Los carriles son productos laminados perfilados de hierro en forma de flejes, sujetos con vigas y destinados al movimiento de material rodante de vías férreas y metros, tranvías, trenes y carros de transporte minero y monorraíles y en general de cualesquiera estructuras móviles, giratorias y giratorias.

Los carriles son partes de la estructura superior de la carretera, colocadas sobre soportes y sujetas a ellos y entre sí para formar una vía férrea. Los carriles toman directamente la presión de las ruedas del material rodante.

Presentamos carriles ferroviarios producidos por la planta metalúrgica de Novokuznetsk de los siguientes tipos:

Rieles ferroviarios: los rieles destinados a vías ferroviarias seccionales y continuas y para la fabricación de desvíos se fabrican de acuerdo con GOST R 51685-2000.

Los rieles se dividen en tipos: P50, P65 (para roscas externas de tramos curvos de la carretera, GOST 8161-75) y P75.

Los rieles de ferrocarril están hechos de acero de las calidades K78ХSF, E76, E78ХSF, М76Ф, К76Ф, E76Ф, К76Т, М76Т, E76Т, М76, К76.

Esquema de designación de rieles: tipo de riel, grupo de calidad, grado de acero, longitud del riel, presencia de orificios para pernos, designación de esta norma.

Rieles para vías ferroviarias industriales: los rieles de vía ancha destinados a vías ferroviarias y desvíos de empresas industriales se producen de acuerdo con GOST R 51045-97 y se dividen en 3 tipos: PP50, PP65 y RP75.

Este tipo de carril está fabricado en acero al carbono grado 76 y acero especial microaleado al carbono grados 76T, 76F y 76Ts.

Esquema de designación de rieles: tipo de riel, longitud de riel, ranuras para pernos (2 - en ambos extremos, 0 - sin orificios), endurecimiento del riel (T - termoendurecido, H - no termoendurecido), grado de acero, designación estándar.

Rieles ferroviarios de vía ancha de acero de solera abierta: los rieles ferroviarios de vía ancha de los tipos P75, P65 y P50 hechos de acero de solera abierta se fabrican de acuerdo con GOST 24182-80. El diseño y las dimensiones de los rieles se calculan de acuerdo con GOST 7174-75, GOST 8161-75 y GOST 16210-77.

Los rieles se fabrican en 2 grupos de precisión:

Grupo 1: los rieles están hechos de acero dulce de hogar abierto, desoxidado con desoxidantes complejos sin el uso de aluminio. Estos rieles están marcados en azul.

Los carriles R75, R65 están fabricados de acero M76V, M76T, M76VT, M76Ts;

Rieles P50: fabricados en acero M74T, M74Ts.

Grupo 2: los rieles están hechos de acero dulce de hogar abierto, desoxidado con aluminio o, como a menudo se le llama, aleación de manganeso y aluminio. Estos rieles están indicados con marcas blancas.

Para la fabricación de rieles se utiliza acero R75, R65, M76;

Para los rieles P50 se utiliza acero M74.

La longitud de los rieles es 24,92; 24,84; 12,42; 12,46 metros.

Rieles ferroviarios tratados térmicamente mediante endurecimiento volumétrico en aceite: raíles P50, P65, P75 de acero rico en carbono de hogar abierto. Dichos rieles se someten a un tratamiento térmico de acuerdo con GOST 18267-82 en toda su longitud mediante el método de endurecimiento volumétrico en aceite y luego templado en horno. La variedad y composición química de dichos rieles se especifica en GOST 24182-80.

Los rieles endurecidos se dividen en primer y segundo grado. Los rieles de 1er grado se dividen en rieles del primer grupo de clases 1 y 2 y del segundo grupo de clases 1 y 2. Los rieles se clasifican en grupos y grados según GOST 24182-80.

Basado en materiales del sitio http://www.corunamet.ru/produkcia/relsi/

La invención se refiere al campo de la metalurgia ferrosa, concretamente a la producción de acero utilizado para la fabricación de raíles de ferrocarril. El acero contiene carbono, manganeso, silicio, vanadio, aluminio, cromo, níquel, nitrógeno, hierro e impurezas en la siguiente proporción de componentes, % en peso: carbono 0,77-0,84, manganeso 0,90-0,95, silicio 0,20-0,35, vanadio. 0,06-0,10, aluminio no más de 0,004, nitrógeno 0,010-0,018, cromo no más de 0,15, níquel no más de 0,15, hierro e impurezas el resto. Como impurezas, el acero contiene, en% en peso: azufre no más de 0,015, fósforo no más de 0,020, cobre no más de 0,20 y oxígeno no más de 0,0018. Las propiedades de resistencia del acero, la ductilidad y la resistencia al frío aumentan debido a la formación de una estructura dispersa de sorbitol endurecedor y al aumento de la pureza del acero a base de inclusiones no metálicas. 2 mesas

La invención se refiere a la metalurgia ferrosa, en particular a la producción de acero para la producción de raíles de ferrocarril.

Se sabe que el acero para rieles perlítico contiene entre 0,71 y 0,82 % de C; 0,75-1,05 % manganeso; 0,25-0,60 % Si; 0,05-0,15% V; no más del 0,025% P; no más del 0,030% S; no más del 0,02% A1.

La creación de carriles de alta resistencia con una resistencia a la tracción de más de 1300 N/mm 2 y un alargamiento relativo de al menos el 12,0%, con una mayor fiabilidad operativa y una alta resistencia a la formación de defectos, supone una estructura de perlita homogénea, que puede Es difícil garantizar el enfriamiento volumétrico en aceite en un amplio rango específico de elementos de concentración química.

Se conocen aceros que tienen la siguiente composición química (% en peso):

0,65-0,8°C; 0,18-0,40 Si; 0,6-1,2 millones; 0,001-0,01 Zr; 0,005-0,04 A1; 0,004-0,011 Ningún elemento del grupo que contiene Ca y Mg 0,0005-0,015; 0,004-0,040 Nb; 0,05-0,3; Fe - oc..

0,69-0,82°C; 0,45-0,65 Si; 0,6-0,9 millones; 0,004-0,011 N; 0,005-0,009 Ti; 0,005-0,009 Al; 0,02-0,10 V; 0,0005-0,004 Ca; 0,0005-0,005 mg; 0,15-0,4 Cr; Fe-descansa..

Las desventajas importantes de estos aceros son la baja resistencia al impacto y al frío, la confiabilidad y la resistencia operativa reducidas.

En el acero, esto viene determinado por la ausencia de vanadio y el bajo contenido de nitrógeno. Tiene un grano de austenita relativamente grande (puntos 7-8). Su alto contenido de aluminio conduce a su contaminación con inclusiones gruesas de alúmina, que reducen significativamente la resistencia a la fatiga por contacto de los rieles.

Estas desventajas del acero están asociadas con la presencia de titanio y un bajo contenido de vanadio y nitrógeno. Los carbonitruros de titanio formados en acero líquido durante el enfriamiento reducen drásticamente la resistencia al impacto y la resistencia a la fractura frágil de los rieles.

El contenido relativamente bajo de vanadio y nitrógeno no garantiza la formación de la cantidad necesaria de nitruros de aluminio y carbonitruros de vanadio necesarios para refinar el grano de austenita y al mismo tiempo aumentar las propiedades de resistencia y la resistencia al frío del acero. El grano austenítico de este acero es relativamente grande y tiene una puntuación de 7-8.

Se sabe que el acero contiene entre 0,65 y 0,89 % de C; 0,18-0,65 % Si; 0,6-1,2% manganeso; 0,004-0,030 % N; 0,005-0,02% A1; 0,0004-0,005 % Ca; 0,01-0,10% V; 0,001-0,03% Ti; 0,05-0,4% Cr; 0,003-0,1% Mo; carbonitruros de vanadio 0,005-0,08%; en este caso, Ca y A1 están en la proporción 1:(4-13); e - el resto.

