Șinele sunt produse din fier profilat sub formă de benzi, fixate cu grinzi și destinate deplasării materialului rulant al căilor ferate și metroului, tramvaielor, trenurilor și cărucioarelor de transport minier și monorai, și în general oricăror structuri mobile, rotitoare și rotative.

Șine - părți ale structurii superioare a drumului, așezate pe suporturi și fixate pe acestea și între ele formează o cale ferată. Șinele preiau direct presiunea roților materialului rulant.

Reprezentăm șine de cale ferată fabricate de Uzina metalurgică Novokuznetsk cu următoarele nume:

Șine de cale ferată - șine destinate legăturii și liniilor fără îmbinări ale căilor ferate și pentru fabricarea cotelor, sunt produse în conformitate cu GOST R 51685-2000.

Șinele sunt împărțite în tipuri: P50, P65 (pentru firele exterioare ale secțiunilor curbe ale drumului, GOST 8161-75) și P75.

Șinele de cale ferată sunt fabricate din oțel de calitate K78HSF, E76, E78HSF, M76F, K76F, E76F, K76T, M76T, E76T, M76, K76.

Schema de desemnare a șinei: tipul șinei, grupa de calitate, calitatea oțelului, lungimea șinei, prezența găurilor pentru șuruburi, desemnarea acestui standard.

Șine pentru șine industriale de tip feroviar - șinele cu ecartament larg destinate șinelor de cale ferată și covoarelor întreprinderilor industriale sunt produse în conformitate cu GOST R 51045-97 și sunt împărțite în 3 tipuri: PP50, RP65 și RP75.

Șinele de acest tip sunt fabricate din oțel carbon de gradul 76 și oțel special microaliat cu carbon din clasele 76T, 76F și 76Ts.

Schema de desemnare a șinei: tip șină, lungime șine, caneluri pentru șuruburi (2 - la ambele capete, 0 - fără găuri), întărire șine (T - întărită la căldură, H - neîntărită la căldură), calitate de oțel, desemnare standard.

Șinele feroviare cu ecartament larg din oțel cu vatră deschisă - șinele feroviare cu ecartament larg de tipurile P75, P65 și P50 din oțel cu vatră deschisă sunt fabricate în conformitate cu GOST 24182-80. Designul și dimensiunile șinelor sunt luate în considerare în conformitate cu GOST 7174-75, GOST 8161-75 și GOST 16210-77.

Sunt produse șine din 2 grupuri de precizie:

Grupa 1: șinele sunt realizate din oțel calm cu focar deschis, dezoxidat cu dezoxidanți complecși fără utilizarea aluminiului. Astfel de șine sunt marcate cu albastru.

Șinele R75, R65 sunt obținute din oțel M76V, M76T, M76VT, M76Ts;

Șine R50 - din oțel M74T, M74Ts.

Grupa 2: șinele sunt realizate din oțel calm cu focar deschis, dezoxidat cu aluminiu sau, așa cum este adesea numit, aliaj mangan-aluminiu. Astfel de șine sunt marcate cu marcaje albe.

Pentru fabricarea șinelor R75 se folosește oțel R65 M76;

Pentru șinele R50 se folosește oțel M74.

Lungimea șinelor este de 24,92; 24,84; 12,42; 12,46 metri.

Șine de cale ferată, tratate termic prin întărire în vrac în ulei - șine P50, P65, P75 din oțel cu focar ridicat de carbon. Astfel de șine sunt supuse unui tratament termic în conformitate cu GOST 18267-82 pe toată lungimea prin călire în vrac în ulei, urmată de călire în cuptor. Gama și compoziția chimică a unor astfel de șine sunt specificate în GOST 24182-80.

Șinele întărite sunt împărțite în clasa întâi și a doua. Sinele clasei I sunt împărțite în șine din prima grupă de 1 și 2 clase și a doua grupă de 1 și 2 clase. Șinele sunt sortate în grupuri și grade conform GOST 24182-80.

Pe baza materialelor de pe site-ul http://www.corunamet.ru/produkcia/relsi/

Invenţia se referă la domeniul metalurgiei feroase, respectiv producţia de oţel utilizat pentru fabricarea şinelor feroviare. Oțelul conține carbon, mangan, siliciu, vanadiu, aluminiu, crom, nichel, azot, fier și impurități în următorul raport, % în greutate: carbon 0,77-0,84, mangan 0,90-0,95, siliciu 0,20-0,35, vanadiu 0,06 -0,10, aluminiu nu mai mult de 0,004, azot 0,010-0,018, crom nu mai mult de 0,15, nichel nu mai mult de 0,15, fier și alte impurități. Ca impurități, oțelul conține, în % în greutate: sulf nu mai mult de 0,015, fosfor nu mai mult de 0,020, cupru nu mai mult de 0,20 și oxigen nu mai mult de 0,0018. Proprietățile de rezistență ale oțelului, ductilitatea și rezistența la frig sunt crescute datorită formării unei structuri dispersate de sorbitol de întărire și creșterii purității oțelului pentru incluziunile nemetalice. 2 filă.

Invenţia se referă la metalurgia feroasă, în special la producţia de oţel pentru producerea şinelor de cale ferată.

Oțel perlitic șină cunoscut care conține 0,71-0,82% C; 0,75-1,05% Mn; 0,25-0,60% Si; 0,05-0,15% V; nu mai mult de 0,025% P; nu mai mult de 0,030% S; nu mai mult de 0,02% A1.

Crearea șinelor de înaltă rezistență, cu o rezistență la tracțiune de peste 1300 N / mm 2 și o alungire relativă de cel puțin 12,0%, având o fiabilitate în funcționare sporită și o rezistență ridicată la formarea de defecte, sugerează o structură perlitică uniformă, care poate să fie asigurată prin călire în vrac în ulei la intervalul larg specificat de concentrații chimice.elementele este dificilă.

Oțel cunoscut având următoarea compoziție chimică (% în greutate):

0,65-0,8 C; 0,18-0,40 Si; 0,6-1,2 Mn; 0,001-0,01 Zr; 0,005-0,04 A1; 0,004-0,011 N un element din grupul care conţine Ca şi Mg 0,0005-0,015; 0,004-0,040 Nb; 0,05-0,3; Fe - oct..

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

Dezavantajele semnificative ale acestor oțeluri sunt rezistența scăzută la impact și rezistența la frig, fiabilitatea redusă și stabilitatea operațională.

În oțel, acest lucru este determinat de absența vanadiului și a conținutului scăzut de azot. Are un bob de austenită relativ mare (punctele 7-8). Conținutul ridicat de aluminiu din acesta duce la contaminarea acestuia cu incluziuni grosiere de alumină, care reduc semnificativ rezistența la oboseală de contact a șinelor.

Aceste dezavantaje ale oțelului sunt asociate cu prezența titanului în el, conținut scăzut de vanadiu și azot. Formate în oțel lichid în timpul răcirii sale, carbonitrurile de titan reduc drastic rezistența la impact și rezistența la rupere fragilă a șinelor.

Conținutul relativ scăzut de vanadiu și azot nu asigură formarea cantității necesare de nitruri de aluminiu și carbonitruri de vanadiu necesare pentru măcinarea boabelor de austenită și simultan îmbunătățirea proprietăților de rezistență și rezistență la rece a oțelului. Granulele austenitice din acest oțel sunt relativ mari și se ridică la 7-8 puncte.

Oțel cunoscut care conține 0,65-0,89% C; 0,18-0,65% Si; 0,6-1,2% Mn; 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; carbonitruri de vanadiu 0,005-0,08%; în timp ce Ca și A1 sunt în raportul 1:(4-13); e este restul.

Dezavantajele semnificative ale oțelului sunt rezistența scăzută la impact, susceptibilitatea crescută la rupere fragilă și durata de viață redusă, care se datorează prezenței titanului în oțel, conținutului scăzut de vanadiu și concentrației mari de aluminiu. Carbonitrurile de titan rezultate reduc semnificativ rezistența la impact și rezistența la rupere fragilă.

