо, без охлаждения на воздухе), так что потребность в производственной площади для рельсобалочного цеха производительностью 75 т/ч оказывается меньше, чем для обычных холодильников.

Судя по диаграмме изотермического превращения, исследованная сталь (не указано, какая конкретно) характеризуется довольно высокой устойчивостью переохлажденного аустенита - при непрерывном охлаждении превращение в стали начинается через 180-200 с (при температурах соответственно 500 и 400° С). Состав опытных сталей и полученные механические свойства приведены.

По техническим условиям международного общества железнодорожников (UIC) для стали обычного состава (0,40-0,55% С; 0,80- 1,20% Мп; 0,35% Si) допустимы ов s»70 кгс/мм2 и S^ 14%, а для износостойкой стали (0,50-0,65% С; 1,3 - 1,7% Мп; 0,5% Si) ств ^ 90 кгс/мм2, б ;=» 10%. Из табл. 32 видно, что охлаждение в кипящем слое с последующим превращением при 420й С позволяет увеличить предел текучести и прочности при некотором уменьшении относительного удлинения. По мере увеличения температуры отпуска предел прочности вновь снижается, а удлинение возрастает. При испытании на ударный изгиб не было обнаружено ни изломов, ни трещин. Структура обработанных рельсов из первых трех сталей (см. табл. 32) была весьма мелкозернистой и соответствовала распаду по нижней промежуточной ступени. Только у рельсов из стали с 0,675% С обнаружена очень небольшая доля троостита. Структура рельсов из стали с 0,44% С после охлаждения в кипящем слое, как и после охлаждения в спокойном воздухе на холодильнике, состояла из феррита и пластинчатого перлита. Сравнение данных для этой стали с нашими указывает на недостаточную скорость охлаждения вследствие повышенной температуры кипящего слоя.

Авторы утверждают, что такой термообработкой можно существенно повысить усталостную прочность при знакопеременной нагрузке. К сожалению, сравнительные данные обработанных и необработанных образцов отсутствуют, однако, как отмечено, образование промежуточной структуры с высокими пределами текучести и прочности при достаточном относительном удлинении обычно приводит к повышению этой прочности. Правда, там же сказано, что износостойкость рельсов прочностью 90-100 кгс/мм2 не превышает износостойкость обычных рельсов прочностью >70 кгс/мм2, а износостойкость термически обработанных рельсов твердостью НВ 350 лишь немного выше обычных (твердостью НВ 260). Тем не менее, принято считать, что рельсы с сорбитно-трооститной структурой и пределом прочности не ниже 110 кгс/мм2 являются оптимальными в отношении усталостной прочности при знакопеременной нагрузке, износостойкости и прочности на смятие. Bидно, что термообработка в кипящем слое позволяет получить такие характеристики.

Рельсы, обработанные таким образом, еще не проверены в условиях эксплуатации.

Проведено исследование возможности нагрева рельса Р65 в печи с кипящим слоем до температур Отпуска (650° С). Образец рельса длиной 250 мм распиливали пополам, в середину головки, ножки и подошвы заделывали термопары, а затем обе половины снова сваривали.

Скорость нагрева различных участков рельса зависит от его положения. У рельса, опущенного головкой вниз в кипящий слой частиц корунда диаметром 0,32 мм, температура которого 800° С, подошва прогревается до 650° С за 3,5 мин, а ножка и головка примерно за 5,5 мин. У рельса, опущенного головкой вверх, подошва, головка и ножка нагреваются соответственно за 6; 5,5 и 4,5 мин. Практически равномерно нагревается образец, опущенный в кипящий слой так, что основание подошвы лишь слегка отклонено от вертикали, чтобы обеспечить интенсивное ее омывание кипящим слоем. В этом случае весь рельс нагревается до 650° С за 5 мин, причем максимальное различие температур по сечению не превышает 40° С.

Для сравнения можно указать, что, по данным Всесоюзного научно-исследовательского института металлургической теплотехники (ВНИИМТ), время нагрева пакета рельсов до 480° С в отпускной печи НТМК составляет 1,5 ч при неравномерности нагрева рельсов в профиле 34°С. Таким образом, применение кипящего слоя для объемного нагрева рельса под отпуск позволяет ускорить нагрев, а следовательно, и уменьшить габариты печи более чем в 10 раз. Как показывают наши эксперименты, не меньший выигрыш получается и при нагреве в кипящем слое под закалку. При этом отсутствие существенного превышения температуры слоя по сравнению с конечной температурой нагрева гарантирует получение одинаковых температур во всех точках прогретого рельса.

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.05.23   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

01:21 Лист сталь 10Х23Н18 (AISI 310S)

01:20 Лист сталь 08Х17Н13М2Т (AISI 316)

01:18 Лист сталь 08Х17Т

01:17 Лист сталь 12Х13

00:43 Лист сталь 15Х5М

23:55 Лист сталь AISI 310S

23:47 Лист сталь 20Х13Н18

23:46 Лист сталь AISI 316Ti

23:37 Лист 40Х стальной горячекатаный

21:18 Уголь, кокс литейный, коксовая мелочь, графит дробленный

НОВОСТИ

11 Декабря 2017 17:06
Инновационное строительное оборудование

8 Декабря 2017 11:54
Самодельные прицепы-самосвалы для легковых автомобилей (22 фото, 1 видео)

11 Декабря 2017 17:46
Колумбийский экспорт ферроникеля за 10 месяцев упал на 17,5%

11 Декабря 2017 16:42
”ВСМПО-Ависме” снизят налог на прибыль

11 Декабря 2017 15:27
Китайский экспорт стали за 11 месяцев упал на 30,7%

11 Декабря 2017 14:22
Погрузка на ”ВСЖД” за 11 месяцев выросла на 2,6%

11 Декабря 2017 13:30
Бразильский экспорт марганцевой руды в ноябре упал на 19%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Строительная экспертиза - основные направления

Бизнес с использованием франшизы

Бытовки – особенности и назначение

Хроматографы и комплектующие к ним

Автоматическое оборудование пожаротушения

Компания «МеталлСтрой» выводит сервис на новый уровень

Особенности и классификация некоторых типов металлолома

Утепление окон к зиме

Почему компании выбирают грузовые авиаперевозки

Приборы для контроля качества изделий металлообработки

Мягкие кушетки и диваны в интерьере дома

Арматура - происхождение и применение

Особенности и классификация стальных труб

Некоторые аспекты выбора квартир

Системы очистки воды в бассейнах

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает изготовление металлоконструкций.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.