Las desventajas importantes del acero son la baja resistencia al impacto, una mayor susceptibilidad a la fractura frágil y una menor durabilidad operativa, lo que se debe a la presencia de titanio en el acero, el bajo contenido de vanadio y la alta concentración de aluminio. Los carbonitruros de titanio resultantes reducen drásticamente la resistencia al impacto y la resistencia a la fractura frágil.

Una baja concentración de vanadio no garantiza la formación de la cantidad necesaria de carbonitruros de vanadio necesarios para un refinamiento adicional del grano y para aumentar las propiedades de resistencia y la resistencia al frío del acero.

El uso de una gran cantidad de aluminio para desoxidar el acero junto con el calcio provoca su contaminación con acumulaciones de aluminatos de calcio ricos en alúmina, que reducen la resistencia a la fatiga por contacto.

La presencia de azufre y fósforo en grandes cantidades en el acero provoca un aumento de la fragilidad al rojo y al frío del acero, respectivamente.

Se conoce el acero seleccionado como prototipo, que contiene (% en peso): 0,78-0,88 C; 0,75-1,05 millones; 0,25-0,45 Si; 0,03-0,15 V; no más de 0,02 Al; no más de 0,020 R; no más de 0,015 S.

Los carriles fabricados en acero E83F se someten a un endurecimiento volumétrico en aceite a bajas temperaturas y a un posterior revenido.

Las desventajas importantes del acero son su mayor susceptibilidad a la fractura frágil.

El resultado técnico deseado de la invención es la formación de una estructura dispersa de sorbitol endurecedor, aumentando las propiedades de resistencia, ductilidad, resistencia al frío y pureza del acero para inclusiones no metálicas.

Para lograr esto, el acero que contiene carbono, manganeso, silicio, vanadio y aluminio contiene además cromo, níquel y nitrógeno en la siguiente proporción de componentes (% en peso):

Además, su composición limita adicionalmente la cantidad de impurezas en la siguiente proporción (% en peso):

La composición química reivindicada se seleccionó basándose en las siguientes condiciones. El contenido de carbono seleccionado proporciona, durante el endurecimiento volumétrico, una estructura homogénea de sorbitol endurecedor con una resistencia a la tracción superior a 1300 N/mm2, un alargamiento superior al 0,12% y una contracción superior al 35%.

Los rieles fabricados con acero que contienen más de 0,84% ​​C tienen una resistencia al impacto reducida a -60°C (0,15 MJ/m2). La introducción de Mn, V, Cr también está asociada con la necesidad de aumentar la tenacidad y la resistencia al desgaste del acero en el contacto de trabajo rueda-carril.

La proporción seleccionada de Mn, Si, Ni, Cr en acero que contiene 0,77-0,84% ​​de C garantiza una disminución en la temperatura de transformación de austenita y una estructura de sorbitol de endurecimiento más dispersa.

La reducción del contenido de manganeso respecto al prototipo se debe a la introducción de cantidades suficientes de cromo en el acero para aumentar la templabilidad y la resistencia al desgaste. Además, las concentraciones declaradas de Ni y Cr excluyen la formación de bainita superior en la microestructura, lo que no está permitido en la parte de trabajo de la cabeza del carril. Sin embargo, con un contenido de carbono de 0,77-0,84% ​​y una alta concentración de manganeso (>0,95%), se observan áreas de bainita superior en la estructura de los rieles termoendurecidos.

Como resultado, los contenidos declarados de Mn, Si, Cr, Ni proporcionan la reducción requerida en la temperatura de transformación de la austenita y la formación de una estructura de sorbitol endurecedor disperso, que tiene mayores propiedades mecánicas, dureza y resistencia al desgaste.

El efecto positivo de pequeñas adiciones de cromo es que, al formar carburos, aumenta la resistencia al desgaste. En presencia de cromo, aumenta la capacidad del Mn y V para inhibir el crecimiento de granos de austenita.

La introducción del níquel dentro de los límites indicados garantiza, junto con el aluminio y el vanadio, la resistencia al impacto garantizada del acero a temperaturas positivas y negativas. Su contenido de hasta el 0,15% tiene un efecto positivo sobre la resistencia al impacto y en una concentración superior al 0,15% se puede obtener una estructura de bainita superior inaceptable en los raíles.

El uso de vanadio en el acero se debe a que, al igual que el Cr y el Mn, aumenta la solubilidad del nitrógeno en el metal, uniéndolo en fuertes compuestos químicos (nitruros, carbonitruros de vanadio), que refinan el grano de austenita y reducen su tendencia. crecer cuando se calienta.

La introducción de V, N dentro de los límites indicados en el acero conduce al refinamiento del grano de austenita a los puntos 9-12 y a una disminución de su tendencia a crecer cuando se calienta debido a la formación de partículas dispersas de carbonitruros de vanadio, a un aumento de la resistencia. y propiedades de tenacidad y resistencia a la fractura frágil (resistencia al frío). Sin embargo, sin el uso de nitrógeno, el vanadio en altas concentraciones (>0,1%) reduce la resistencia al impacto y aumenta la fragilidad en frío del acero. El vanadio aumenta el límite de resistencia y mejora la soldabilidad.

En acero que contiene al menos un 0,010% de N, la concentración óptima de vanadio es del 0,06 al 0,10%. Se eligió el límite inferior del contenido de vanadio en el acero porque comienza a refinar el grano a una concentración superior al 0,06%. El límite superior del contenido de vanadio se establece basándose en el hecho de que cuando su concentración aumenta por encima del 0,10%, la proporción relativa de nitrógeno en el carbonitruro de vanadio disminuye y se forma un carbonitruro de composición similar al carburo de vanadio, que reduce la resistencia al impacto.

Una concentración de nitrógeno inferior al 0,010% en acero que contiene menos del 0,06% de vanadio no proporciona el nivel requerido de propiedades de resistencia, resistencia al impacto a -60°C y refinamiento del grano de austenita. Cuando el contenido de vanadio y nitrógeno en el acero aumenta hasta los límites establecidos, aumenta la cantidad de carbonitruros, lo que aumenta las propiedades de resistencia y la resistencia al frío. Sin embargo, cuando el nitrógeno aumenta por encima del 0,018%, son posibles casos de segregación irregular y “ebullición del nitrógeno” (burbujas en el acero).

Se optó por limitar el contenido de cobre, azufre y fósforo para mejorar la calidad de la superficie y aumentar la ductilidad y tenacidad del acero. Además, la concentración de azufre determina la fragilidad al rojo y la concentración de fósforo determina la fragilidad en frío del acero.

La composición química reivindicada del acero para rieles garantiza la producción de rieles de caña de alta resistencia, resistentes al desgaste y al frío con una mayor resistencia a la fatiga de contacto mediante un enfriamiento volumétrico en aceite seguido de un revenido.

El acero de la composición reivindicada (Tabla 1) se fundió en un horno de arco eléctrico DSP-100 I7 de 100 toneladas y se coló en una máquina de colada continua. Las palanquillas resultantes se calentaron y laminaron utilizando tecnología convencional sobre rieles tipo P65, que se sometieron a enfriamiento en aceite a una temperatura de 800-820°C y revenido a 460°C. Los datos de la tabla 2 muestran que las propiedades mecánicas y la dureza de los carriles endurecidos volumétricamente fabricados con el acero según la invención son claramente superiores a las de los carriles fabricados con acero E83F. La composición química reivindicada del acero para rieles también proporciona un alto nivel de propiedades plásticas y una alta resistencia a la fractura frágil (KCU-60°C≥0,2 MJ/m 2). El aumento de las propiedades de dureza, resistencia, plástica y viscosidad de los rieles aumenta su resistencia al desgaste y al frío, su resistencia a la fatiga por contacto y su confiabilidad operativa.

