КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Закалка концов рельсов
Первой стадией использования упрочняющей термической обработки для повышения срока службы рельсов была закалка головок на концах рельсов. Концы рельсов, соединенные накладками с болтами и составляющие стыки в звеньевом пути, воспринимают наибольшую динамическую нагрузку от колес подвижного состава, вследствие чего они быстрее сминаются, выкрашиваются и разрушаются в результате образования дефектов 17.1, 30Г.1, 41.1 и др. Для предотвращения преждевременного смятия, износа концов и образования других концевых дефектов проводят упрочнение зоны, воспринимающей удар от колеса на стыке, путем термической обработки. В 50-х годах на металлургических заводах началось массовое внедрение закалки концов рельсов. По ряду причин на разных заводах были применены различные методы: закалка с прокатного нагрева и с нагрева токами высокой частоты. Эти методы со временем были усовершенствованы и в таком виде применяются в настоящее время для всех рельсов, не подвергающихся упрочняющей термической обработке по всей длине. Действующими стандартами на рельсы предусматривается закалка их головок на концах на длине не более 80 мм. При этом должна быть обеспечена глубина закаленного слоя с твердостью больше НВ 300 не менее 4 мм, постепенный переход от закаленного слоя металла к незакаленному как по поперечному сечению рельса, так и по поверхности головки, а также отсутствие перегрева. Закалка концов рельсов с прокатного нагрева применяется на КМК и ДМЗ. После разрезки горячей полосы на концы мерных рельсов накладывают специальные струевые аппараты, состоящие из коробки с отверстиями и патрубка для подвода воды. Внутренняя стенка аппарата, имеющая несколько рядов отверстий диаметром 1,5—1,8 мм, облегает профиль головки рельса, чтобы закаливать только поверхность катания, Боковые грани головки не закаливаются, так как при быстром износе боковой грани нетермообработанной части рельса на закаленном конце создается выступ, нарушающий плавность хода поезда, особенно в кривых участках пути.
Аппарат крепится к подошве рельса специальными скобами. Чтобы предохранить от закалки боковые грани головки в пазы аппарата набивают асбест, позволяющий осуществить полное прилегание корпуса аппарата к нижней части боковой поверхности головки рельса. К моменту пуска воды головки рельса охлаждаются до температуры 800—950 °С. Закалка водой (1,0—1,5 л/с) проводится на КМК в течение 45 с для рельсов Р50 и 55 с для рельсов Р65. После прекращения подачи воды происходит самоотпуск закаленной зоны за счет тепла, аккумулированного в рельсе. Средняя твердость после закалки составляет НВ 330 у рельсов КМК и НВ 350 у рельсов ДМЗ. Несмотря на некоторые преимущества метода закалки концов с прокатного нагрева (простота и дешевизна из-за отсутствия нагревательных средств, необходимых для повторного нагрева), непостоянство температуры в момент начала закалки не позволяет получать стабильное качество закаленного слоя. Поэтому с точки зрения качества рельсов предпочтительнее проводить дополнительный нагрев закаливаемой зоны, выдерживая более узкий постоянный температурный интервал нагрева перед закалкой. Важно при этом, чтобы оборудование для закалки концов вписывалось в поток производства рельсов, обеспечивая ту же производительность, что и производительность рельсобалочных станов. Наиболее совершенным из существующих методов принято считать метод закалки концов с нагрева токами высокой частоты. Этот метод применяется на заводе «Азовсталь» и НТМК в несколько различных вариантах. В обоих случаях нагрев конца головки рельса на длине 80—90 мм проводят индукционным способом при помощи индукторов, питающихся от генераторов повышенной частоты.
Закалка концов рельсов с индукционного нагрева, применяющаяся на НТМК и заводе «Азовсталь», проводится после замедленного охлаждения, правки, фрезеровки торцов и сверления болтовых отверстий в рельсах. Для этого на оба конца рельса надеваются индукторы, с помощью которых нагревают головки рельсов под закалку. На НТМК используют ток частотой 2,5, на заводе «Азовсталь» 0,5 кГц. Температура нагрева составляет 950 °С. После нагрева с помощью специального движущегося спрейера головки рельса охлаждают конденсатом на заводе «Азовсталь» и сжатым воздухом на НТМК. Нагретую поверхность головки на заводе «Азовсталь» охлаждают при помощи аппарата, представляющего собой передвижную плоскую щелевую насадку с шириной щели 1,5 мм и длиной щели 40 мм. Это приспособление создает плоскую сплошную струю, ориентированную поперек головки рельса и перемещающуюся вдоль его оси. При помощи специального эксцентрика, связанного с мотором, струя совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси рельса, рассчитанное так, чтобы получить равномерное охлаждение всей нагретой поверхности и плавный переход по длине от закаленного к исходному незакаленному металлу. Плавность перехода здесь особенно важна, так как эта зона находится в месте непосредственного динамического воздействия колес. Охлаждающее приспособление, применяемое на НТМК представляет собой сопло, через которое подается струя воздуха под давлением 0,45—0,50 МПа. Сопло устанавливается под углом 40—45° к торцу над рельсом на расстоянии 10 мм от нагретой поверхности на длине 60 мм. Общее время нагрева до температуры 950 °С, применяемой при закалке концов на заводе «Азовсталь», составляет 35—40 с. На НТМК, вследствие применения более мощного генератора, — 25—30 с. Продолжительность охлаждения приспособления «Азовстали» составляет 25—30 с, НТМК— 16—20 с. Микроструктура по глубине головки на закаленных концах рельсов представляет собой сорбит отпуска, который затем переходит в узкую зону бейнита на глубине до 3—4 мм и далее сменяется сорбитом закалки с отдельными мелкими выделениями феррита. Такая зональная структурная неоднородность по глубине, связанная со слишком интенсивным охлаждением при закалке, затем способствует образованию выколов в стыках при работе рельсов. В структуре закаленного слоя рельсов НТМК на расстоянии 70—80 мм от торца иногда встречаются участки неотпущенного мартенсита, что также может приводить к образованию местных выкрашиваний металла.
В целом закалка концов рельсов значительно увеличила (в 2—2,5 раза) стойкость рельсов в стыке к смятию и износу. Однако по мере увеличения грузонапряженности, скоростей движения и осевых нагрузок выявилась недостаточность этого мероприятия. Появились новые дефекты (смятие за закаленным слоем в виде седловин), участились наблюдавшиеся ранее концевые дефекты (выколы), связанные с неоднородностью структуры закаленного слоя и др. По мере внедрения термического упрочнения рельсов по всей длине с более стабильными и надежными режимами обработки значение закалки концов рельсов уменьшается. Поскольку, однако, при всех условиях эксплуатации стыкового пути динамическое воздействие на концы рельса остается большим, чем по всей остальной длине, необходимость какого-либо дополнительного упрочнения концов рельсов в дальнейшем представляется целесообразной.
Дата добавления: 2015-06-27; Просмотров: 1601; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |