Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости
В производственных условиях колесопрокатного цеха ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» реализованы технологические схемы выплавки, внепечной обработки, прокатки, и термического упрочнения высокопрочных с повышенной износостойкостью железнодорожных бандажей марки «Т» по ТУ У 35.2–23365425–628:2008. Из опробованных сп...
Saved in:
| Published in: | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62942 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости / И.Г. Узлов, К.И. Узлов, А.И. Бабаченко, А.Н. Хулин, А.А. Кононенко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 19. — С. 255-264. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-62942 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Узлов, И.Г. Узлов, К.И. Бабаченко, А.И. Хулин, А.Н. Кононенко, А.А. 2014-05-28T16:34:38Z 2014-05-28T16:34:38Z 2009 Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости / И.Г. Узлов, К.И. Узлов, А.И. Бабаченко, А.Н. Хулин, А.А. Кононенко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 19. — С. 255-264. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62942 621.771.292:620.17 В производственных условиях колесопрокатного цеха ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» реализованы технологические схемы выплавки, внепечной обработки, прокатки, и термического упрочнения высокопрочных с повышенной износостойкостью железнодорожных бандажей марки «Т» по ТУ У 35.2–23365425–628:2008. Из опробованных способов охлаждения высокопрочных локомотивных бандажей 1060х143х98, изготовленных из микролегированной ванадием стали, наиболее эффективными с точки зрения достижения конкурентоспособности и необходимого уровня механических свойств являются поштучная закалка на вертикальной закалочной машине и объемная закалка стопой. У виробничих умовах колесопрокатного цеху ВАТ «ІНТЕРПАЙП НТЗ» реалізованоі технологічні схеми виплавки, позапічної обробки, прокатування і термічного зміцнення високоміцних залізничних бандажів марки «Т» з підвищеною зносостійкістю по ТУ У 35.2–23365425–628:2008. З випробуваних способів охолоджування високоміцних локомотивних бандажів 1060х143х98, виготовлених з мікролегованої ванадієм сталі, з погляду досягнення конкурентоспроможності і необхідного рівня механічних властивостей найефективнішими є поштучний гарт на вертикальній гартівній машині та об'ємний гарт стопою. Under production conditions of the wheel rolling shop of the public corporation «Interpipe NTZ» technological schemes of melt, out of furnace processings, rolling, and thermal hardening of high-strength with the raised wear resistance of railway bandages of grade «Т» on Standard 35. 2–23365425–628:2008 are realized. From the tested ways of cooling of high-strength locomotive bandages 1060х143х98, produced from the microalloyed by vanadium steel, the most effective from the point of view of achievement of competitiveness and necessary level of mechanical properties are piece hardening by the vertical hardening car and volume hardening by the stock. Статья рекомендована к печати: Зам.ответственного редактора раздела «Термическая обработка проката» докт.техн.наук, проф. В.В.Парусов ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Термомеханическая обработка проката Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости Дослідно–промислова реалізація технології виробництва високоміцних локомотивних бандажів підвищеної зносостійкості Experimentally industrial realization of production technology of highstrength locomotive bandages of the raised wear resistance Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости |
| spellingShingle |
Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости Узлов, И.Г. Узлов, К.И. Бабаченко, А.И. Хулин, А.Н. Кононенко, А.А. Термомеханическая обработка проката |
| title_short |
Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости |
| title_full |
Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости |
| title_fullStr |
Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости |
| title_full_unstemmed |
Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости |
| title_sort |
опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости |
| author |
Узлов, И.Г. Узлов, К.И. Бабаченко, А.И. Хулин, А.Н. Кононенко, А.А. |
| author_facet |
Узлов, И.Г. Узлов, К.И. Бабаченко, А.И. Хулин, А.Н. Кононенко, А.А. |
| topic |
Термомеханическая обработка проката |
| topic_facet |
Термомеханическая обработка проката |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| container_title |
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| publisher |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Дослідно–промислова реалізація технології виробництва високоміцних локомотивних бандажів підвищеної зносостійкості Experimentally industrial realization of production technology of highstrength locomotive bandages of the raised wear resistance |
| description |
В производственных условиях колесопрокатного цеха ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» реализованы технологические схемы выплавки, внепечной обработки, прокатки, и термического упрочнения высокопрочных с повышенной износостойкостью железнодорожных бандажей марки «Т» по ТУ У 35.2–23365425–628:2008. Из опробованных способов охлаждения высокопрочных локомотивных бандажей 1060х143х98, изготовленных из микролегированной ванадием стали, наиболее эффективными с точки зрения достижения конкурентоспособности и необходимого уровня механических свойств являются поштучная закалка на вертикальной закалочной машине и объемная закалка стопой.