Lista de fuentes tomadas en cuenta durante el examen.

1. GOST R 51685-2000 "Rieles ferroviarios. Condiciones técnicas generales".

2. Como URSS No. 1435650, clase M. С22С 38/16, 1987

3. Como URSS No. 1239164, clase M. С22С 38/16, 1984

4. Patente de RF No. 1633008, clase M. С22С 38/16, 1989

5. TU 0921-125-01124328-2001 "Rieles ferroviarios con mayor resistencia al desgaste y resistencia al contacto".

tabla 1
Composición química del acero.
Compuesto	Fracción de masa de elementos, %
CON	Minnesota	Si	V	A1	cr	Ni	Cu	S	R	norte 2	O2
1	0,77	0,90	0,31	0,06	0,004	0,05	0,05	0,05	0,006	0,007	0,012	0,0014
2	0,87	0,95	0,39	0,09	0,002	0,08	0,10	0,10	0,009	0,012	0,014	0,0014
3	0,83	0,95	0,30	0,10	0,004	0,15	0,12	0,12	0,006	0,017	0,017	0,0018
4	0,84	0,90	0,20	0,08	0,004	0,25	0,15	0,15	0,012	0,013	0,015	0,0014
5	0,81	0,95	0,30	0,07	0,002	0,11	0,15	0,15	0,006	0,010	0,020	0,0014
6	0,85	0,90	0,35	0,10	0,003	0,05	0,10	0,10	0,008	0,014	0,018	0,0013
7	0,78	0,91	0,31	0,08	0,003	0,06	0,05	0,05	0,013	0,010	0,013	0,0016
8	0,79	0,95	0,25	0,07	0,003	0,10	0,12	0,12	0,006	0,009	0,015	0,0013
9	0,80	0,93	0,21	0,06	0,002	0,10	0,10	0,10	0,010	0,011	0,018	0,0012
10	0,84	0,94	0,20	0,07	0,004	0,12	0,11	0,11	0,012	0,013	0,020	0,0014
Prototipo TU-0921-01124328-2001 Acero E83F	0,78-0,88	0,75-1,05	0,25-0,45	0,03-0,15	no más de 0,02	≤0,15	≤0,15	≤0,20	≤0,025	≤0,25	-	-

Tabla 2
Propiedades mecánicas de los carriles.
Opción	σт	σB	δ5	ψ	Dureza	KCU, J/cm2 a temperatura, °C
N/mm2	%	HB10	HB22	nvsh	NVpod	NVpkg	+20	-60
1	900	1313	13	40	388	378	352	378	390	49;47	25; 26
2	930	1300	12	39	388	373	363	363	388	47;43	24; 28
3	980	1333	12	43	385	363	352	352	388	45;45	25; 25
4	980	1320	13	42	388	375	363	363	389	44;42	29; 24
5	950	1312	14	43	388	363	375	363	388	45;40	27; 28
6	890	1312	13	40	388	375	375	363	390	44;41	27; 26
7	920	1323	12	39	383	372	363	370	395	41;42	26; 27
8	980	1343	12	33	385	373	363	352	390	37;38	25; 27
9	990	1340	12	39	388	375	375	363	390	36;35	24; 25
10	1000	1350	12	43	388	375	375	363	401	36;35	23; 22
prototipo	880	1274	7	26	≥352	≥341	≤401	≤401	≥363	0,2	0,15
Nota: НВпкг - dureza en la superficie de rodadura de la cabeza del riel;
HB10, HB22: dureza a una distancia de 10 y 22 mm, respectivamente;
НВш - dureza en el cuello;
HBpod - dureza en la suela.

Acero para carriles que contiene carbono, manganeso, silicio, vanadio, aluminio y hierro, caracterizado porque contiene adicionalmente cromo, níquel y nitrógeno en la siguiente proporción de componentes, % en peso:

al mismo tiempo, la cantidad de impurezas que contiene está adicionalmente limitada a
la siguiente proporción, % en peso:

Patentes similares:

La invención se refiere al campo de la metalurgia, concretamente a los aceros fundidos estructurales utilizados en diversas industrias, incluida la industria automotriz, en la fabricación de piezas fundidas de gran tamaño para camiones volquete mineros con una capacidad de carga particularmente grande, que operan bajo cargas de choque elevadas y en condiciones climáticas extremas.

La invención se refiere al campo de la metalurgia, concretamente a composiciones de acero que pueden usarse para la fabricación de piezas de máquinas y equipos que funcionan en condiciones difíciles, en particular para laminar rodillos de molinos de soldadura eléctrica de tubos.

La invención se refiere al campo de la metalurgia y puede usarse en la fabricación de estructuras soldadas a partir de productos laminados de doble capa que se operan durante mucho tiempo a temperaturas bajo cero en condiciones de intensos efectos mecánicos, de corrosión y erosión de poderosos campos de hielo y mar. agua, en particular cascos de rompehielos nucleares, buques de navegación en hielo, plataformas fijas y flotantes resistentes al hielo marino para la producción de hidrocarburos en la plataforma ártica

La invención se refiere al campo de la metalurgia, concretamente a la producción de grandes perfiles laminados en caliente y productos moldeados a partir de acero de baja aleación con bajo contenido de carbono. El acero contiene componentes en la siguiente proporción, % en peso: carbono 0,08-0,12, manganeso 1,30-1,80, silicio desde más de 0,50 a 0,80, fósforo hasta 0,030, azufre desde más de 0,01 hasta no más de 0,030, cromo hasta 0,3, níquel hasta 0,3, cobre hasta 0,3, aluminio más de 0,01, vanadio 0,05-0,10, calcio 0,0001-0,005, nitrógeno hasta 0,008 y resto hierro. El valor requerido del límite elástico de 345 N/mm2 se garantiza durante la producción de grandes perfiles laminados en caliente y acero moldeado sin el uso de un sistema de enfriamiento acelerado después del laminado. 1 avenida.

La invención se refiere al campo de la metalurgia, concretamente al acero utilizado para la fabricación de piezas de herramientas de corte. El acero contiene, en % en peso: de 0,28 a 0,5 C, de 0,10 a 1,5 Si, de 1,0 a 2,0 Mn, máximo 0,2 S, de 1,5 a 4 Cr, de 3,0 a 5 Ni, de 0,7 a 1,0 Mo, de 0,6 a 1,0 V , la traza asciende a un máximo total de 0,4% en peso. metales de tierras raras, el resto es esencialmente hierro e impurezas. Después del recocido suavizado, el acero tiene una matriz que comprende martensita envejecida que contiene hasta aproximadamente un 5% en volumen de carburos sustancialmente redondos y uniformemente distribuidos, estando la matriz sustancialmente libre de carburos de límite de grano. El acero ha mejorado su maquinabilidad, resistencia al desgaste y templabilidad. 7 n. y 15 salario archivos, 21 enfermos, 6 mesas.

La invención se refiere al campo de la metalurgia, más específicamente a la producción de laminación, y puede usarse para producir tiras soldables de categoría de resistencia X100 según la norma API 5L-04, utilizadas en la construcción de oleoductos y gasoductos de alta presión. El resultado técnico es aumentar las propiedades de resistencia de las tiras garantizando al mismo tiempo que la proporción del componente fibroso en la muestra de fractura sea al menos del 90%. Para lograr un resultado técnico, después de la fundición del acero, se obtienen placas fundidas en continuo, se calientan hasta la temperatura de austenitización, se realiza un laminado de desbaste y acabado en múltiples pasadas con una temperatura regulada al final del laminado y las bandas se enfrían con agua, mientras después del laminado en bruto, las tiras se enfrían a una temperatura de 720-800°C, el laminado de acabado se lleva a cabo con una reducción relativa por pasada del 8-25% y una temperatura final de laminación de 740-790°C, después de lo cual las tiras se enfriado a una velocidad de al menos 17°C/s. El acero se funde con la siguiente composición química, % en peso: 0,06-0,11 C, 0,02-0,04 Si, 1,45-1,95 Mn, 0,15-0,28 Mo, 0,01-0,06 Nb, 0,01-0,09 Ti, 0,15-0,35 Ni, 0,10- 0,30 Cr, 0,002-0,009 N, no más de 0,20 V, el resto Fe. 2 mesas

La invención se refiere al campo de la metalurgia, concretamente a los aceros estructurales de alta resistencia, endurecidos principalmente al aire, utilizados para la fabricación de piezas de carrocería axisimétricas. El acero contiene carbono, silicio, cromo, manganeso, níquel, molibdeno, vanadio, cobre, azufre, fósforo, hierro e impurezas inevitables en la siguiente proporción de componentes, % en peso: carbono 0,18 - 0,24, manganeso 1,0 - 1,5, silicio. 0,20 - 0,40, azufre no más de 0,010, fósforo no más de 0,015, cromo de más de 3,00 a 3,20, níquel 0,90 - 1,20, molibdeno 0,50 - 0,70, vanadio 0,10 - 0,20, cobre no más de 0,25, hierro e impurezas inevitables - el resto. Después del tratamiento termomecánico, el acero tiene una alta plasticidad, lo que le permite deformarse mediante trefilado rotatorio en estado frío con grados de deformación del 50-70% y proporciona propiedades mecánicas en estado reforzado superiores a 155 kgf/mm2 con un alargamiento relativo de al menos 7%. 3 pestañas, 2 pr.

La invención se refiere al campo de la metalurgia, concretamente a los aceros estructurales de alta resistencia, de aleaciones complejas, que se endurecen al aire y se pueden utilizar en la producción de piezas axisimétricas que funcionan bajo presión. El acero contiene, en % en peso: carbono de 0,18 a menos de 0,2, manganeso 1,00-1,3, silicio 0,20-0,40, azufre no más de 0,010, fósforo no más de 0,015, cromo 2,90-3,20, cobre no más de 0,25. , níquel 2,20-2,50, molibdeno 0,70-0,90, vanadio desde 0,15 hasta menos de 0,20, hierro e impurezas inevitables el resto. Después del endurecimiento al aire y del tratamiento termomecánico, la resistencia a la tracción temporal σB es de al menos 170 kgf/mm2, y el alargamiento relativo δ5 es de al menos el 6%. 1 ill., 5 tab., 1 pr.

La invención se refiere al campo de la metalurgia, concretamente a una lámina de acero de alta resistencia que tiene una relación entre límite elástico y resistencia a la tracción de 0,6 o más. La lámina está hecha de acero de la siguiente composición, en % en peso: 0,03-0,20 % C, 1,0 % o menos Si, de más de 1,5 a 3,0 % Mn, 0,10 % o menos P, 0,05 % o menos S, 0,10 % o menos de Al, 0,010 % o menos de N, uno o más tipos de elementos seleccionados entre Ti, Nb y V, cuyo contenido total es de 0,010-1,000 %, 0,001-0,01 Ta, el resto Fe e impurezas inevitables. La estructura de la lámina incluye ferrita y una fase secundaria que incluye martensita. La relación de área de la ferrita es del 50% o más y el tamaño medio del grano de cristal es de 18 µm o menos. La fracción de área de martensita en la fase secundaria oscila entre 1 y menos del 7%. La resistencia y conformabilidad requeridas se garantizan al mismo tiempo que se reduce el peso de la lámina. 12 n. y 8 salario archivos, 6 mesas, 1 pr.

La invención se refiere al campo de la metalurgia ferrosa, concretamente a la producción de acero utilizado para la fabricación de raíles de ferrocarril.

ACERO DEL CARRIL

En la URSS, los rieles de tipo pesado (R75, R65 y R50, de 25 m de largo) están hechos de acero con alto contenido de carbono y alto contenido de manganeso (cuadro 36.1). Este contenido de carbono es típico del acero para rieles en EE. UU. y Canadá. En otros países es ligeramente inferior, por ejemplo en Inglaterra entre 0,50 y 0,60 %, en Japón entre 0,60 y 0,75 %, en Alemania entre 0,40 y 0,60 % con un mayor contenido de manganeso (hasta 1,2-1,3 %). En el extranjero, el acero ferroviario se funde en hornos de hogar abierto (EE.UU., Canadá), convertidores de oxígeno (Japón, Alemania, Inglaterra), hornos eléctricos (Alemania) y convertidores Thomas (Francia). Al fundir acero para rieles en convertidores, la calidad de los rieles disminuye debido al mayor contenido de impurezas nocivas (hasta 0,07% P y 0,06% S).

A lo largo de los años, la mejora de la composición química del acero ferroviario se ha llevado a cabo en las siguientes direcciones principales:

1. Reducir el contenido de impurezas nocivas (azufre, fósforo, oxígeno, hidrógeno) en el acero ferroviario para aumentar su pureza y calidad metalúrgica.

2.Aumentar el contenido de carbono en el acero para eliminar el componente blando de su estructura, la ferrita, y aumentar la cantidad de partículas sólidas de la segunda fase, la cementita, que forma parte de la perlita de lámina delgada. Con un aumento en el contenido de acero para rieles de 0,5 a 0,8% C, su resistencia, resistencia al desgaste y al aplastamiento aumentaron significativamente.

Tabla 36.1

3. Alear el acero para raíles, es decir aumentar su contenido a más de 1,0% Mn, más de 0,4% Si e introducir en su composición elementos como Cr, Ni, Mo, V, Nb, Ti, etc. Esto también incluye intentos de mejorar las complejas propiedades del acero ferroviario mediante modificaciones y microaleaciones, lo que equivale a añadir pequeñas cantidades de elementos como Mg, B, Ce y elementos de tierras raras.

El contenido de carbono en el acero ferroviario se lleva actualmente al nivel eutectoide, por encima del cual se forma cementita estructuralmente libre. Una de las direcciones prometedoras para modificar el acero para rieles apunta a aumentar el límite superior permitido de contenido de carbono en el acero para rieles a 0,85-0,87% sin la liberación de cementita estructuralmente libre.

Las mejores opciones para raíles de acero de baja aleación sin tratamiento térmico permitieron aumentar su durabilidad operativa en los ferrocarriles nacionales en no más del 25%.

En el estado laminado en caliente (temperatura final de laminación 1000-1050 °C), el tamaño de grano en el acero para rieles corresponde a 2-3 puntos según GOST 5639-65, después del endurecimiento (temperatura de calentamiento 830-850 °C) corresponde a 7-8 puntos. La estructura del acero para raíles en estado laminado en caliente es una perlita de placas finas similar a la sorbita, a veces con finos depósitos individuales de ferrita. La templabilidad del acero para rieles es baja: cuando se determina mediante el método de endurecimiento final (GOST 5657-69), es de 4-6 mm.

En la URSS, el acero para raíles se funde principalmente en hornos de hogar abierto de alta potencia con una capacidad de 380 a 450 toneladas en la planta metalúrgica de Kuznetsk (KMK), la planta metalúrgica de Nizhny Tagil (NTMK) y la planta de Azovstal. Se funde parcialmente en convertidores Bessemer en la planta metalúrgica de Dnieper que lleva su nombre. Dzerzhinsky (DMZ). En la figura se muestra un diagrama del proceso tecnológico de producción de rieles en cuatro plantas nacionales de laminación de rieles. 36.3. Se muestra que en la producción de raíles ferroviarios se utilizan tres tipos de tratamientos térmicos: tratamiento térmico anti-floc; endurecimiento térmico de extremos; endurecimiento térmico en toda su longitud.