O concentrație scăzută de vanadiu nu asigură formarea cantității necesare de carbonitruri de vanadiu, care este necesară pentru rafinarea suplimentară a cerealelor și o creștere a proprietăților de rezistență și rezistență la rece a oțelului.

Utilizarea unei cantități mari de aluminiu pentru dezoxidarea oțelului împreună cu calciul duce la contaminarea acestuia cu acumulări de aluminați de calciu bogati în alumină, care reduc rezistența la oboseala de contact.

Prezența sulfului și a fosforului în oțel în cantități mari duce la o creștere a fragilității roșii și, respectiv, la rece a oțelului.

Cunoscut selectat ca un prototip de oțel care conține (% în greutate: 0,78-0,88 C; 0,75-1,05 Mn; 0,25-0,45 Si; 0,03-0,15V; nu mai mult de 0,02 Al; nu mai mult de 0,020 R; nu mai mult de 0,015 S.

Șinele din oțel E83F sunt supuse călirii în vrac în ulei la temperatură scăzută și revenirii ulterioare.

Dezavantajele semnificative ale oțelului sunt tendința crescută de rupere fragilă.

Rezultatul tehnic dorit al invenției este formarea unei structuri dispersate de sorbitol de întărire, o creștere a proprietăților de rezistență, ductilitate, rezistență la frig, curățenia oțelului pentru incluziuni nemetalice.

Pentru a realiza acest lucru, oțelul care conține carbon, mangan, siliciu, vanadiu, aluminiu, conține în plus crom, nichel, azot în următorul raport de componente (% în greutate):

În plus, cantitatea de impurități din compoziția sa este limitată suplimentar în următorul raport (% în greutate):

Compoziția chimică revendicată este selectată pe baza următoarelor condiții. Conținutul de carbon selectat asigură, în timpul călirii volumetrice, o structură omogenă a sorbitolului de întărire cu o rezistență la tracțiune mai mare de 1300 N/mm2, o alungire relativă de peste 0,12% și o îngustare de peste 35%.

Șinele din oțel care conțin mai mult de 0,84% C au o rezistență redusă la impact la minus 60 ° C (0,15 MJ / m 2). Introducerea Mn, V, Cr este, de asemenea, asociată cu necesitatea creșterii tenacității și rezistenței la uzură a oțelului la contactul de lucru roată-șină.

Raportul selectat de Mn, Si, Ni, Cr în oțel care conține 0,77-0,84% C asigură o scădere a temperaturii de transformare a austenitei și o structură mai dispersată a sorbitului de întărire.

Reducerea conținutului de mangan în comparație cu prototipul datorită introducerii oțelului în cantități suficiente de crom pentru a crește întăribilitatea și rezistența la uzură. În același timp, concentrațiile revendicate de Ni și Cr exclud formarea de bainită superioară în microstructură, care nu este permisă în partea de lucru a capului șinei. Cu toate acestea, la un conținut de carbon de 0,77–0,84% și o concentrație mare de mangan (>0,95%), se observă zone de bainită superioară în structura șinelor întărite la căldură.

Ca urmare, conținutul revendicat de Mn, Si, Cr, Ni asigură reducerea necesară a temperaturii de transformare a austenitei și formarea unei structuri de sorbit de întărire dispersat, care are proprietăți mecanice, duritate și rezistență la uzură mai ridicate.

Efectul pozitiv al micilor adaosuri de crom este că acesta, prin formarea de carburi, crește rezistența la uzură. În prezența cromului, capacitatea Mn și V de a restrânge creșterea boabelor de austenită crește.

Introducerea nichelului în limitele revendicate asigură, alături de aluminiu și vanadiu, obținerea unei rezistențe garantate la impact a oțelului la temperaturi pozitive și negative. Conținutul său de până la 0,15% are un efect pozitiv asupra rezistenței la impact, iar la o concentrație mai mare de 0,15%, este posibil să se obțină o structură superioară de bainită inacceptabilă în șine.

Utilizarea vanadiului în oțel se datorează faptului că, la fel ca Cr și Mn, crește solubilitatea azotului în metal, legându-l în compuși chimici puternici (nitruri, carbonitruri de vanadiu), care rafinează boabele austenitei și reduc tendința acestuia. să crească la încălzire.

Introducerea V, N în limitele revendicate în oțel duce la o rafinare a granulului de austenită la punctele 9-12 și la o scădere a tendinței sale de creștere la încălzire datorită formării particulelor dispersate de carbonitruri de vanadiu, la o creștere a proprietăți de rezistență și tenacitate și rezistență la rupere fragilă (rezistență la frig). Cu toate acestea, fără utilizarea azotului, vanadiul în concentrații mari (>0,1%) reduce rezistența la impact și crește fragilitatea la rece a oțelului. Vanadiul crește limita de anduranță, îmbunătățește sudabilitatea.

În oțelul care conține cel puțin 0,010% N, concentrația optimă de vanadiu este de 0,06-0,10%. Limita inferioară a conținutului de vanadiu din oțel a fost aleasă deoarece acesta începe să măcine boabele la o concentrație mai mare de 0,06%. Limita superioară a conținutului de vanadiu se stabilește pe baza faptului că, odată cu creșterea concentrației sale peste 0,10%, fracția relativă de azot din carbonitrură de vanadiu scade, se formează carbonitrură, similară ca compoziție cu carbura de vanadiu, care reduce rezistența la impact.

Concentrația de azot mai mică de 0,010% în oțelul care conține mai puțin de 0,06% vanadiu nu asigură nivelul necesar de proprietăți de rezistență, rezistență la impact la minus 60°C și rafinarea granulelor de austenită. Odată cu creșterea conținutului de vanadiu și azot în oțel până la limitele revendicate, cantitatea de carbonitruri din acesta crește, oferind o creștere a proprietăților de rezistență și rezistență la frig. Cu toate acestea, cu o creștere a azotului de peste 0,018%, sunt posibile cazuri de segregare pete și „fierberea azotului” (bule în oțel).

Limitarea conținutului de cupru, sulf și fosfor se alege pentru a îmbunătăți calitatea suprafeței și a crește ductilitatea și tenacitatea oțelului. În plus, concentrația de sulf determină fragilitatea roșie, fosforul - fragilitatea la rece a oțelului.

Compoziția chimică revendicată a oțelului șinelor oferă șine de trestie de înaltă rezistență, rezistente la uzură și rezistente la frig, cu rezistență crescută la oboseala de contact în timpul călirii în vrac în ulei, urmată de revenire.

Oțelul din compoziția revendicată (tabelul 1) a fost topit într-un cuptor cu arc electric de 100 de tone DSP-100 I7 și turnat într-un CCM. Semifabricatele rezultate au fost încălzite și laminate conform tehnologiei convenționale pe șine de tip P65, care au fost stinse în ulei de la o temperatură de 800-820°C și revenite la 460°C. Datele din tabelul 2 arată că proprietățile mecanice, duritatea șinelor întărite în volum ale oțelului revendicat sunt semnificativ mai mari decât șinele din oțel E83F. Compoziția chimică revendicată a oțelului șinelor oferă, de asemenea, un nivel ridicat de proprietăți plastice și rezistență ridicată la rupere fragilă (KCU-60°C≥0,2 MJ/m2). Creșterea durității, rezistenței, proprietăților plastice și de vâscozitate ale șinelor crește rezistența la uzură și la frig, rezistența la oboseală de contact și fiabilitatea în funcționare.