У виробничих умовах колесопрокатного цеху ВАТ «ІНТЕРПАЙП НТЗ» реалізованоі технологічні схеми виплавки, позапічної обробки, прокатування і термічного зміцнення високоміцних залізничних бандажів марки «Т» з підвищеною зносостійкістю по ТУ У 35.2–23365425–628:2008. З випробуваних способів охолоджування високоміцних локомотивних бандажів 1060х143х98, виготовлених з мікролегованої ванадієм сталі, з погляду досягнення конкурентоспроможності і необхідного рівня механічних властивостей найефективнішими є поштучний гарт на вертикальній гартівній машині та об'ємний гарт стопою.
Under production conditions of the wheel rolling shop of the public corporation «Interpipe NTZ» technological schemes of melt, out of furnace processings, rolling, and thermal hardening of high-strength with the raised wear resistance of railway bandages of grade «Т» on Standard 35. 2–23365425–628:2008 are realized. From the tested ways of cooling of high-strength locomotive bandages 1060х143х98, produced from the microalloyed by vanadium steel, the most effective from the point of view of achievement of competitiveness and necessary level of mechanical properties are piece hardening by the vertical hardening car and volume hardening by the stock.
|
| issn |
XXXX-0070 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62942 |
| citation_txt |
Опытно–промышленная реализация технологии производства высокопрочных локомотивных бандажей повышенной износостойкости / И.Г. Узлов, К.И. Узлов, А.И. Бабаченко, А.Н. Хулин, А.А. Кононенко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 19. — С. 255-264. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT uzlovig opytnopromyšlennaârealizaciâtehnologiiproizvodstvavysokopročnyhlokomotivnyhbandažeipovyšennoiiznosostoikosti AT uzlovki opytnopromyšlennaârealizaciâtehnologiiproizvodstvavysokopročnyhlokomotivnyhbandažeipovyšennoiiznosostoikosti AT babačenkoai opytnopromyšlennaârealizaciâtehnologiiproizvodstvavysokopročnyhlokomotivnyhbandažeipovyšennoiiznosostoikosti AT hulinan opytnopromyšlennaârealizaciâtehnologiiproizvodstvavysokopročnyhlokomotivnyhbandažeipovyšennoiiznosostoikosti AT kononenkoaa opytnopromyšlennaârealizaciâtehnologiiproizvodstvavysokopročnyhlokomotivnyhbandažeipovyšennoiiznosostoikosti AT uzlovig doslídnopromislovarealízacíâtehnologíívirobnictvavisokomícnihlokomotivnihbandažívpídviŝenoíznosostíikostí AT uzlovki doslídnopromislovarealízacíâtehnologíívirobnictvavisokomícnihlokomotivnihbandažívpídviŝenoíznosostíikostí AT babačenkoai doslídnopromislovarealízacíâtehnologíívirobnictvavisokomícnihlokomotivnihbandažívpídviŝenoíznosostíikostí AT hulinan doslídnopromislovarealízacíâtehnologíívirobnictvavisokomícnihlokomotivnihbandažívpídviŝenoíznosostíikostí AT kononenkoaa doslídnopromislovarealízacíâtehnologíívirobnictvavisokomícnihlokomotivnihbandažívpídviŝenoíznosostíikostí AT uzlovig experimentallyindustrialrealizationofproductiontechnologyofhighstrengthlocomotivebandagesoftheraisedwearresistance AT uzlovki experimentallyindustrialrealizationofproductiontechnologyofhighstrengthlocomotivebandagesoftheraisedwearresistance AT babačenkoai experimentallyindustrialrealizationofproductiontechnologyofhighstrengthlocomotivebandagesoftheraisedwearresistance AT hulinan experimentallyindustrialrealizationofproductiontechnologyofhighstrengthlocomotivebandagesoftheraisedwearresistance AT kononenkoaa experimentallyindustrialrealizationofproductiontechnologyofhighstrengthlocomotivebandagesoftheraisedwearresistance |
| first_indexed |
2025-11-25T23:26:37Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:26:37Z |
| _version_ |
1850580093890461696 |
| fulltext |
255
УДК 621.771.292:620.17
И.Г.Узлов, К.И.Узлов, А.И.Бабаченко, А.Н.Хулин, А.А.Кононенко
ОПЫТНО–ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗ-
ВОДСТВА ВЫСОКОПРОЧНЫХ ЛОКОМОТИВНЫХ БАНДАЖЕЙ ПОВЫ-
ШЕННОЙ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ
В производственных условиях колесопрокатного цеха ОАО «ИНТЕРПАЙП
НТЗ» реализованы технологические схемы выплавки, внепечной обработки, про-
катки, и термического упрочнения высокопрочных с повышенной износостойко-
стью железнодорожных бандажей марки «Т» по ТУ У 35.2–23365425–628:2008. Из
опробованных способов охлаждения высокопрочных локомотивных бандажей
1060х143х98, изготовленных из микролегированной ванадием стали, наиболее
эффективными с точки зрения достижения конкурентоспособности и необходимо-
го уровня механических свойств являются поштучная закалка на вертикальной
закалочной машине и объемная закалка стопой.