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• Introducción
• 1. Características generales de los aceros para carriles
• 2. Composición química y requisitos de calidad del acero para rieles.
• 3. Tecnología de producción de acero ferroviario.
• 4. Producción de acero para rieles mediante modificadores.
• Conclusión
• Lista de fuentes utilizadas

Introducción

El acero para rieles es un acero de aleación de carbono que está aleado con silicio y manganeso. El carbono confiere al acero características como dureza y resistencia al desgaste. El manganeso potencia estas cualidades y aumenta la viscosidad. El silicio también hace que el acero de los rieles sea más duro y resistente al desgaste. El acero para rieles se puede mejorar aún más con la ayuda de aditivos de microaleaciones: vanadio, titanio y circonio.

La amplia gama de requisitos impuestos a este respecto a la calidad de los raíles ferroviarios requiere la mejora de los procesos tecnológicos, el desarrollo, prueba e implementación de nuevas tecnologías y el uso de procesos progresivos en el campo de la producción ferroviaria.

La razón principal del bajo predominio de la producción de carriles de acero eléctrico es la orientación específica de la construcción de hornos eléctricos modernos con hornos de gran capacidad para aprovechar los recursos regionales de chatarra y abastecer a las regiones con productos metálicos para fines industriales y de construcción. Al mismo tiempo, se logra una eficiencia económica y una competitividad bastante altas.

1. Características generales de los aceros para carriles

La producción de rieles en nuestro país representa alrededor del 3,5% de la producción total de acero acabado, y el transporte de mercancías por ferrocarril es 5 veces mayor que en los EE.UU. y 8...12 veces mayor que en las carreteras de otros países capitalistas desarrollados. países. Esto impone exigencias especialmente altas a la calidad de los carriles y del acero para su fabricación.

Los rieles se dividen en:

- según los tipos P50, P65, P65K (para roscas exteriores de tramos de vía curvos), P75;

- categorías de calidad: B - carriles termoendurecidos de la más alta calidad, T1, T2 - carriles termoendurecidos, N - carriles no termoendurecidos;

- la presencia de orificios para tornillos: con orificios en ambos extremos, sin orificios;

- método de fundición de acero: M - de acero de solera abierta, K - de acero convertidor, E - de acero eléctrico;

- tipo de palanquillas iniciales: de lingotes, de palanquillas fundidas en continuo (CCB);

- método de tratamiento anti-floc: fabricado en acero evacuado, sometido a enfriamiento controlado, sujeto a exposición isotérmica.

La composición química de los aceros para rieles se presenta en la Tabla 1. En los grados de acero, las letras M, K y E indican el método de fundición del acero, los números indican la fracción de masa promedio de carbono, las letras F, C, X, T indican la aleación de acero con vanadio, silicio, cromo y titanio, respectivamente.

Tabla 1 - Composición química de los aceros para rieles (GOST 51685 - 2000)

Los carriles ferroviarios de vía ancha de los tipos P75 y P65 se fabrican según GOST 24182-80 a partir de acero de solera abierta M76 (0,71...0,82% C; 0,75...1,05% Mn; 0,18...0,40% Si;< 0,035 % Р и < 0,045 % S), и более легкие типа Р50 - из стали М74 (0,69...0,80 % С). После горячей прокатки все рельсы подвергают изотермической обработке для удаления водорода с целью устранения возможности образования флокенов. Рельсы поставляют для эксплуатации на железных дорогах незакаленными (сырыми) по всей длине и термоупрочненными по всей длине. Концы сырых рельсов подвергают поверхностной закалке с прокатного нагрева или с нагрева ТВЧ. Длина закаленного слоя от торца рельса 50...80 мм, а твердость закаленной части IIB 311...401. Сырые рельсы из стали М76 должны иметь ов >Ј 900 MPa y 5 > 4%. La tecnología de fabricación de rieles debe garantizar que no existan líneas de inclusiones no metálicas (alúmina) extendidas a lo largo de la dirección de rodadura con una longitud de más de 2 mm (grupo I) y más de 8 mm (grupo II), ya que dichas líneas sirven. como fuente de inicio de grietas por fatiga de contacto durante la operación.

La alta intensidad de carga de los ferrocarriles ha llevado a que el rendimiento de los carriles en bruto y no reforzados térmicamente ya no cumpla con los requisitos del trabajo pesado de la red ferroviaria.

Se puede lograr un mayor aumento de la resistencia operativa de los rieles térmicamente reforzados aleando el acero del riel. Es prometedora la aleación del acero al carbono para raíles con pequeñas adiciones de vanadio (-0,05%), el uso de aceros aleados como 75GST, 75KhGMF, etc., así como el uso de procesamiento termomecánico.

2. Composición química y requisitos de calidad del acero para rieles.

Carril de acero al carbono químico.

Los aceros que no tienen grado o código se designan mediante el número (código) de la norma correspondiente y el número de serie en esta norma. Por ejemplo, los aceros en la norma estadounidense ASTM A1 se designan como ASTM/1, ASTM/2, etc., los aceros en la norma canadiense se designan como CN/1, CN/2, etc., los aceros en las normas australianas de acuerdo con El código estándar se designa como AS/1 (estándar AS 1085 p.1) y AS/11 (estándar AS 1085 p.11).

El contenido de carbono en el acero para raíles se determina en función de las dimensiones de la sección transversal del raíl. Por lo general, las dimensiones de un carril suelen caracterizarse por la masa de su metro lineal (kg/m lineal). Cuanto mayor sea la masa de un metro lineal, mayor debe ser el contenido de carbono en el acero para raíles.

El manganeso actúa como el carbono, aumentando la resistencia y la resistencia al desgaste de los rieles laminados en caliente. En este sentido, en la norma australiana AS 1085 p.1, junto con el contenido de carbono y manganeso por separado, también está estandarizado el indicador total de su contenido (C+Mn/5). En la norma ASTM A1, con un alto contenido de manganeso, se limita el contenido de níquel, cromo y molibdeno, lo cual es necesario para obtener una estructura uniforme del acero del riel asegurando un determinado nivel de templabilidad. En los grados de acero B, 3B y 90B (normas BS 11, ISO 5003 y UIC 860), la disminución del contenido de carbono se compensa con un aumento del contenido de manganeso.

En las normas rusas (GOST 24182, 18267), además de los límites estandarizados en la mayoría de las normas extranjeras para el contenido de elementos químicos básicos: carbono, silicio, manganeso, fósforo y azufre, se establecen límites para el contenido de aditivos de microaleaciones. : vanadio (grados de acero M76V y M74V), circonio (grados de acero M76Ts, K74Ts y M74Ts), titanio (grados de acero M76T, K74T y M74T) y vanadio junto con titanio (grados de acero M76VT), el contenido de arsénico es limitado< 0,15% для сталей из керченских руд.

Los aceros ferroviarios nacionales tienen un contenido similar de manganeso, silicio, fósforo y azufre. Los grados de aceros para rieles para un tipo de riel de determinadas dimensiones difieren en los aditivos de microaleación. Dichos aceros son prácticamente análogos, por lo que en la Lista Consolidada se colocan uno tras otro con los correspondientes análogos extranjeros indicados en cada línea. La repetición de un grado de acero en dos o más líneas de la Lista Consolidada se debe a que existe más de un análogo en las normas de un país. Por ejemplo, la primera línea de la Lista Consolidada indica el grado de acero nacional M76 y sus análogos: según la norma estadounidense ASTM A1 - ASTM/1, según la norma japonesa JIS 1124-1124, según la norma australiana AS 1085 r .11 - AS/11, según la norma canadiense CNR1 - CN/1 y según la norma internacional ISO 5003 - 2A. La segunda línea de la Lista Consolidada para el mismo grado de acero M76 indica otros análogos extranjeros: según la norma AREA de EE. UU., el acero se denomina AREA/1, según la norma australiana AS 1085 r.1 - AS/1 y según según la norma canadiense CNR12 - CN/2. Los aceros CN/1 y CN/2 difieren en el contenido de silicio, que depende del método de fundición del acero.

Se logró una mejora significativa en la pureza del acero ferroviario y un aumento en su calidad metalúrgica en Rusia como resultado de la transición de la desoxidación del acero en cuchara con aluminio a su desoxidación con complejos complejos de vanadio-silicio-calcio, silicio-magnesio-titanio y Aleaciones de calcio y circonio. La compleja desoxidación del acero de los rieles con las aleaciones enumeradas sin el uso de aluminio permitió eliminar la formación de líneas de inclusiones de alúmina en la cabeza del riel, que eran los centros de inicio del daño por fatiga de contacto en los rieles. La ausencia de inclusiones no metálicas cosidas en la cabeza del riel ha aumentado su durabilidad operativa.

En la mayoría de las normas actuales, el derecho a elegir el método de producción de acero se otorga al fabricante, y la información sobre el método de producción de acero se comunica al consumidor a través de marcas especiales en los rieles. Hay casos en los que, según el método de fundición del acero, se establecen diferentes límites para el contenido de elementos químicos. Por lo tanto, en la norma canadiense, el contenido de silicio en el acero durante la fundición en lingotes es del 0,10 al 0,25%, y durante la colada continua de acero, del 0,16 al 0,35%.

Un elemento importante de la cadena tecnológica para la producción de raíles ferroviarios es el tratamiento anti-floc, que consiste en un modo de enfriamiento especial para raíles laminados en caliente de tipo pesado (40 kg/m lineal), que garantiza la eliminación del hidrógeno. o en la desgasificación al vacío del metal líquido del riel antes de la fundición. La norma de ferrocarriles del gobierno canadiense establece el contenido máximo permitido de hidrógeno en el acero evacuado.

El control de la tecnología de producción de acero para rieles en estado laminado en caliente se lleva a cabo determinando las propiedades mecánicas durante pruebas de tracción de muestras cortadas de la cabeza del riel y midiendo la dureza Brinell. En las pruebas de tracción, en la mayoría de los casos, se determinan la resistencia a la tracción temporal (resistencia a la tracción) y el alargamiento relativo, a veces, la contracción transversal relativa.

La macroestructura de los carriles laminados en caliente también se controla mediante una evaluación de calidad mediante escalas de macroestructura especialmente desarrolladas.

La calidad de los raíles también se evalúa por la ausencia o presencia de signos de destrucción de los tramos de raíl como consecuencia del impacto de una carga que cae. El peso de la carga que cae (generalmente 1000 kg), la altura de caída de la carga y la distancia entre los soportes sobre los cuales se instala la sección probada (muestra) del riel en posición horizontal se especifican según el tamaño estándar. del carril mediante una ecuación o una tabla especial contenida en la norma correspondiente. El impacto se realiza en el medio entre los soportes de la muestra del riel.

Las propiedades de los rieles reforzados térmicamente se evalúan en las normas mediante características mecánicas: cuando se prueban muestras de tracción cortadas de la cabeza del riel, resistencia al impacto a temperaturas ambiente y bajas (-40°C, -60°C) y dureza medida por Brinell, Rockwell , Vickers y Shora. También están estandarizadas la microestructura y la profundidad de la capa endurecida, que dependen tanto de la composición química del acero del riel, que determina el nivel de su templabilidad, como de la tecnología de tratamiento térmico.

3. Tecnología de producción de acero ferroviario.

En los convertidores de oxígeno de explosión superior y combinado, la desfosforización comienza desde los primeros minutos de la purga. Sin embargo, con un contenido de carbono de aproximadamente 0,6 - 0,9%, el contenido de fósforo en el metal se estabiliza o incluso aumenta ligeramente. Una mayor disminución de la concentración de fósforo se observa con un contenido de carbono significativamente menor. Por lo tanto, cuando el contenido de fósforo en el hierro fundido es alto y el soplado se detiene en el contenido de carbono de grado, la concentración de fósforo en el metal suele ser mayor que el contenido requerido en el acero.

Para obtener el contenido de fósforo requerido en el acero con alto contenido de carbono, que se funde con el cese del soplado al contenido de carbono de grado, se utiliza la renovación de escoria. Al mismo tiempo, disminuye la productividad de las plantas de fundición de acero y aumenta el consumo de materiales que forman escoria y de hierro fundido.

En diferentes plantas, el convertidor se vierte para drenar la escoria con un contenido de carbono del 1,2 al 2,5%. Cuando el contenido de fósforo en el hierro fundido es del 0,20 al 0,30%, la escoria se renueva dos veces con un contenido de carbono del 2,5 al 3,0% y del 1,3 al 1,5%. Después de descargar la escoria, se añade al convertidor cal recién quemada. El contenido de FeO en la escoria se mantiene entre el 12 y el 18% cambiando el nivel de la tobera sobre el baño. Para licuar la escoria, se añade fluorita durante el soplado en una cantidad del 5 al 10% en peso de cal. Estas medidas permiten obtener una concentración de fósforo de no más de 0,010 - 0,020% cuando se completa el soplado hasta el contenido de carbono de grado en el acero.

Durante el roscado, el metal se desoxida en un cazo con ferrosilicio y aluminio. En este caso, una operación obligatoria es el corte de la escoria del convertidor. Introducirlo en la cuchara conduce a la fosforización del metal durante la desoxidación y, especialmente, durante el procesamiento fuera del horno bajo escoria reductora para la desulfuración.

Soplar el metal en el convertidor hasta un bajo contenido de carbono permite su desfosforización profunda. En este sentido, se ha generalizado un poco la tecnología de fundición de acero para carriles y cordones en convertidores de oxígeno, que implica la oxidación del carbono al 0,03 - 0,07% y la posterior carburación del metal en una cuchara con coque de petróleo, antracita, etc. Esta tecnología requiere la disponibilidad de materiales limpios, impurezas y gases nocivos de los carburadores. Esto requiere una formación especial, cuya organización puede crear dificultades importantes.

Algunas empresas utilizan la tecnología de producción de acero para rieles y cables en convertidores de oxígeno fundiendo metal con bajo contenido de carbono y luego carburándolo con hierro fundido líquido, que se vierte en una cuchara de acero antes de liberar la masa fundida del convertidor. Su uso requiere la presencia de hierro fundido con un contenido de fósforo suficientemente puro. Para obtener el contenido de carbono en el acero dentro de los límites requeridos, la carburación final del metal desoxidado se realiza con carburadores sólidos durante el procesamiento al vacío.

Debido al bajo contenido de oxígeno en el acero para rieles con alto contenido de carbono, se puede obtener un alto grado de pureza para las inclusiones de óxido sin el uso de tipos relativamente complejos de procesamiento fuera del horno como el vacío o el procesamiento en el UKP. Normalmente, esto se consigue soplando el metal del cazo con un gas inerte. Al mismo tiempo, para evitar la oxidación secundaria del metal, la escoria de cuchara debe contener una cantidad mínima de óxidos de hierro y manganeso.