Lista surselor luate în considerare la examen

1. GOST R 51685-2000 "Șine feroviare. Specificații generale".

2. A.s. URSS Nr 1435650, clasa M.. С22С 38/16, 1987

3. A.s. URSS Nr 1239164, clasa M.. С22С 38/16, 1984

4. Brevet RF nr. 1633008, clasa M. С22С 38/16, 1989

5. TU 0921-125-01124328-2001 „Șine feroviare cu rezistență crescută la uzură și rezistență la contact”.

tabelul 1
Compoziția chimică a oțelului
Compus	Fracția de masă a elementelor, %
CU	Mn	Si	V	A1	Cr	Ni	Cu	S	R	N 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
Prototip TU-0921-01124328-2001 Oțel E83F	0,78-0,88	0,75-1,05	0,25-0,45	0,03-0,15	nu mai mult de 0,02	≤0,15	≤0,15	≤0,20	≤0,025	≤0,25	-	-

masa 2
Proprietățile mecanice ale șinelor
Opțiune	σt	σB	δ5	ψ	Duritate	KCU, J/cm2 la temperatură, °С
N/mm2	%	HB10	HB22	NVsh	HBpod	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
prototip	880	1274	7	26	≥352	≥341	≤401	≤401	≥363	0,2	0,15
Notă: HBpkg - duritate pe suprafața benzii de rulare a capului șinei;
HB10, HB22 - duritate la o distanță de 10, respectiv 22 mm;
НВш - duritate în gât;
HBpod - duritate în talpă.

Oțel pentru șine care conține carbon, mangan, siliciu, vanadiu, aluminiu și fier, caracterizat prin aceea că conține în plus crom, nichel, azot în următorul raport, % în greutate:

în același timp, cantitatea de impurități din acesta este limitată suplimentar la
următorul raport, % în greutate:

Brevete similare:

Invenția se referă la domeniul metalurgiei și, în special, la oțelurile de turnare structurală utilizate în diverse industrii, inclusiv în industria auto la fabricarea de piese turnate de mari dimensiuni pentru autobasculantele miniere cu sarcină utilă extra grea, care funcționează sub sarcini de șoc crescute și în conditii climatice extreme.

Invenția se referă la domeniul metalurgiei, și în special la compoziții de oțel care pot fi utilizate pentru fabricarea de piese de mașini și echipamente care funcționează în condiții dificile, în special pentru laminarea rolelor morilor de țevi de sudură electrice.

Invenția se referă la domeniul metalurgiei și poate fi utilizată la fabricarea structurilor sudate din produse laminate în două straturi, care funcționează timp îndelungat la temperaturi negative în condiții de intense efecte mecanice, de coroziune și eroziune ale câmpurilor de gheață puternice. și apă de mare, în special, corpurile spărgătoarelor de gheață nucleare, navelor de transport cu gheață, platformelor marine fixe și plutitoare rezistente la gheață pentru producția de hidrocarburi pe platforma arctică.

Invenția se referă la domeniul metalurgiei și în special la producția de secțiuni mari laminate la cald și oțel profilat din oțel slab aliat cu emisii reduse de carbon. Oțelul conține componente în următorul raport, % în greutate: carbon 0,08-0,12, mangan 1,30-1,80, siliciu de la mai mult de 0,50 la 0,80, fosfor până la 0,030, sulf de la mai mult de 0,01 până la nu mai mult de 0,030, crom în sus până la 0,3, nichel până la 0,3, cupru până la 0,3, aluminiu mai mult de 0,01, vanadiu 0,05-0,10, calciu 0,0001-0,005, azot până la 0,008 și rest de fier. Valoarea necesară a limitei de curgere de 345 N/mm2 este asigurată la fabricarea de bare și forme mari laminate la cald fără utilizarea unui sistem de răcire accelerată după laminare. 1 av.

Invenţia se referă la domeniul metalurgiei, şi anume la oţelul utilizat pentru fabricarea pieselor pentru scule aşchietoare. Oțelul conține, în % în greutate: de la 0,28 la 0,5 C, de la 0,10 la 1,5 Si, de la 1,0 la 2,0 Mn, maxim 0,2 S, de la 1,5 la 4 Cr, 3,0 la 5 Ni, 0,7 la 1,0 Mo, 0,6 la 1,0 V, urme până la un conținut maxim total de 0,4% în greutate. metale pământuri rare, restul este în esență doar fier și impurități. După recoacere de înmuiere, oţelul are o matrice cuprinzând martensită supraînvechită care conţine până la aproximativ 5% în volum de carburi substanţial rotunde, distribuite uniform, matricea fiind substanţial lipsită de carburi limită de granule. Oțelul are o prelucrabilitate îmbunătățită, rezistență la uzură și întărire. 7 n. și 15 z.p. f-ly, 21 ill., 6 tab.

Invenția se referă la domeniul metalurgiei, mai precis la producția de laminare, și poate fi utilizată pentru a obține benzi sudabile de categoria de rezistență X100 conform API 5L-04 utilizate în construcția conductelor de petrol și gaze de înaltă presiune. Rezultatul tehnic este de a crește proprietățile de rezistență ale benzilor, asigurând în același timp că proporția componentei fibroase în fractura probei nu este mai mică de 90%. Pentru a obține rezultatul tehnic, după topirea oțelului, se obțin plăci turnate continuu, încălzite la temperatura de austenitizare, se efectuează degroșare în mai multe treceri și laminare de finisare cu o temperatură controlată de final de laminare, iar benzile sunt răcite cu apă; se efectuează cu reduceri relative pe trecere de 8-25% și temperatură de final de laminare egală cu 740-790°C, după care benzile sunt răcite cu o viteză de cel puțin 17°C/s. Oțelul este topit cu următoarea compoziție chimică, % în greutate: 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, 0,3-0,3 Ni, 0,15-0,3 0,30 Cr, 0,002-0,009 N, nu mai mult de 0,20 V, restul Fe. 2 filă.

Invenţia se referă la domeniul metalurgiei, şi anume la oţelurile de structură de înaltă rezistenţă, călite în principal în aer, utilizate la fabricarea pieselor de caroserie axisimetrice. Oțelul conține carbon, siliciu, crom, mangan, nichel, molibden, vanadiu, cupru, sulf, fosfor, fier și impurități inevitabile în următorul raport, % în greutate: carbon 0,18 - 0,24, mangan 1,0 - 1,5, siliciu 0,20 - 0,40, sulf nu mai mult de 0,010, fosfor nu mai mult de 0,015, crom de la mai mult de 3,00 la 3,20, nichel 0,90 - 1,20, molibden 0,50 - 0,70 , vanadiu 0,10 - 0,10 - 0,520 inevitabil, impurități inevitabile, cupru - 0,520 inevitabil. odihnă. După tratamentul termomecanic, oțelul are o ductilitate ridicată, ceea ce face posibilă deformarea lui prin metoda trafilării rotative în stare rece cu grade de deformare de 50-70% și asigurând proprietăți mecanice în stare călit peste 155 kgf/mm2 cu o alungire relativă de cel puțin 7%. 3 tab., 2 pr.

Invenţia se referă la domeniul metalurgiei, şi anume la oţeluri de înaltă rezistenţă, aliate complexe structurale, călite în aer, şi pot fi utilizate la producerea de piese axisimetrice care funcţionează sub presiune. Oțelul conține, în % în greutate: carbon de la 0,18 la mai puțin de 0,2, mangan 1,00-1,3, siliciu 0,20-0,40, sulf nu mai mult de 0,010, fosfor nu mai mult de 0,015, crom 2, 90-3,20, cupru nu mai mult de 0,00. , nichel 2,20-2,50, molibden 0,70-0,90, vanadiu de la 0,15 la mai puțin de 0,20, fier și impurități inevitabile restul. După stingerea în aer și tratamentul termomecanic, rezistența la tracțiune σB este de cel puțin 170 kgf/mm2, iar alungirea relativă δ5 este de cel puțin 6%. 1 fil., 5 fil., 1 ex.