колесопрокатный цех, железнодорожные бандажи, технологические схе-
мы, микролегированная ванадием сталь, выплавка, внепечная обработка,
прокатка, термическое упрочнение
Постановка задачи. Интенсификация грузовых перевозок на желез-
нодорожном транспорте Украины требует коренного повышения износо-
стойкости локомотивных бандажей. Попытки решения этой задачи мето-
дом поверхностной упрочняющей обработки (наплавка гребней, плазмен-
ная обработка и др.) не обеспечили желаемых результатов. В связи с этим
на заседаниях рабочей группы по программе «колесо–рельс» с участием
представителей ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ», «Укрзалiзницi» и ИЧМ НА-
НУ 20.09.2005 г. было принято решение о создании высокопрочных бан-
дажей в процессе их металлургического производства. При принятии та-
кого решения был учтён предыдущий опыт авторов настоящей публика-
ции по разработке и внедрению высокопрочных колес из микролегиро-
ванной ванадием стали [1]. По данным маршрутных испытаний, создан-
ные по программе «колесо–рельс» высокопрочные колеса, в условиях гру-
зовых перевозок Роковата – Ужгород – Кошице, после пробега 200 тысяч
километров, продемонстрировали эксплуатационную стойкость против
износа на 39% выше в сравнении с колесами марки КП–2 по ГОСТ
10791[2].
Очевидно, что, учитывая отличия технологических процессов произ-
водства, конструкции и условий эксплуатации цельнокатаных колес и
бандажей, однозначно тиражировать технологию производства высоко-
прочных колес на новый вид высокопрочной продукции железнодорож-
ного назначения невозможно.
Целью настоящей работы являлась разработка технологических па-
раметров термической обработки и опробование различных схем охлаж-
дения локомотивных бандажей, обеспечивающих повышение в них твер-
256
дости выше 300НВ при сохранении необходимого уровня пластичности и
вязкости, а также технологичности монтажа этого изделия на центр.
Изложение основных материалов исследования. Принятие ТУ У
35.2–23365425–628:2008 «Бандажи черновые локомотивные повышенной
твердости и износостойкости» [4] стало основой дальнейшего развития
работ по разработке промышленных режимов термического упрочнения
высокопрочных бандажей и их производства для последующих маршрут-
ных испытаний. В 2008 году на ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» разработана,
утверждена и введена в техпроцесс «Технологическая карта по выплавке,
внепечной обработке и разливке бандажной стали марки БЛ–Т, микроле-
гированной ванадием, хромом, никелем для производства бандажей с по-
вышенной износостойкостью» по ТУ У 35.2–23365425–628:2008 (ТК №
170 от 13.06.2008 года). Опытные образцы новой бандажной стали по ТК
№ 170 прошли деформационную обработку на прессопрокатной линии
кольцебандажной линии (КБЛ) по существующей на ОАО «ИНТЕРПАЙП
НТЗ» технологии.
Сравнительный анализ распределения твердости в бандажах БЛ–2 и
БЛ–Т показал следующее (рис.1): в соответствии с требованиями ГОСТ
398–96, на глубине 20 мм от поверхности катания бандажи марки БЛ–2
уверенно обеспечивают требуемый уровень твердости 269 НВ.