Para ello, al fundir acero de rieles en hornos de fundición de acero de arco, cuyo diseño no prevé una liberación de metal mediante ventana salediza, se recomienda llevar a cabo un período de recuperación de la fusión más corto. Para ello, una vez obtenido el contenido de fósforo requerido en el metal, se drena del horno la escoria del período de oxidación de la fundición. La desoxidación preliminar del acero se realiza con silicio y manganeso, que se introducen en el horno en forma de ferrosilicio y ferromanganeso o silicomanganeso. Luego se coloca nueva escoria en el horno, que se desoxida con coque molido o electrodos de chatarra y aluminio granulado antes de liberar la masa fundida. También es posible utilizar ferrosilicio en polvo para este fin. La desoxidación final del acero con silicio y aluminio se realiza en una cuchara durante el roscado. Después de ser liberado en la cuchara, el metal se purga con un gas inerte para su homogeneización y, principalmente, para eliminar las acumulaciones de Al2O3. Durante el funcionamiento de los rieles, las acumulaciones de Al2O3 provocan delaminación en la parte de trabajo del cabezal del riel. La consecuencia de la delaminación puede ser la separación completa de las placas peladas en la cabeza del riel y su falla prematura.

Una forma más eficaz de prevenir la formación de delaminaciones en el acero para carriles, fundido tanto en convertidores como en hornos de arco de fundición de acero, es modificar las inclusiones no metálicas tratando el acero con calcio. Por lo general, para este propósito se utiliza silicocalcio, que se introduce en el metal como parte de un alambre con núcleo fundente o se sopla en una corriente de argón a través de toberas sumergidas en la masa fundida.

4. Producción de acero para rieles mediante modificadores.

Los rieles fallan debido a defectos de origen por fatiga de contacto. En un solo turno, hasta el 50% de los carriles quedan fuera de servicio por estos defectos. La causa de la formación de defectos son las inclusiones no metálicas muy duras, como la alúmina (A12 O 3) y los aluminosilicatos, estiradas en líneas a lo largo de la dirección de laminación. En el metal fundido forman grupos que, durante el laminado, se aplastan y estiran, formando líneas cuya longitud puede alcanzar decenas de milímetros. El tamaño mismo de las inclusiones individuales de alúmina (corindón) también afecta la magnitud de las tensiones y deformaciones en los microvolúmenes de metal. Se ha demostrado que el mayor peligro en el acero para raíles son las inclusiones de corindón de 30 micras [I]. Según otros datos, las inclusiones lineales de corindón se vuelven peligrosas, ya que reducen las propiedades de fatiga en un valor de 7 a 100 micromicrones.

Por lo tanto, todo el trabajo en la producción de acero para rieles tiene como objetivo reducir tanto el tamaño de las inclusiones de ángulo agudo como encontrar soluciones para reducir la longitud de sus líneas en el metal laminado.

Hasta cierto punto, la contaminación del metal se puede reducir soplando el metal en la cuchara con un gas inerte, evacuando y usando (simultáneamente con el soplado) la introducción de escoria nueva con mezclas de escoria sólida con corte durante la liberación del metal del acero. unidad de fundición de escoria de horno [3]. Sin embargo, el problema se puede resolver de manera más fundamental mediante el uso de modificadores para el procesamiento de acero para raíles.

En NTMK, en las primeras etapas de los experimentos se utilizaron modificadores que contenían calcio y circonio. Al mismo tiempo, en fundiciones experimentales, al llenar una cuchara con metal (fundido de hogar abierto de 440 toneladas) hasta 1/5 de su altura, se introdujo en porciones FeSiCa (3,2 kg/tonelada), y luego SiZr en porciones. - 0,45 kg/tonelada. El suministro de ferroaleaciones se completó cuando se llenaron 2/3 del cucharón. Se descubrió que en el metal experimental no había longitudes de puntada de 4 mm, en el metal ordinario: más del 20% de las muestras tenían puntadas de 4 a 16 mm.

En el futuro, cuando se utilicen aleaciones complejas a base de silicocalcio con circonio y aluminio, el consumo será de 1,9 kg/t. La composición óptima del modificador utilizado es 6-7% Zr y 5-7% A1. Al mismo tiempo se pudo garantizar una resistencia al impacto de los carriles de al menos 0,25 Mg 7 / M 2 y no se encontraron líneas de longitud superior a 2 mm.

Los investigadores ucranianos han realizado pruebas de aleaciones maestras con Mg y Ti en la fundición de acero para carriles en convertidores y hornos de hogar abierto [b]. El uso de aleaciones con Mg, Ti y A1 (55-58% Si, 4-5% Mg, 4-7% Ti) para modificar el acero del carril en la cuchara permitió localizar defectos de contracción en la parte rentable del lingote. , para reducir la segregación de elementos en un 27-32 % para aumentar la resistencia al desgaste del metal, pero la longitud de las líneas de alúmina fue significativa, en promedio 5,3 mm. Después de utilizar aleaciones sin aluminio, fue posible reducir el número de inclusiones de alúmina y la longitud de las líneas. La adición de una aleación maestra compleja SmTi a una cuchara sin aditivo A1 aseguró una reducción en la prevalencia de rieles con defectos superficiales, principalmente en películas, entre un 5% y un 8%, y un aumento en el rendimiento de los rieles de grado 1 entre un 1,8% y un 4,5%. . La longitud de las líneas no alcanzó los 2 mm, la durabilidad operativa y la confiabilidad de los rieles experimentales fueron, respectivamente, entre un 20 y un 25% más altas que las de acero desoxidado con aluminio.

El siguiente intento de reducir la contaminación de los rieles con inclusiones de óxido fue el uso de una aleación que contenía alúmina de bario para modificar el acero. Al mismo tiempo, se logró una desoxidación más profunda del metal, un contenido total de oxígeno de 0,0036-0,006% a 0,0026% y una disminución de la anisotropía de las propiedades plásticas. El modificador se añadió al cucharón.

El cuarto grupo de intentos de mejorar la calidad del acero ferroviario está asociado con la aparición de vanadio en la composición de los modificadores utilizados para procesar metal líquido en un cucharón. Además, el metal está microaleado con vanadio (su contenido es de 0,005-0,01%) a partir de aleaciones que lo contienen (no se ha establecido el contenido de componentes en dichas aleaciones) y de hierro fundido natural aleado con vanadio. El mismo trabajo proporciona datos sobre la microaleación de metales que contienen vanadio con circonio. Con ello se consigue un aumento de la resistencia al contacto final de los carriles termoendurecidos en un 7,2% y una reducción de su desgaste en un 23%. Cabe señalar que los rieles hechos de acero desoxidado con una aleación maestra que contiene calcio y vanadio tienen la mayor confiabilidad y durabilidad.

La experiencia de utilizar ferroaleaciones complejas con vanadio y su adición a una cuchara en la producción de acero para rieles se describe en el trabajo realizado en la planta metalúrgica de Kuznetsk.

La microaleación en la cuchara, debido a procesos existentes y no regulados al introducir modificadores en la cuchara (oxidación del metal, temperatura, momento aditivo), es inestable, la absorción de componentes de las aleaciones que se oxidan fácilmente (magnesio, calcio, circonio, vanadio) es baja. y su consumo es de 3 -4 kg por tonelada, por lo que un grupo de investigadores de la planta Azovstal OJSC, al producir acero para rieles, cambió la modificación introduciendo alambre con una aleación KMKT (no se informa el contenido de los elementos).

Por tanto, existe el problema de aumentar la absorción de elementos fácilmente oxidables introducidos en el metal líquido en la composición de aleaciones complejas. Por lo tanto, el desarrollo y aplicación de nuevos métodos para introducir modificadores, en particular en la fundición, es de importancia actual.

Conclusión

La tecnología de producción de raíles ferroviarios utilizada en las plantas metalúrgicas nacionales garantiza la calidad y durabilidad requeridas del producto. Sin embargo, por varias razones, el acero para rieles en la Federación de Rusia se funde en hornos de hogar abierto, lo que limita las capacidades tecnológicas de los metalúrgicos para mejorar significativa y dramáticamente la calidad del acero utilizado para la producción de rieles.

