книги из ГПНТБ / Полухин П.И. Прокатка и термическая обработка железнодорожных рельсов

366 ТЕРМИЧЕСКАЯ о б ра б о тк а р е л ь с о в

*Пробы взяты непосредственно после отрезки.

**То же, из печи.

Таблица 70

предыдущему варианту. Пробы охлаждали до 550°, а затем по­ мещали в печи, нагретые до этой же температуры. Затем произ­ водили закалку и замедленное охлаждение в печах. Для обра-- ботки были взяты пробы из стали, продутой в жидком' состоя­

нии водородом.

Твердость на поверхности катания каждой пробы измеряли во многих точках; устанавливали пределы колебаний ее и сред­ нюю по варианту (табл. 72). Низкая твердость получена на про­ бах первых трех вариантов. Для нормальной работы рельсов в пути эта твердость недостаточна.

Копровые испытания термически обработанных проб прово­ дили при нормальной температуре и при —50°. Условия испы­ тания были приняты следующие: вес бабы 1 т, высота падения ■ее 4 м. Уменьшение высоты падения бабы против стандартной ■было принято для того, чтобы при —50° работа удара не была большой и позволила бы получить сравнительные данные. Замо­ раживание проб производили в термостате, наполненном смесью керосина и спирта, в которую погружали твердую углекислоту. Пробы после первого удара вновь не замораживали.

Таблица 73

РЕЗУЛЬТАТЫ КОПРОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ТЕРМИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ ПРОБ

В табл. 73 приведены средние данные испытаний всех проб, расположенные по убывающей стойкости при —50°. При этой температуре получается большое различие в стойкости проб, об­ работанных по различным вариантам. Результаты испытаний при+ 20° более близки, чем при —50°.

Если принять за основу испытания при —50°, то для мягких

В твердых плавках хорошие результаты получились для твердых проб варианта III, но, как указано выше, твердость этих проб неудовлетворительная.

При исследовании макроструктуры обнаружилась характер­ ная полосчатость, как результат прерывистого охлаждения при закалке в отдельных струевых приборах. На рис. 187, а пред­ ставлено сравнительно симметричное и правильное чередование темных и светлых полос. Такое распределение полос встречает­ ся реже, чаще наблюдается асимметрия и пересечение их друг

372 ТЕРМИЧЕСКАЯ• ОБРАБОТКА РЕЛЬСОВ

бине 4—5 мм. в структуре возникает «светлая составляющая» на основном фоне сорбита; Здесь мартенситное превращение про­ шло только частично, а часть структуры, именно светлая ее со­ ставляющая, представляет собой продукт надмартенситного распада аустенита.

Количество светлой составляющей растет с увеличением глу­ бины и достигает наибольшей величины на глубине 7—8 мм. Эти слои металла испытали, по-видимому, превращение, очень близ-

Рис. 189. Изменение твердости по глубине закаленного слоя рельса

кое к изотермическому превращению в промежуточной области. На большей глубине количество светлых полей уменьшается, и их вытесняет более темная струкутра, имеющая вид сорбита отпуска. На глубине 11,5 мм количество светлой составляющей Наименьшее. Очевидно, окружающий ее сорбит образовался в результате закалки, которая произошла во втором или третьем закалочном аппарате. На этой глубине охлаждение в первых аппаратах еще не вызвало распада аустенита,/ а произошло только подстуживание его. На еще большей глубине повторяется процесс образования светлой составляющей в результате того, что этот слой испытал только частично мартенситное превраще­

ние.

Далее, с увеличением глубины, этот цикл повторяется еще. раз: количество светлой-составляющей снова уменьшается, и ее почти нет на глубине 20,5 мм. Более глубокие слои уже не испытывают мартенситного превращения, и структура постепен­ но переходит в обычную феррито-перлитную структуру рельсо­ вой стали на глубине 28—29 мм. Этой периодичности структур

отвечают и колебания твердости (рис. 189). Кривая твердости представляет собой чередующиеся максимумы и минимумы. Первому максимуму а соответствует структура ориентированно­ го сорбита. Появление в структуре светлой составляющей сни­ жает твердость; наименьшему значению твердости соответствует

1,4,7 - слои с заколочно - отпускной структурой

2;5,8 -слои со смешанной структурой

3. 6, 9 -слои со структурой изотермического распада аустенита

-----------средняя температура в последующих аппаратах

Температура отпуска

соответствует структура, сходная с сорбитом отпуска. Указанное чередование структур можно иллюстрировать сле­

дующей схемой (рис. 190). Здесь представлены кривые охлаж­ дения девяти слоев металла, из. которых первый расположен вблизи поверхности, а девятый — в глубине. В первом закалоч­ ном аппарате слой 1~ охлаждается ниже температуры точки Мн— начала мартенситного превращения; слой 2 только некото­ рое время находится при температурах ниже точки Мн, а затем во время передачи пробы к следующему аппарату температура