Invenția se referă la domeniul metalurgiei, și anume la o tablă de oțel de înaltă rezistență, având un raport dintre limita de curgere și rezistența la tracțiune de 0,6 sau mai mult. Tabla este realizată din oțel cu următoarea compoziție, în % în greutate: 0,03-0,20% C, 1,0% sau mai puțin Si, de la mai mult de 1,5 până la 3,0% Mn, 0,10% sau mai puțin P, 0,05% sau mai puțin S, 0,10 % sau mai puțin Al, 0,010% sau mai puțin N, unul sau mai multe tipuri de elemente alese dintre Ti, Nb și V, al căror conținut total este 0,010-1,000%, 0,001-0,01 Ta, restul Fe și impurități inevitabile. Structura foii include ferită și o fază secundară care include martensită. Raportul de suprafață al feritei este de 50% sau mai mult, iar dimensiunea medie a granulelor de cristal este de 18 µm sau mai puțin. Fracția de suprafață a martensitei în faza secundară este de la 1 la mai puțin de 7%. Oferă rezistența și formabilitatea necesare, reducând în același timp greutatea foii. 12 n. și 8 z.p. f-ly, 6 tab., 1 ex.

Invenția se referă la domeniul metalurgiei feroase, și anume producția de oțel utilizat pentru fabricarea șinelor feroviare.

OȚELE SINE

În URSS, tipurile grele de șine (P75, P65 și P50, cu lungimea de 25 m) sunt fabricate din oțel cu conținut ridicat de carbon, cu un conținut ridicat de mangan (Tabelul 36.1). Acest conținut de carbon este tipic pentru oțelul pentru șine în SUA și Canada. În alte țări, este ceva mai scăzut, de exemplu, în Anglia 0,50-0,60%, în Japonia 0,60-0,75%, în Germania 0,40-0,60% cu un conținut crescut de mangan (până la 1,2-1,3%). În străinătate, oțelul șinelor este topit în cuptoare cu vatră deschisă (SUA, Canada), convertoare de oxigen (Japonia, Germania, Anglia), cuptoare electrice (Germania), convertoare Thomas (Franța). Când oțelul șinelor este topit în convertoare, calitatea șinelor scade din cauza conținutului crescut de impurități nocive (până la 0,07% P și 0,06% S).

De-a lungul anilor, îmbunătățirea compoziției chimice a oțelului pentru șine a avut loc în următoarele domenii principale:

1. Reducerea conținutului de impurități nocive (sulf, fosfor, oxigen, hidrogen) din oțelul șinelor pentru a îmbunătăți puritatea și calitatea metalurgică a acestuia.

2. Creșterea conținutului de carbon din oțel pentru a elimina componenta moale din structura sa - ferita și creșterea cantității de particule solide din a doua fază - cementită, care face parte din perlitul lamelar subțire. Odată cu o creștere a conținutului de oțel pentru șine de la 0,5 la 0,8% C, rezistența acestuia, rezistența la uzură și rezistența la strivire au crescut semnificativ.

Tabelul 36.1

3. Aliarea oțelului pentru șine, adică creșterea conținutului în acesta cu mai mult de 1,0% Mn, mai mult de 0,4% Si și introducerea de elemente precum Cr, Ni, Mo, V, Nb, Ti etc. în compoziția sa Aceasta include, de asemenea, încercări de a crește gama de proprietăți ale oțelului șinelor prin modificare și microaliere, care se reduce la adăugarea unei cantități mici de elemente precum Mg, B, Ce și elemente de pământuri rare.

Conținutul de carbon din oțelul șinelor a fost acum adus la nivelul eutectoid, deasupra căruia se formează cementită liberă din punct de vedere structural. Una dintre domeniile promițătoare de modificare a oțelului șinelor este creșterea limitei superioare admisibile a conținutului de carbon din oțelul șinelor la 0,85-0,87% fără a separa cementitul liber structural.

Cele mai bune opțiuni pentru șinele din oțel slab aliat netratate termic au făcut posibilă creșterea duratei de viață a acestora pe căile ferate interne cu cel mult 25%.

În stare laminată la cald (temperatura de sfârșit de laminare 1000-1050°C), dimensiunea granulelor din oțel șinelor corespunde la 2-3 puncte conform GOST 5639-65, după întărire (temperatura de încălzire 830-850°C) corespunde 7-8 puncte. Structura oțelului șinelor în stare laminată la cald este o perlit lamelar fin asemănător sorbitului, uneori cu precipitate de ferită fine separate. Călibilitatea oțelului șinelor este scăzută: atunci când este determinată de metoda de întărire finală (GOST 5657-69), este de 4-6 mm.

În URSS, oțelul feroviar este topit în principal în cuptoare grele cu vatră deschisă, cu o capacitate de 380-450 de tone, la Fabrica de Siderurgie Kuznetsk (KMK), Fabrica de Siderurgie Nizhny Tagil (NTMK) și Uzina Azovstal. Parțial, se topește în convertoare Bessemer la Uzina Metalurgică Nipru. Dzerjinski (DMZ). În fig. 36.3. Din aceasta se poate observa că la producerea șinelor de cale ferată se folosesc trei tipuri de tratament termic: tratament termic anti-fulgi; întărirea termică a capetelor; întărire termică pe toată lungimea.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

• Introducere
• 1. Caracteristici generale ale oțelurilor șinei
• 2. Compoziția chimică și cerințele de calitate ale oțelului șinelor
• 3. Tehnologie pentru producerea oțelurilor pentru șine
• 4. Producția de oțel pentru șine folosind modificatori
• Concluzie
• Lista surselor utilizate

Introducere

Oțelul șinelor este un oțel aliat cu carbon care este aliat cu siliciu și mangan. Carbonul oferă oțelului caracteristici precum duritatea și rezistența la uzură. Manganul crește aceste calități și crește vâscozitatea. De asemenea, siliciul face oțelul șinelor mai dur și mai rezistent la uzură. Oțelul șinelor poate deveni și mai bun cu ajutorul aditivilor de microaliere: vanadiu, titan și zirconiu.

O gamă largă de cerințe pentru calitatea șinelor feroviare în acest sens necesită îmbunătățirea proceselor tehnologice, dezvoltarea, testarea și implementarea de noi tehnologii și utilizarea unor procese avansate în domeniul producției feroviare.

Principalul motiv al prevalenței scăzute a producției de șine din oțel electric este orientarea țintă a construcției de ateliere moderne de topire a oțelului electric cu cuptoare de mare capacitate pentru utilizarea resurselor de deșeuri regionale și furnizarea regiunilor cu produse metalice pentru în scopuri industriale și de construcții. În același timp, se realizează o eficiență economică și o competitivitate suficient de ridicate.

1. Caracteristici generale ale oțelurilor șinei

Producția de șine în țara noastră reprezintă aproximativ 3,5% din producția totală de produse finite laminate, iar intensitatea transportului de marfă a căilor ferate este de 5 ori mai mare decât în ​​SUA și de 8-12 ori mai mare decât pe drumurile altor țări capitaliste dezvoltate. . Acest lucru impune cerințe deosebit de mari pentru calitatea șinelor și a oțelului utilizat pentru fabricarea lor.

Șinele sunt împărțite în:

- după tipurile P50, P65, P65K (pentru filete exterioare ale tronsoanelor curbe de cale), P75;

- categorii de calitate: B - șine termorezistente de cea mai bună calitate, T1, T2 - șine termorezistente, H - șine neendurate termic;

- prezenta gaurilor de bolt: cu gauri la ambele capete, fara gauri;

- metoda de topire a otelului: M - din otel cu focar deschis, K - din otel convertor, E - din otel electric;

- tipul taglelor initiale: din lingouri, din tagle turnate continuu (CWB);

- metoda de tratare anti-fulgi: din otel evacuat, dupa racire controlata, dupa expunere izoterma.

Compoziția chimică a oțelurilor pentru șine este prezentată în tabelul 1 în grade de oțel, literele M, K și E indică metoda de topire a oțelului, cifrele indică fracția medie de masă a carbonului, literele F, C, X, T indică oțel. aliaje cu vanadiu, siliciu, crom și, respectiv, titan.

Tabelul 1 - Compoziția chimică a oțelurilor șinei (GOST 51685 - 2000)

Șinele feroviare cu ecartament larg de tipurile R75 și R65 sunt fabricate în conformitate cu GOST 24182-80 din oțel cu vatră deschisă 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 și 5 > 4%. Tehnologia de fabricație a șinelor trebuie să asigure că acestea nu conțin linii de incluziuni nemetalice (alumină) întinse de-a lungul direcției de rulare mai lungi de 2 mm (grupul I) și mai mult de 8 mm (grupul II), deoarece astfel de linii servesc ca un sursa de inițiere a fisurilor de oboseală de contact în timpul funcționării.