El acero para rieles que contiene entre 0,60 y 0,80% de C y acero para cordones de composición similar se funde en convertidores de oxígeno y hornos de fundición de acero de arco. La tarea más difícil en la producción de estos grados de acero es obtener un bajo contenido de fósforo en el metal cuando se detiene el soplado en el grado de contenido de carbono.

En los hornos de fundición de acero de arco, el acero para carriles y cordones se funde utilizando tecnología convencional, utilizando medidas para la eliminación intensiva de fósforo del metal: añadiendo mineral de hierro a la carga y al comienzo de un corto período de oxidación con eliminación continua de escoria y su renovación con aditivos de cal. En este caso, también se deben tomar medidas para evitar que la escoria del horno entre en la cuchara de vertido de acero.

La Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC) ha desarrollado la norma internacional UIC 860 sobre la calidad y los métodos de fabricación de aceros para rieles y las condiciones para la aceptación de rieles de diferentes categorías de peso, sin tratamiento térmico, fabricados con aceros ordinarios y resistentes al desgaste. . Las propiedades de los aceros para raíles están determinadas principalmente por el contenido de carbono. Se tomó como base para determinar los análogos de los aceros en diversas normas.

El acero para rieles debe tener alta resistencia, resistencia al desgaste y no tener concentrados de tensiones locales de origen metalúrgico. En el tercio medio del ancho de la suela y en el plano superior de la cabeza, se permite un simple pelado suave de bolsillos, muescas y rayones con una profundidad de hasta 0,5 mm y, en otros lugares, hasta 1 mm.

Lista de fuentes utilizadas

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3) Simonyan, L.M. Metalurgia de aceros especiales. Teoría y tecnología de la electrometalurgia especial: un curso de conferencias [Texto]. / L.M. Simonyan, A.E. Semin, A.I. Kochetov. - M.: MISIS, 2007. - 180 p.

4) Kudrin, V.A. Teoría y tecnología de la producción de acero: libro de texto para universidades. - M.: “Mir”, LLC “Editorial ACT”, 2003.- 528 p.

5) Goldstein, MI. Aceros especiales: libro de texto para universidades [Texto] / M.I. Goldstein, Grachev S.V., Veksler Yu.G. - M.: Metalurgia, 1985. - 408 p.

6) Paderín, S.N. Teoría y cálculos de sistemas y procesos metalúrgicos [Texto]. / S.N. Paderín, V.V. Filippov. - M.: MISIS, 2002. - 334 p.

7) Bratkovsky, E.V., Electrometalurgia del acero y electrometalurgia especial [Texto] / E.V. Bratkovsky, A.V. Zavodyany.- Novotroitsk: NF MISiS, 2008.

8) Kudrin, V.A. Teoría y tecnología de la producción de acero: un libro de texto para universidades [Texto] / Yu.V. Kryakovsky, A.G. Shalímov. - M.: "Mir", LLC "Editorial AST", 2003. - 528 p.

9) Voskoboynikov, V.G. Metalurgia general: libro de texto para universidades [Texto] / V.G. Kudrin, A.M. Yakushev. - M.: ICC "Akademkniga", 2002. - 768 p.

10) Alperovich, M.E. La refundición por arco al vacío y su eficiencia económica / M.E. Alperovich. - M.: Metalurgia, 1979. - 235 p.

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La base de la red ferroviaria rusa son los carriles P 65, estructuras lineales de sección transversal en forma de I, que sirven para absorber las cargas del material rodante, su "procesamiento" elástico y su posterior transferencia al soporte, las traviesas. Las características de estas "vigas de acero" están reguladas por GOST R 8161-75. Establece el diseño y dimensiones de carriles y barras de carril templados y no templados del tipo P65.

Rieles R 65

Cualquier riel está diseñado para resolver varios problemas. En primer lugar, perciben y transmiten la carga del tren. Esto es necesario para mantener la durabilidad tanto de la subrasante como de las ruedas. En segundo lugar, determinan la dirección del movimiento del material rodante. Y finalmente, crean una plataforma con la menor resistencia para que rueden las ruedas. La superficie de contacto de los elementos de trabajo es de varios centímetros (3-5 según la clase de vía).

El ámbito de aplicación de las estructuras lineales presentadas es bastante amplio. Así, los carriles P 65, así como los P50 y P75, se utilizan para el tendido de vías seccionales y continuas de ancho ancho. También se utilizan para crear desvíos. En este último caso se utilizan productos lineales con perfil modificado (RK65).

Elementos ferroviarios

Los rieles P65, como cualquier otro tipo, no pueden denominarse vigas en I ordinarias.

Los expertos identifican varias piezas convencionales en su diseño:

1. Cabeza: su forma garantiza una adherencia fiable de la rueda del material rodante al propio carril.
2. Cuello: resiste cargas de flexión y también las transfiere al soporte.
3. Suela: garantiza la estabilidad de toda la estructura lineal, distribuye la tensión por toda la superficie de la durmiente. Consta de bolígrafo derecho e izquierdo.

Además, dentro de la barandilla se distinguen dos zonas, situadas en los lados izquierdo y derecho del cuello y que ocupan el espacio desde el borde inferior de la cabeza hasta la parte media de la planta. Estos son los llamados senos izquierdo y derecho. Contienen revestimientos en forma de cuña que unen los carriles P 65 en algunos tramos de la vía.

Dimensiones del carril P65

Pocas personas se han preguntado por qué el carril P 65 tiene esta forma tan particular. Mientras tanto, cada radio de curvatura, área de nivel y pendiente se seleccionaron especialmente experimentalmente o mediante cálculos para crear las condiciones óptimas para la interacción con el material rodante.

La mayoría de nosotros sabemos que el carril P 65 pesa 65 kg, lo cual en realidad no es cierto. El peso exacto de un metro lineal es de 64,72 kg. Otros parámetros tienen el siguiente significado:

• el radio del cabezal (R500) asegura el centrado de la carga, es decir, obliga al eje longitudinal de la rueda a coincidir con el eje del carril;
• El R80 crea una transición suave al R15, lo que crea un contacto estrecho con la brida de la rueda;
• la pendiente de la cabeza de 1:20 corresponde a la pendiente de la pestaña de la rueda, que es necesaria para acoplarse con la pestaña de la rueda;
• el borde afilado de la cabeza se redondea con un radio de R3, lo que se hace para eliminar los concentradores de tensiones;
• se introducen los radios de transición R15 y R370 para garantizar un acoplamiento suave de la cabeza y el cuello y eliminar áreas con tensiones peligrosas;
• el radio de transición R400 en la base del cuello es necesario para una transferencia suave de la carga a la suela;
• las pendientes del borde superior de la suela y la parte inferior de la cabeza son iguales (1:4), lo cual es necesario para instalar almohadillas en forma de cuña, que al mismo tiempo actúan como espaciador.

El carril P 65 está sometido cada día a cargas colosales y no se puede subestimar su peso en la industria rusa. Pero si no fuera por su diseño especial, no podría realizar su tarea, se deformaría rápidamente y sería necesario reemplazarlo.

Riel de acero

Todos los carriles ferroviarios (R 65, RK65, R75, R50) están fabricados exclusivamente de acero para carriles. Se caracteriza por una alta resistencia a la flexión, dureza y resistencia al desgaste, que se logra mediante un alto contenido de carbono (0,82%) y la adición de aditivos de aleación: manganeso, vanadio, circonio, silicio, titanio.

M76VT es el principal grado de acero utilizado en la producción de amarres para rieles. Dependiendo del método de producción, puede ser del primer grupo (fundido exclusivamente en hornos de hogar abierto) o del segundo grupo. Una "pieza en bruto" fundida o laminada se somete a una compleja etapa de tratamiento térmico de varias etapas. Esta es en gran parte la razón por la que el precio del carril P 65 se encuentra en un nivel tan alto: desde 50 mil rublos por tonelada.