а) б)
Рис.1. Распределение твердости по сечению бандажных образцов. а) бандаж БЛ–2
по ГОСТ 398–96; б) бандаж БЛ–Т по ТУ У 35.2– 23365425–628:2008.
Ограничение по твердости гребня ≤321 НВ, также, надежно выполня-
ется. Бандажи марки БЛ–Т благодаря специфическому химическому со-
ставу и оптимизации параметров термоупрочнения прокаливаются до
значений твердости 300 НВ насквозь, а на контрольной глубине 20 мм
имеют твердость не менее 335 НВ. В связи с этим, предельные значения
твердости гребня по требованиям ГОСТ 398–96, в данном случае, не име-
ют смысла при очевидных показателях по сечению изделия и, поэтому,
техническими условиями не предусмотрены.
257
С целью выбора оптимальных технологических параметров термиче-
ского упрочнения опытной партии бандажей по ТУ У 35.2–23365425–
628:2008, были предложены три экспериментальные схемы – закалка на
горизонтальной закалочной машине с вращением изделия вокруг оси бан-
дажа, закалка на вертикальной закалочной машине с вращением изделия
вокруг оси бандажа и объемная закалка в баке с водой.
Для горизонтальной и вертикальной закалки бандажа были использо-
ваны соответствующие машины колесопрокатного цеха (ГЗМ и ВЗМ
КПЦ) ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ», принципиальные схемы которых пред-
ставлены на рис.2 и 3.
Рис.2. Принципиальная схема горизон-
тальной закалочной машины.
Рис.3. Принципиальная схема верти-
кальной закалочной машины.
Для объемной закалки бандажей в баке было разработано приспособ-
ление термозащиты внутренней поверхности бандажной стопы (чертеж
А–22835ТП), которое схематически представлено на рис.4. Реализация
закалочных экспериментов осуществлялась в соответствии с разработан-
ными, согласованными и утвержденными в установленном порядке на
ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» опытными технологическими картами.
Рис.4. Принципиальная схема закалочного бака с приспособлением термозащиты
внутренней поверхности стопы.
258
Первые результаты опытных обработок бандажей повышенной проч-
ности и твердости показали, что предложенная в работе микролегирован-
ная сталь марки Т по ТУ У 35.2–23365425–628:2008 обладает существен-
ными преимуществами против серийной БЛ–2 по ГОСТ 398–96 по струк-
турным признакам [3,4]: размер зерна и межпластиночное расстояние в
перлите опытной стали меньше по сравнению с серийной, что позитивно
влияет на показатели прочности, твердости и ударной вязкости. Химиче-
ский состав опытной стали в сопоставлении с требованиями нормативных
документов представлен в таблице 1 (ГОСТ 398–96 – поз.1; Проект ГОСТ
398–96 – поз.2; ТУ У 35.2–23365425–628:2008 – поз.3). Сравнительный
анализ химического состава плавки №22474 (табл.1, поз.4) с требования-
ми технических условий (табл.1, поз.3) свидетельствует о полном соот-
ветствии опытной плавки требованиям ТУ У 35.2–23365425–628:2008.
Таблица 1. Химический состав опытной плавки № 22474 в сравнении с
соответствующими требованиями ГОСТ 398–96, Проект ГОСТ 398 и ТУ
У 35.2–23365425–628:2008.
Содержание элементов, % (масс.)
Не больше Норма-
тивный
доку-
мент
Мар
ка
ста-
ли
C Si Mn V Cr Ni Cu Al
[Н
]
pp
m
P S
2 0,57–
0,65
до
0,15 ГОСТ
398–96 3 0,60–
0,68
0,22–
0,45
0,60
–
0,90 0,06–
0,15
до 0,2 до
0,25
до
0,3 – 2,0 0,035 0,040
2 0,57–
0,65
до
0,15 до 0,2 0,020Проект
ГОСТ
398 4 0,65–
0,75
0,22–
0,45
0,60
–
0,90 до
0,03
0,02–
0,6
до
0,25
до
0,3 – 2,0 0,030
0,015
ТУ У
35,2–
2336542
5–
628:2008
Т 0,60–
0,68
до
0,40
0,70
–
0,90
0,08–
0,15 до 0,4 до
0,25
до
0,3
0,013
–
0,030
2,0 0,025 0,020
Опыт-
ная
плавка
22474
Т 0,66 0,34 0,76 0,127 0,19 0,118 0,0
9 0,026 1,3 0,012 0,006
На кольцебандажной линии ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» изготовлены
опытные высокопрочные бандажи ø1060 мм, которые были термически
обработанные на ГЗМ КПЦ ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» по требованиям
разработанной в ходе производственного эксперимента технологической
259
документации. Результаты испытаний опытных бандажей представлены в
таблице 2.
Таблица 2– Механические свойства высокопрочных бандажей по ТУ У
35.2–23365425–628:2008 после термического упрочнения на ГЗМ КПЦ
ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» по экспериментальным режимам в сравнении
с требованиями нормативного документа.
№ п/п
(норматив–
ный доку-
мент)
Экспе–
римен–
тальный
режим
(мин.)
σв,
Н/мм2
δ5,
%
ψ,
%
KCU +20,
Дж/см2
НВ
(глуб.
20
мм)
НВ (боко-
вая по-
верх–
ность)
1 2,0 1180 10,
5
19,
0 20 331 349
2 2,5 1170 12,
0
27,
0 20 331 347
3 2,5 *** *** *** *** *** 336
4 2,5 *** *** *** *** *** 364
5 2,5 *** *** *** *** *** 361
6 3,0 1200 10,
5
24,
0 25 337 364
7 4,0 *** *** *** *** *** 357
8 4,0 *** *** *** *** *** 372
9 4,0 1210 9,2 26,
0 37 341 375
Не менее ТУ У 35.2–
23365425–
628:2008
– 1078 8,0 12,
0 20 300
Количе–
ственно
не норми–
руется
*** – бандажи не разрушали для отбора образцов на механические испы-
тания.
Анализ данных табл.2 свидетельствует о том, что, в зависимости от
режима термического упрочнения на ГЗМ уровень ударной вязкости
опытных бандажей находится в пределах, 20…37 Дж/см2 при соответст-
вующей твердости 331…341 НВ. Очевидным является тот факт, что са-
мые низкие показатели ударной вязкости (20 Дж/см2) полученные на экс-
периментальных изделиях удовлетворяют требования ТУ У 35.2–
23365425–628:2008, поступаясь, однако, соответствующему уровню ГОСТ
398–96, обсуждаемой характеристики, при твердости, которая превышает
установленный обоими нормативными документами минимум.
На всех экспериментальных бандажах производили замеры твердости
на боковой поверхности изделия, косвенно оценивая тем самым этот по-
казатель на глубине 20 мм от поверхности катания. Такая процедура нор-
мативно допустима п. 6.6 ГОСТ 398–96. Результаты представленные в
табл.2 по этому показателю свидетельствуют о том, что все опытные из-
260
делия являются кондиционными с точки зрения требований ТУ У 35.2–
23365425–628:2008.
Термическое упрочнение бандажей на вертикальной закалочной ма-
шине осуществлялось при расходе воды 70–82 м3/час, температура воды
составляла 23+20С. При этом использовались два вида спрейеров: а) тепло-
отвод с поверхности катания; б) теплоотвод с поверхности катания и бо-
ковых граней бандажа. Химический состав плавки, термовременные па-
раметры закалки и отпуска а также механические свойства бандажей,
представлены в табл.3,4,5 соответственно.
Таблица 3. Химический состав по ковшевой пробе
Химический состав, масс. %
№
Плав-
ки C Mn Si P S Cr Ni Cu V Al Ti H,
ррм
52085 0,65 0,79 0,30 0,014 0,012 0,18 0,12 0,07 0,093 0,02 0,006 1,3
Таблица 4. Термовременные параметры термического упрочнения банда-
жей на вертикальной закалочной машине
М
ар
ки
–
ро
вк
а
ба
нд
аж
ей
Те
мп
ер
ат
ур
а
ба
нд
а-
ж
ей
п
ер
ед
за
ка
лк
ой
,
°С
П
ро
до
лж
и–
те
ль
но
ст
ь
за
ка
лк
и,
с
ек
.
П
ро
до
лж
ит
ел
ь–
но
ст
ь
по
дс
ту
ж
и–
ва
ни
я
по
сл
е
за
ка
лк
и
пе
ре
д
от
пу
ск
ом
,
ми
н.
Те
мп
ер
ат
ур
а
и
пр
од
ол
ж
ит
ел
ьн
ос
ть
о
тп
ус
-
ка
С
хе
ма
о
хл
аж
де
ни
я
ба
нд
аж
а
во
в
ре
мя
за
ка
лк
и
101 850 200 73 Охлаждение поверхности
катания бандажа
111 860 90 40
121 860 120 31
520±10°С,
3ч. ±15мин. Охлаждение поверхности
катания и боковых граней
бандажа
Температура на поверхности бандажей измерялась оптическим пиромет-
ром «MIKRON M90–Q».
Как следует из табл.5, оба варианта спрейерных устройств обеспечи-
вают соответствие бандажей по механическим свойствам требованиям ТУ
У 35.2–23365425–628:2008. При охлаждении поверхности катания и боко-
вых граней бандажа с увеличением продолжительности закалки от 90 до
261
120 секунд наблюдается повышение прочности и твердости бандажей от
112 до 116 кг\мм2 и от 324 до 328 НВ20мм соответственно.
Таблица 5. Механические свойства высокопрочных бандажей после по-
штучной закалки на вертикальной закалочной машине
KCU+20°C, кг*с/см2
Марки–
ровка
банда-
жей
σв,
кг\мм
2
δ5,
%
Ψ,
%
1 2 3 Ср.
НВ20мм НВгр. НВ40мм
101 121 11,0 28 2,6 3,6 2,9 3,0 352 371 337
111 112 13 32 1,8 2,3 3,0 2,4 324 355 298
121 116 12 31 4,3 4,4 2,4 3,7 328 331 307
Не менее Требо-
вания
ТУ У
35.2–
2336542
5–
628:2008
110 8,0 12,
0 2,0 300
– –
По технологической схеме объемной закалки (рис.4), с использова-
нием новой конструкции приспособления термозащиты внутренней по-
верхности стопы (чертеж А–22835ТП) опытных высокопрочных бандажей
проведены термические обработки изделий с вариациями термокинетиче-
ских параметров термического упрочнения.
• Температура нагрева под закалку: 860…9200С;
• Время охлаждения при закалке: 150…220 сек.;
• Температура охлаждающей воды при закалке: 27…500C;
• Температура отпуска: 480…5300C.
Результаты опытных термообработок объемной закалкой и требования нор-
мативных документов представлены в табл.6, из которой следует, что объемная
закалка обеспечивает надежное сочетание твердости и ударной вязкости опытных
бандажей.. При всех вариантах термической обработки их механические свойства
(337…352 НВ, KCU+20ºC= 32…43 Дж/см2) с запасом превышают заданные ТУ У
35.2–23365425–628:2008 и ГОСТ 398–96 требования. Вместе с тем, анализ данных
табл.6 свидетельствует о том, что увеличение времени объемной закалки до 220
секунд приводит к переохлаждению стопы бандажей, из–за чего происходит поте-
ря пластичности (δ=9.7%). Хотя это значение и удовлетворяет требования ТУ У
35.2–23365425–628:2008 (δ≥8.0%), однако оно ниже минимального значения соот-
ветствующего показателя по ГОСТ 398–96 (δ≥10.0%). При использовании техно-
логии объемной закалки для термоупрочнения высокопрочных бандажей на КБЛ
ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ», время закалки стопы должно назначаться с ограниче-
нием верхней границы τзак.≤200 секунд.
262
Таблица 6. Механические свойства опытных высокопрочных бандажей, термоупрочненных методом объёмной
закалки в сравнении с требованиями нормативных документов.
№
плав-
ки
Марки-
ровка
бандажа
Уг-
ле–
род,
масс
.%
Вана–
дий,
масс.
%
Температура
нагрева под
закалку (ºC) /
время закалки
(сек.)
Тем-
Пера-
тура
воды,
0C
Тем–
пера–
тура
отпуска,
0C
σВ,
Н/мм2
δ5,
%
Ψ,
%
KCU+2
0,
Дж/см
2
НВ,
глуб
.