Densitatea mare de trafic a căilor ferate a dus la faptul că performanța șinelor brute neîntărite termic a încetat să îndeplinească cerințele muncii grele a rețelei feroviare.

O creștere suplimentară a duratei de viață a șinelor întărite termic poate fi obținută prin aliarea oțelului șinelor. Este promițător să aliați oțel șină carbon cu mici adaosuri de vanadiu (-0,05%), utilizarea oțelurilor aliate precum 75GST, 75KhGMF etc., precum și utilizarea tratamentului termomecanic.

2. Compoziția chimică și cerințele de calitate ale oțelului șinelor

șină oțel carbon chimic

Oțelurile care nu au o calitate sau un cod sunt desemnate prin numărul (codul) standardului corespunzător și numărul de serie din acest standard. De exemplu, oțelurile din standardul US ASTM A1 sunt desemnate ca ASTM / 1, ASTM / 2 etc., oțelurile din standardul canadian - ca CN / 1, CN / 2 etc., oțelurile din standardele australiene în conformitate cu standardele de cod sunt desemnate AS/1 (AS 1085 p.1) și AS/11 (AS 1085 p.11).

Conținutul de carbon din oțelul șinei este stabilit în funcție de dimensiunile secțiunii transversale a șinei. În general, dimensiunile șinei sunt de obicei caracterizate de masa contorului său de rulare (kg / metru de rulare). Cu cât masa pe metru este mai mare, cu atât ar trebui să fie mai mare conținutul de carbon din oțelul șinei.

Manganul acționează ca carbonul, crescând rezistența și rezistența la uzură a șinelor laminate la cald. În acest sens, în standardul australian AS 1085 p.1, împreună cu conținutul de carbon și mangan separat, este normalizat și indicatorul total al conținutului acestora (C + Mn / 5). În standardul ASTM A1, manganul ridicat limitează conținutul de nichel, crom și molibden, ceea ce este necesar pentru a obține o structură uniformă a oțelului șinelor, oferind un anumit nivel de călire. În clasele de oțel B, 3B și 90B (standardele BS 11, ISO 5003 și UIC 860), scăderea conținutului de carbon este compensată de o creștere a conținutului de mangan.

În standardele rusești (GOST 24182, 18267), pe lângă limitele pentru conținutul principalelor elemente chimice - carbon, siliciu, mangan, fosfor și sulf, normalizate în majoritatea standardelor străine, sunt stabilite limitele pentru conținutul de aditivi de microaliere. : vanadiu (clasele de oțel M76V și M74V), zirconiu (clasele de oțel M76Ts, K74Ts și M74Ts), titan (clasele de oțel M76T, K74T și M74T) și vanadiu împreună cu titan (clasele de oțel M76VT), conținutul de arsen este limitat< 0,15% для сталей из керченских руд.

Oțelurile pentru șine de producție internă sunt similare în ceea ce privește conținutul de mangan, siliciu, fosfor și sulf. Clasele de oțel pentru șine pentru un anumit tip dimensional de șină diferă în aditivii de microaliere. Astfel de oțeluri sunt practic analogi, prin urmare, în Lista consolidată, ele sunt plasate unul după altul cu o indicație în fiecare rând a analogilor străini corespunzători. Repetarea unei clase de oțel în două sau mai multe rânduri ale Listei consolidate se datorează faptului că există mai mult de un analog în standardele unei țări. De exemplu, în prima linie a Listei consolidate, sunt indicate clasele de oțel intern M76 și analogii săi: conform standardului american ASTM A1 - ASTM / 1, conform standardului japonez JIS 1124-1124, conform standardului australian AS 1085 p.11 - AS / 11, conform standardului canadian CNR1 - CN / 1 si conform standardului international ISO 5003 - 2A. În a doua linie a Listei consolidate pentru aceeași calitate a oțelului M76, sunt indicați alți analogi străini: conform standardului SUA AREA, oțelul este desemnat AREA / 1, conform standardului australian AS 1085 p.1 - AS / 1 și conform standardului canadian CNR12 - CN / 2. Oțelurile CN/1 și CN/2 diferă prin conținutul de siliciu, care depinde de metoda de topire a oțelului.

O îmbunătățire semnificativă a purității oțelului pentru șine și o creștere a calității sale metalurgice în Rusia a fost obținută ca urmare a trecerii de la dezoxidarea oțelului cu oțel cu aluminiu la dezoxidarea cu complex vanadiu-siliciu-calciu, siliciu-magneziu-titan și aliaje de calciu-zirconiu. Dezoxidarea complexă a oțelului șinelor cu aliajele principale enumerate fără utilizarea aluminiului a făcut posibilă excluderea formării de linii de incluziuni de alumină în capul șinei, care au fost centrele inițierii deteriorării prin oboseală de contact a șinelor. Absența incluziunilor nemetalice de linie în capul șinei a condus la o creștere a duratei de viață a acestora.

În majoritatea standardelor actuale, dreptul de a alege metoda de producție a oțelului este acordat producătorului, iar informațiile despre metoda de producție a oțelului sunt comunicate consumatorului folosind marcaje speciale pentru șine. Există cazuri când, în funcție de metoda de turnare a oțelului, se stabilesc limite diferite pentru conținutul de elemente chimice. Deci, în standardul canadian, conținutul de siliciu din oțel în timpul turnării în lingouri este de 0,10-0,25%, cu turnarea continuă a oțelului - 0,16-0,35%.

Un element important al lanțului tehnologic de producție a șinelor de cale ferată este tratamentul anti-fulgi, care constă într-un mod special de răcire pentru șinele laminate la cald de tipuri grele (40 kg/rm), care asigură îndepărtarea hidrogenului. sau degazarea în vid a metalului șină lichid înainte de turnare. Standardul Căilor Ferate de Stat Canadiene stabilește un conținut maxim de hidrogen permis pentru oțelul în vid.

Controlul tehnologiei de producție a oțelului șinelor în stare laminată la cald se realizează prin determinarea proprietăților mecanice în încercarea de tracțiune a probelor tăiate din capul șinei și prin măsurarea durității Brinell. În încercările de tracțiune, în cele mai multe cazuri, se determină rezistența la tracțiune (rezistența la tracțiune) și alungirea, uneori se determină îngustarea transversală relativă.

Macrostructura șinelor laminate la cald este de asemenea controlată cu evaluarea calității conform unor scale special dezvoltate ale macrostructurilor.

Calitatea șinelor este evaluată și prin absența sau prezența semnelor de distrugere a segmentelor de șine ca urmare a impactului cu o sarcină în cădere. În funcție de dimensiunea șinei conform ecuației sau unui tabel special din standardul corespunzător. Lovitura se face la mijloc între suporturile probei de șină.

Proprietățile șinelor întărite la căldură sunt evaluate în standarde prin caracteristici mecanice: la testarea probelor tăiate din capul șinei pentru tensiune, rezistența la impact în cameră și temperaturi scăzute (-40 ° C, -60 ° C) și duritate măsurată prin Brinell, Rockwell, Vickers și Shore. Sunt de asemenea normalizate microstructura și adâncimea stratului întărit, care depind atât de compoziția chimică a oțelului șinelor, care determină nivelul de călire a acestuia, cât și de tehnologia de tratament termic.

3. Tehnologie pentru producerea oțelurilor pentru șine

În convertoarele de oxigen de top și combinate, defosforizarea începe din primele minute de suflare. Cu toate acestea, la un conținut de carbon de aproximativ 0,6 - 0,9%, conținutul de fosfor din metal se stabilizează sau chiar crește ușor. O scădere suplimentară a concentrației de fosfor este observată la un conținut de carbon semnificativ mai scăzut. Prin urmare, cu un conținut ridicat de fosfor în fontă și terminarea suflarii la conținutul de carbon de calitate, concentrația de fosfor în metal este de obicei mai mare decât conținutul necesar în oțel.

Pentru a obține conținutul necesar de fosfor în oțelul cu conținut ridicat de carbon, care este topit cu terminarea suflarii la conținut de carbon de calitate, se folosește reînnoirea zgurii. În același timp, productivitatea unităților de topire a oțelului scade, iar costurile de formare a zgurii și a fontei cresc.

La diferite instalații, prăbușirea convertorului pentru evacuarea zgurii se efectuează la un conținut de carbon de 1,2 - 2,5%. Când conținutul de fosfor din fontă este de 0,20 - 0,30%, zgura este reînnoită de două ori cu un conținut de carbon de 2,5 - 3,0% și 1,3 - 1,5%. După descărcarea zgurii, la convertizor se adaugă var proaspăt ars. Conținutul de FeO din zgură este menținut în intervalul de 12 - 18% prin modificarea nivelului tuierei deasupra băii. Pentru a lichefia zgura, se adaugă spat fluor în cantitate de 5-10% în greutate var în timpul suflarii. Aceste măsuri fac posibilă obținerea unei concentrații de fosfor de cel mult 0,010 - 0,020% până la finalizarea suflarii până la conținutul de carbon din oțel.

În timpul atingerii, metalul este dezoxidat într-un oală cu ferosiliciu și aluminiu. În acest caz, o operație obligatorie este tăierea zgurii convertizorului. Pătrunderea acestuia în oală duce la refosforizarea metalului în timpul dezoxidării și, mai ales, în timpul prelucrării în afara cuptorului sub zgură reducătoare pentru desulfurare.

Purtarea metalului din convertor la un conținut scăzut de carbon permite defosforizarea profundă a acestuia. În acest sens, tehnologia de topire a șinei și a cordonului de oțel în convertoarele de oxigen, care prevede oxidarea carbonului la 0,03 - 0,07% și carburarea ulterioară a metalului în oală cu cocs de petrol, antracit etc., a câștigat o oarecare popularitate. Utilizarea acestei tehnologii necesită prezența impurităților dăunătoare pure și a gazelor de carburator. Acest lucru necesită pregătirea lor specială, a cărei organizare poate crea dificultăți semnificative.

Unele întreprinderi folosesc tehnologia de producere a șinei și cablurilor de oțel în convertoare de oxigen prin topirea metalului cu conținut scăzut de carbon și apoi carburarea acestuia cu fier lichid, care este turnat într-un oțel de turnare înainte de a atinge topitura din convertor. Utilizarea sa presupune prezența fontei suficient de pură în ceea ce privește conținutul de fosfor. Pentru a obține conținutul de carbon în oțel în limitele cerute, carburarea finală a metalului dezoxidat se realizează cu carburatoare solide în procesul de tratare în vid.

Datorită conținutului scăzut de oxigen din oțelul șinelor cu conținut ridicat de carbon, se poate obține un grad ridicat de puritate în ceea ce privește incluziunile de oxid chiar și fără utilizarea unor astfel de tipuri relativ complexe de tratament în afara cuptorului, cum ar fi tratarea în vid sau tratamentul la ICD . De obicei, este suficient să purjați metalul din oală cu un gaz inert. În același timp, pentru a evita oxidarea secundară a metalului, zgura de oală trebuie să conțină o cantitate minimă de oxizi de fier și mangan.

În acest scop, la topirea oțelului șinelor în cuptoare de topire a oțelului cu arc, a căror proiectare nu prevede o ieșire a metalului cu fereastră, se recomandă efectuarea unei perioade reduse de recuperare a topirii. Pentru a face acest lucru, după obținerea conținutului necesar de fosfor în metal, zgura din perioada de oxidare a topirii este drenată din cuptor. Oțelul este dezoxidat preliminar cu siliciu și mangan, care sunt introduse în cuptor sub formă de ferosiliciu și feromangan sau silicomangan. Apoi, o nouă zgură este introdusă în cuptor, care este dezoxidată cu cocs măcinat sau electrozi sablat și aluminiu granulat înainte de eliberarea topiturii. De asemenea, este posibil să se utilizeze pulbere de ferosiliciu în acest scop. Dezoxidarea finală a oțelului cu siliciu și aluminiu se efectuează într-o oală în timpul baterii. După introducerea în oală, metalul este purjat cu un gaz inert pentru omogenizare și în principal pentru a elimina acumulările de A12O3. În timpul funcționării șinelor, acumulările de A12O3 provoacă delaminații în partea de lucru a capului șinei. Consecința delaminării poate fi separarea completă a plăcilor delaminate de pe capul șinei și defectarea prematură a acesteia.

O modalitate mai eficientă de a preveni formarea delaminărilor în oțelul șinelor topit atât în ​​convertoare, cât și în cuptoarele de fabricare a oțelului cu arc este modificarea incluziunilor nemetalice prin tratarea oțelului cu calciu. De obicei, în acest scop se folosește silicocalcul, care este introdus în metal ca parte a unui fir cu miez de flux sau suflat într-un flux de argon prin lănci scufundate în topitură.

4. Producția de oțel pentru șine folosind modificatori

Șinele defectează din cauza defectelor de origine oboseală de contact. În ordinea unui singur schimb, până la 50% din șine sunt scoase din funcțiune pentru aceste defecte. Motivul formării defectelor este incluziunile nemetalice foarte dure, cum ar fi alumina (A12 O 3) și aluminosilicații, care se întind în linii de-a lungul direcției de rulare. În metal turnat, ele formează ciorchini, care, în timpul rulării, sunt zdrobite și întinse, formând linii, a căror lungime poate ajunge la zeci de milimetri. Prin ea însăși, valoarea incluziunilor individuale de alumină (corindon) afectează, de asemenea, amploarea tensiunilor și deformațiilor în microvolumele de metal. Se arată că incluziunile de corindon de 30 de microni [I] prezintă cel mai mare pericol în oțelul șinelor. Potrivit altor surse, incluziunile de linie de corindon devin periculoase, reducând proprietățile de oboseală deja la o valoare de 7-100 micromicroni.

Prin urmare, toate lucrările în producția de oțel pentru șine au drept scop reducerea atât a dimensiunii incluziunilor cu unghi ascuțit, cât și găsirea de soluții pentru a reduce lungimea liniilor lor în metalul laminat.

Într-o oarecare măsură, contaminarea metalului poate fi redusă prin suflarea metalului în oală cu un gaz inert, aspirarea și utilizarea (simultan cu suflarea) a ridicării de zgură nouă cu amestecuri de zgură solidă cu o întrerupere în timpul eliberarea metalului din unitatea de fabricare a oțelului de zgură a cuptorului [3]. Cu toate acestea, problema este rezolvată mai coordonator dacă se folosesc modificatori pentru prelucrarea oțelului șinelor.

Modificatorii care conțin calciu și zirconiu au fost utilizați în primele etape ale experimentelor la NTMK. Totodată, la topiturile experimentale, la umplerea oalului cu metal (topitură cu vatră deschisă 440 tone), s-a introdus FeSiCa (3,2 kg/tonă) în porții la 1/5 din înălțimea sa, iar după aceasta, SiZr, 0,45 kg/tonă, în porții. Dacha de feroaliaje a fost finalizată când s-a umplut 2/3 din oală. S-a constatat că pe metalul experimental nu există o lungime a liniei de 4 mm, pe cel obișnuit - mai mult de 20% din probele cu linii de 4-16 mm.

Pe viitor, la utilizarea aliajelor complexe pe bază de silicocalciu cu zirconiu și aluminiu, consumul este de 1,9 kg/tonă. Compoziția optimă a modificatorului aplicat este 6-7% Zr și 5-7% A1. În același timp, a fost posibil să se asigure un nivel de rezistență la impactul șinei de cel puțin 0,25 Mg 7 / M 2 și nu au fost găsite linii mai lungi de 2 mm.

