1.2 Технологія зміцнення залізничних коліс
Вміст водню в рідкій колісної сталі може досягати 7-8 см 3/100г металу. У цьому зв'язку колісний метал є Флокеночутливість. Наведено макроструктура обода і маточини колеса, уражених флокенов. Противофлокенной термічна обробка здійснюється як спеціальна операція в загальному технологічному процесі виробництва коліс.
У світовій практиці виробництво залізничних коліс технологія противофлокенной термічної обробки вводитися до необхідності ізотермічної витримки різної тривалості при субкритичних температурах з подальшим уповільненим охолодженням. Протіфлокенная термічна обробка полягає в переохолодженні коліс після їх виготовлення до температури інтервалу, що забезпечує протікання перетворення переохолодженого аустеніту на ферито-цементітную суміш, розчинність водню при цьому значно зменшується у зв'язку зі зміною кристалічної решеткі- ГЦК в ОЦК.
Цей інтервал становить 450-550? С. Для підвищення дифузійної рухливості водню колеса нагрівають до субкритичних температур (650? С) і витримують при цій температурі не менше 4,5 ч. Тривалість ізотермічної витримки повинна визначитися вмістом водню в даній плавці.
Нові прессо-прокатні лінії обладнані конвеєрними печами для здійснення противофлокенной термічної обробки. Довжина тунельної печі 125 м. Колеса, підвішені на гаки, проходять через піч з певною швидкістю, що й забезпечує необхідну ізотермічної витримки.
На дифузійну рухливість водню великий вплив робить величина водопроникності. Проникність і коефіцієнт дифузії водню в значній мірі при постійній температурі визначаються структурним станом, ступенем її дефектності, природою і характером розподілу неметалевих включень, і, нарешті, щільністю матеріалу, тобто наявністю пористості. Все це має принципове значення при розробці режимів противофлокенной термічної обробки залізничних коліс.
Експериментальні дані щодо зміни потоку водню в залежності від температури окремо для проникності, здійснюваної через обсяг зерен (транскристаллитного дифузія), і за їх межам (межкристаллитная дифузія). Отримані результати свідчать про те, що у всіх випробуваних варіантах водопроникність колісної стали обумовлена ??переважним розвитком міжкристалітної дифузії.
Аналіз результатів свідчить про істотний вплив температури попередньої термічної обробки на різну міру розвитку дифузії по транс- і межкристаллитному механізму.
Величина зерна дослідженої стали після нагрівання до температури 760, 850 і 1000? С, витримки при цих температурах 30 хвилин і охолодження до 700? С з піччю склала відповідно 6-8,6-7, і 2- бали. З підвищенням температури аустенітизації збільшується загальна кількість і товщина сітки структурно вільного фериту, розташованого по межах зерен.
Максимальне значення проникності за рахунок розвитку транскристаллитного дифузії спостерігається для сталі, попередньо нагрітій до 850? С, а мінімальне у разі нагрівання сталі до 1000? С.
Межкристаллитная дифузія та її внесок в значення сумарної проникності посилюється в міру зниження температури аустінітізаціі змінюється аналогічно проникності, реалізованої по межах зерен.
Технологічних температур залежно від структурного стану сталі. Залежність зміни коефіцієнта дифузії водню (інтегрального) у функції температури представлена. Відмінності в коефіцієнті дифузії водню для трьох станів стали починають істотно проявлятися з температури 550-500? С і коефіцієнта дифузії водню в колісній стали отримані після попередньої аустінітізаціі при температурі 760? С.
Наведені вище результати лягли в основу розробки нового режиму противофлокенной обробки коліс. На даний момент не існує єдиної точки зору на фізику процесу розтину внутрішньої порожнини. По різному трактуються епюри осьових, радіальних і тангенціальних (розкручують, спрямованих по дотичній) напруг. Згідно однієї теорії в основі лежить тверде (крихке) руйнування внутрішнього шару тиском зовнішніх шарів, згідно іншої теорії в основі фізики процесу лежить пластична деформація.
Найбільшого поширення набули прошивні стани (робочі кліті) з бочкоподібними валками. Двоопорне кріплення валків на таких станах дозволяє застосовувати їх для отримання гільз не тільки дрібних розмірів (діам. До 140 мм), для прокатки яких використовують також стани з дисковими і грибоподібними валками, а й для гільз більших профілів з максимальним діам. до 630 мм. Прошивка гільз великих розмірів супроводжується високими тисками на валки і консольне кріплення валків не може бути надійним. Конструкція робочої кліті прошивного стану значною мірою визначається конкретним призначенням стану. У разі використання його тільки для отримання товстостінних гільз робоч...