20м
м
Способ за-
калки
43 900/200 27 500 1230 10,5 18,0 43,0 337
53 900/220 38 500 1290 9,7 18,0 32,0 341 21757
62
0,68 0,100
900/200 29 480 1200 12,0 28,0 35,0 352
Закалка сто-
пы в баке
цилиндром
22474 32 0,66 0,127 880/150 43 530 1110 14,5 36,0 35,0 316 Закалка сто-
пы в баке
21187 Серийн,
БЛ 2 0,62 – 860/150 40–50 530 1040 14,0 35,0 39,0 295 Закалка сто-
пы в баке
Требования ТУ У 35.2–23365425–628:2008
Не менее
– Марка
«Т»
0,60
–
0,68
0,08–
0,15 – – –
1100 8,0 12,0 20,0 300
–
Требования ГОСТ 398–96
Не менее
– Марка
«2»
0,57
–
0,65
0,00–
0,15 – – – 930–
1110 10,0 14,0 25,0 269
–
263
Установлено, также, что отпуск при температуре выше 5000C приво-
дит к некоторому снижению твердости опытных высокопрочных банда-
жей против желаемой границы в 320НВ, т.е. до 316НВ (см. табл. 6), одна-
ко при этом наблюдается повышение относительного удлинения и отно-
сительного сужения до 14,5% и 36% соответственно.
Выводы.
В промышленных условиях показана принципиальная возможность
достижения в локомотивных бандажах уровня твердости больше 300 НВ
при одновременном обеспечении необходимого запаса пластичности и
вязкости. Из опробованных способов охлаждения высокопрочных локо-
мотивных бандажей 1060х143х98, изготовленных из микролегированной
ванадием стали, наиболее эффективными с точки зрения достижения не-
обходимого уровня механических свойств являются поштучная закалка на
вертикальной закалочной машине и объемная закалка стопой. Разработа-
ны технологические параметры термической обработки бандажей, обес-
печивающие необходимый уровень механических свойств этих изделий в
соответствии с требованиями ТУ У 35.2–23365425–628:2008.
1. Промышленное производство высокопрочных железнодорожных колес. /
И.Г.Узлов, К.И.Узлов, А.В Кныш и др. // Металлург. и горноруд. пром–сть –
2008.– № 1. – С.98–101.
2. Повышение служебных характеристик железнодорожных цельнокатаных
колес при использовании микролегированной стали и оптимизированных па-
раметров термической обработки. / И.Г.Узлов, К.И.Узлов, А.В Кныш и др. //
Металлург. и горноруд. пром–сть – 2006.– № 3. – С.58–61.
3. Локомотивные бандажи с повышенными прочностными и вязкими характе-
ристиками. / И.Г.Узлов, К.И.Узлов, А.В.Кныш, А.Н.Хулин. // Металлург. и
горноруд. пром–сть – 2008.– № 4. – С.66–70.
4. Определение структурного состояния и свойств железнодорожных бандажей и
рельсов с целью минимизации износа в паре их взаимодействия. / И.Г.Узлов,
К.И.Узлов, А.В.Кныш, А.Н.Хулин и др. // Металлург. и горноруд. пром–сть. –
2009.– № 2. – С.63–66.
5. Формирование структурного состояния высокопрочных микролегированных
ванадием колес в процессе их отпуска. / И.Г.Узлов, А.М.Нестеренко,
К.И.Узлов, А.В.Кныш // «Фундаментальные и прикладные проблемы черной
металлургии». Сб.науч.тр.ИЧМ. – Вып. 11. – 2005. – С.223–228.
6. Оптимизация параметров отпуска цельнокатаных железнодорожных колес
повышенной прочности и износостойкости на основании электронномикро-
скопического анализа. / И.Г.Узлов, Г.Д.Сухомлин, К.И.Узлов, А.В.Кныш //
«Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии».
Сб.науч.тр.ИЧМ. – Вып. 13. – 2006. – С.143–148.
Статья рекомендована к печати:
Зам.ответственного редактора
раздела «Термическая обработка проката»
докт.техн.наук, проф. В.В.Парусов
264
І.Г.Узлов, К.І.Узлов, А.І.Бабаченко, А.Н.Хулін, А.А.Кононенко
Дослідно–промислова реалізація технології виробництва високоміцних
локомотивних бандажів підвищеної зносостійкості
У виробничих умовах колесопрокатного цеху ВАТ «ІНТЕРПАЙП НТЗ» реалі-
зованоі технологічні схеми виплавки, позапічної обробки, прокатування і терміч-
ного зміцнення високоміцних залізничних бандажів марки «Т» з підвищеною зно-
состійкістю по ТУ У 35.2–23365425–628:2008. З випробуваних способів охоло-
джування високоміцних локомотивних бандажів 1060х143х98, виготовлених з
мікролегованої ванадієм сталі, з погляду досягнення конкурентоспроможності і
необхідного рівня механічних властивостей найефективнішими є поштучний гарт
на вертикальній гартівній машині та об'ємний гарт стопою.
|