Cercetătorii ucraineni au testat aliaje principale cu Mg și Ti în topirea oțelului șinelor în convertoare și cuptoare cu focar deschis [b]. Utilizarea aliajelor cu Mg, Ti și Al (55-58% Si, 4-5% Mg, 4-7% Ti) pentru modificarea oțelului șinelor în oală a făcut posibilă localizarea defectelor de contracție în partea profitabilă a lingoul, pentru a reduce segregarea elementelor cu 27-32 %o pentru a crește rezistența la uzură a metalului, dar lungimea liniilor de alumină a fost semnificativă, în medie 5,3 mm. După utilizarea aliajelor fără aluminiu, a fost posibilă reducerea cantității de incluziuni de alumină și a lungimii liniilor. Adăugarea ligaturii complexe SmTi în oală fără aditiv A1 a asigurat o scădere a infestării șinelor cu defecte de suprafață, în principal în captivitate, cu 5-8% o, și o creștere a randamentului șinelor de clasa I cu 1,8-4,5% o. Lungimea liniilor nu a ajuns la 2 mm, durabilitatea operațională și fiabilitatea șinelor experimentale, respectiv, sunt cu 20-25% mai mari decât cele ale oțelului dezoxidat cu aluminiu.

Următoarea încercare de a reduce contaminarea șinelor cu incluziuni de oxid de linie a fost utilizarea unui aliaj care conține bariu alumină bariu pentru modificarea oțelului. În acest caz, s-a realizat o dezoxidare mai profundă a metalului, conținutul total de oxigen de la 0,0036-0,006%o la 0,0026%o și o scădere a anizotropiei proprietăților plastice. Modificatorul a fost plantat într-un oală.

Al patrulea grup de încercări de îmbunătățire a calității oțelului șinelor este asociat cu apariția vanadiului în compoziția modificatorilor utilizați pentru prelucrarea metalului lichid într-o oală. Mai mult, metalul este microaliat cu vanadiu (conținutul său este de 0,005-0,01%) din compoziția aliajelor (nu a fost stabilit conținutul de componente în astfel de aliaje) și din fontă naturală aliată cu vanadiu. Aceeași lucrare prezintă date despre microalierea metalului care conține vanadiu cu zirconiu. Acest lucru realizează o creștere a rezistenței de contact limitatoare a șinelor întărite la căldură cu 7,2% și o scădere a uzurii acestora cu 23%. Se observă că șinele din oțel dezoxidat prin ligatura cu conținut de calciu cu vanadiu au cea mai mare fiabilitate și durabilitate.

Experiența utilizării feroaliajelor complexe cu vanadiu și adăugării lor în oală în producția de oțel pentru șine este descrisă în lucrările efectuate la Uzina metalurgică Kuznetsk.

Microalierea în oală, din cauza proceselor existente și nereglementate în timpul introducerii modificatorilor în oală (oxidarea metalului, temperatura, timpul de adăugare) nu este stabilă, asimilarea componentelor ușor oxidate ale ligaturii (magneziu, calciu, zirconiu, vanadiu) este scăzut, iar consumul lor este de 3 -4 kg pe tonă, așa că un grup de cercetători de la uzina Azovstal în producția de oțel pentru șine a schimbat modificarea prin introducerea unui fir cu un aliaj KMKT (nu este raportat conținutul de elemente).

Astfel, există problema creșterii asimilării elementelor ușor oxidabile introduse în metalul lichid în compoziția aliajelor complexe. Prin urmare, dezvoltarea și aplicarea de noi metode pentru introducerea modificatorilor, în special, în turnare, este de importanță curentă.

Concluzie

Tehnologia de producere a șinelor feroviare care funcționează la fabricile metalurgice interne asigură calitatea și durabilitatea cerute a produselor. Cu toate acestea, din mai multe motive, oțelul șinelor din Federația Rusă este topit în cuptoare cu vatră deschisă, ceea ce limitează capacitățile tehnologice ale metalurgiștilor de a îmbunătăți semnificativ și brusc calitatea oțelului utilizat pentru producția de șine.

Oțelul șinelor care conține 0,60 - 0,80% C și o compoziție similară cu oțelul snur, sunt topit în convertoare de oxigen și cuptoare cu arc de topire a oțelului. Cea mai dificilă sarcină în producția acestor tipuri de oțel este obținerea unui conținut scăzut de fosfor în metal atunci când suflarea este oprită la conținutul de carbon de calitate.

În cuptoarele de topire a oțelului cu arc, oțelul șinelor și cablurilor sunt topit conform tehnologiei convenționale, folosind măsuri de îndepărtare intensivă a fosforului din aditivii metal - minereu de fier în încărcătură și la începutul unei perioade scurte de oxidare cu îndepărtarea continuă a zgurii și reînnoirea acestuia. cu aditivi de var. În același timp, sunt utilizate în mod necesar și măsuri care vizează prevenirea pătrunderii zgurii de cuptor în oala de turnare a oțelului.

Uniunea Internațională a Căilor Ferate (UIC) a elaborat standardul internațional UIC 860 privind calitatea și metodele de fabricație a oțelurilor pentru șine și condițiile de acceptare pentru șine de diferite categorii de greutate, netratate termic, din oțeluri obișnuite și rezistente la uzură. Proprietățile oțelurilor pentru șine sunt determinate în primul rând de conținutul de carbon. A fost luată ca bază pentru determinarea analogilor oțelurilor în diferite standarde.

Oțelul șinelor trebuie să aibă o rezistență ridicată, rezistență la uzură și să nu aibă concentrate locale de tensiuni de origine metalurgică. În treimea mijlocie a lățimii tălpii și în planul superior al capului, este permisă o singură curățare blândă a captivilor, zgârieturilor, zgârieturilor până la 0 5 mm adâncime, iar IB în alte locuri - până la 1 mm.

Lista surselor utilizate

1) Kudrin, V.A. Tehnologie pentru obținerea oțelului de înaltă calitate [Text] // V.A. Kudrin, V.M. Parma. - M: Metalurgie, 1984. 320 p.

2) Povolotsky, D. Ya. Electrometalurgia oțelului și feroaliajelor [Text] / D. Ya. Povolotsky, V. E. Roshchin, M. A. Ryss și alții - M .: Metalurgie, 1984. - 568 p.

3) Simonyan, L.M. Metalurgia otelurilor speciale. Teoria și tehnologia electrometalurgiei speciale: un curs de prelegeri [Text]. / L.M. Simonyan, A.E. Semin, A.I. Kochetov. - M.: MISiS, 2007. - 180 p.

4) Kudrin, V.A. Teoria și tehnologia producției de oțel: manual pentru universități. - M .: „Mir”, SRL „Editura ACT”, 2003.- 528 p.

5) Goldstein, M.I. Oțeluri speciale: un manual pentru universități [Text] / M.I. Goldstein, Grachev S.V., Veksler Yu.G. - M.: Metalurgie, 1985. - 408 p.

6) Paderin, S.N. Teoria și calculele sistemelor și proceselor metalurgice [Text]. / S.N. Paderin, V.V. Filippov. - M.: MISiS, 2002. - 334 p.

7) Bratkovsky, E.V., Electrometalurgia oțelului și electrometalurgia specială [Text] / E.V. Bratkovsky, A.V. Fabrică. - Novotroitsk: NF MISiS, 2008.

8) Kudrin, V.A. Teoria și tehnologia producției de oțel: un manual pentru universități [Text] / Yu.V. Kryakovsky, A.G. Shalimov. - M .: „Mir”, SRL „Editura AST”, 2003. - 528 p.

9) Voskoboynikov, V.G. Metalurgia generală: un manual pentru universități [Text] / V.G. Kudrin, A.M. Yakushev. - M.: ICC „Akademkniga”, 2002. - 768 p.

10) Alperovich, M.E. Retopirea cu arc de vid și eficiența sa economică / M.E. Alperovici. - M.: Metalurgie, 1979. - 235 p.

Găzduit pe Allbest.ru

Documente similare

Producția de oțel în convertoare de oxigen. Oțeluri aliate și aliaje. Structura oțelului aliat. Clasificarea și marcarea oțelului. Influența elementelor de aliere asupra proprietăților oțelului. Tratamentul termic și termomecanic al oțelului aliat.

rezumat, adăugat 24.12.2007


Metalurgia oțelului ca producție. Tipuri de oțel. Incluziuni nemetalice în oțel. Dezoxidarea și alierea oțelului. Materiale de încărcare pentru fabricarea oțelului. Convertor, producție de oțel cu vatră deschisă. Topirea oțelului în cuptoare electrice.

test, adaugat 24.05.2008


Clasificarea și marcarea oțelului. Descrierea metodelor de producție a oțelului. Fundamentele tehnologiei de topire a oțelului în cuptoare cu vatră deschisă, cu arc și cu inducție. Unitate universală „Conarc”. Unități domestice cu oală-cuptor pentru prelucrarea oțelului în afara cuptorului.

lucrare de termen, adăugată 08.11.2012


Principalele metode de producere a oțelului. mod convertor. metoda Martin. Metoda electrică de fabricare a oțelului. Oțel turnat. Modalități de îmbunătățire a calității oțelului. Tratarea metalului lichid în afara unității de fabricare a oțelului. Producția de oțel în cuptoare cu vid.

lucrare de termen, adăugată 01/02/2005


Structura și proprietățile oțelului, materii prime. Producția de oțel în convertoare, în cuptoare cu focar deschis, în cuptoare cu arc electric. Topirea oțelului în cuptoare cu inducție. Rafinarea oțelului în afara cuptorului. Oțel turnat. Tipuri speciale de electrometalurgie a oțelului.

rezumat, adăugat 22.05.2008


Istoria dezvoltării topirii oțelului în cuptoarele cu arc electric. Tehnologia de topire a oțelului pe încărcătură proaspătă de carbon cu oxidare. Topirea oțelului într-o unitate de topire a oțelului cu două băi. Prelucrarea metalelor neagregate în atelier. Turnarea oțelului pe roți secționale.

raport de practică, adăugat la 03.10.2011


Domeniile de aplicare ale oțelului carbonic pentru scule și proprietățile sale de consum. Separarea oțelului carbon pentru scule prin compoziția chimică în calitate înaltă și de înaltă calitate. Tehnologii de producție și studiu de fezabilitate.

lucrare de termen, adăugată 12.12.2011


Analiza experienței mondiale în producția de oțel pentru transformatoare. Tehnologia de topire a oțelului de transformare în convertoare de oxigen. Prelucrarea cu oală a oțelului de transformare. Proiectare si echipare CCM. Turnare continuă a oțelului pentru transformatoare.

teză, adăugată 31.05.2010


Mecanisme de întărire pentru oțel slab aliat de calitate HC420LA. întărire prin dispersie. Tehnologia de producție. Proprietățile mecanice ale oțelului slab aliat de înaltă rezistență din clasa studiată. Compoziția chimică recomandată. Parametrii și proprietățile oțelului.

lucrare de control, adaugat 16.08.2014


Aplicarea și clasificarea țevilor de oțel. Caracteristicile produselor din țevi din diferite clase de oțel, standarde de calitate a oțelului în fabricarea sa. Metode de protecție a țevilor metalice împotriva coroziunii. Compoziția și aplicarea oțelului carbon și aliat.

Baza rețelei feroviare a Rusiei este alcătuită din șine R 65 - structuri liniare ale unei secțiuni transversale a fasciculului I, care servesc la absorbția sarcinilor din materialul rulant, „prelucrarea” elastică a acestora și transferul ulterior pe un suport - traverse. Caracteristicile acestor „grinzi de oțel” sunt reglementate de GOST R 8161-75. Stabilește proiectarea și dimensiunile șinelor călite și necălite și benzilor de șine de tip P65.

Sine R 65

Orice șine sunt proiectate pentru a rezolva mai multe probleme. În primul rând, ei percep și transmit încărcătura trenului. Acest lucru este necesar pentru a menține durabilitatea atât a substratului, cât și a roților. În al doilea rând, ele stabilesc direcția de mișcare a materialului rulant. Și, în sfârșit, creează o platformă cu cea mai mică rezistență pentru rotirea roților. Suprafața de contact a elementelor de lucru este de câțiva centimetri (3-5 în funcție de clasa de cale).

Domeniul de aplicare al structurilor liniare prezentate este destul de extins. Astfel, șinele R 65, precum și R50, R75, sunt utilizate pentru așezarea legăturii și șinelor fără îmbinări cu ecartament larg. Ele sunt, de asemenea, utilizate în crearea de prezențări la vot. În acest din urmă caz, se folosesc produse liniare cu profil modificat (PK65).

Elemente șine

Șinele P65, ca orice alte tipuri, nu pot fi numite o grindă în I obișnuită.

Experții disting mai multe părți condiționate în proiectarea sa:

1. Capul - forma sa asigură o aderență fiabilă a roții materialului rulant cu șina în sine.
2. Gât - rezistă la îndoire și, de asemenea, le transferă pe suport
3. Talpă - oferă stabilitate întregii structuri liniare, distribuie tensiunile pe întreaga suprafață a traversei. Este format dintr-un stilou drept și stâng.

În plus, în cadrul șinei se disting două regiuni, situate pe partea stângă și dreaptă a gâtului și ocupând spațiul de la marginea inferioară a capului până la partea de mijloc a tălpii. Acestea sunt așa-numitele sinusuri stâng și drepte. Acestea conțin plăcuțe în formă de pană care fixează șinele R 65 unele de altele în unele secțiuni ale șinei.

Dimensiuni șine R65

Puțini oameni s-au întrebat de ce șina R 65 are o asemenea formă. Între timp, fiecare rază de curbură, zonă plană și pante au fost special selectate empiric sau prin calcule pentru a crea condiții optime de interacțiune cu materialul rulant.

Cei mai mulți dintre noi știm că șina P 65 are o greutate de 65 kg, ceea ce este de fapt incorect. Greutatea exactă a unui contor de rulare este de 64,72 kg. Alți parametri au următoarea semnificație:

• raza capului (R500) asigură centrarea sarcinii, adică face ca axa longitudinală a roții să coincidă cu axa șinei;
• R80 creează o tranziție lină la R15 care creează un contact strâns cu flanșa roții;
• panta capului 1:20 corespunde pantei flanșei roții, care este necesară pentru împerecherea cu flanșa roții;
• raza R3 rotunjește marginea ascuțită a capului, ceea ce se face pentru a elimina concentratorii de stres;
• se introduc razele de tranziție R15 și R370 pentru a asigura o împerechere lină a capului cu gâtul și a elimina zonele cu solicitări periculoase;
• raza de tranziție R400 la baza gâtului este necesară pentru un transfer lin al sarcinii către talpă;
• pantele marginii superioare a tălpii și a părții inferioare a capului sunt aceleași (1:4), ceea ce este necesar pentru instalarea suprapunerilor în formă de pană, care acționează simultan ca un distanțier.

În fiecare zi, șina R 65 este supusă unor sarcini colosale, greutatea sa în industria rusă nu poate fi subestimată. Dar dacă nu ar fi designul special, el nu ar putea face față sarcinii sale, s-ar deforma rapid și ar trebui înlocuit.

Oțel șină

Toate șinele de cale ferată (R 65, RK65, R75, R50) sunt fabricate exclusiv din oțel pentru șine. Se distinge prin rezistența ridicată la încovoiere, duritate și rezistență la uzură, care se realizează printr-un conținut ridicat de carbon (0,82%) și prin adăugarea de aditivi de aliaj - mangan, vanadiu, zirconiu, siliciu, titan.

M76VT este principala calitate de oțel utilizată în producția de gene pentru șine. În funcție de metoda de producție, poate fi prima (topită exclusiv în cuptoare cu focar deschis) sau a doua grupă. "blank" turnat sau laminat trece printr-un tratament termic complex în mai multe etape. În multe privințe, tocmai de aceea prețul pentru șina R 65 este la un nivel atât de ridicat - de la 50 de mii de ruble pe tonă.