1.5 Предварительный выбор материала детали

Сталь для их изготовления применяют трех видов:

- Мартеновскую;

- Конверторную;

- Электросталь.

До 1983 года была бессемеровская сталь

В состав рельсовой стали, кроме железа, входят:

- углерод (0,71...0,82%),

- марганец (0,75...1,05%),

- кремний (0,18...0,4%),

- фосфор (не более 0,045%)

- медь (очень мало)

Углерод придает высокую твердость рельсовой стали. Повышение содержания углерода в мартеновской стали увеличивает её износостойкость. Верхние пределы содержания углерода установлены во избежание увеличения хрупкости стали и возникновения поверхностных дефектов, раковин, плен и т.п. Рельсы из стали с содержанием углерода выше среднего относятся к твёрдым. Рельсы из стали, содержание углерода в которых равно или ниже среднего значения, относятся к нормальным. Марганец также повышает твёрдость и износостойкость стали, увеличивая одновременно и её вязкость.

Кремний в указанных ограниченных количествах увеличивает твёрдость металла. Фосфор и сера — примеси вредные: при большом содержании фосфора рельсы становятся хрупкими при низких температурах, при большом содержании серы появляются трещины при прокате рельсов (красноломкость). Небольшая примесь меди несколько повышает коррозионную стойкость стали (таб.1.5).

Таблица 1.5 Обозначение марки стали

Марка стали	Масовая зависимость елементов, мас. %:
	C	Cr	S	P	Si	Mn	V	Ti	Al
К78ХСФ	0.76-0.82	0.04-0.6	0.025	0.025	0.4-0.8	0.75-1.05	0.05-0.15	-	0.005
Э78ХСФ	0.71-0.82	-			0.25-0.45				0.020
М76Ф			0.04	0.035			0.03-0.15
К76Ф			0.035	0.030			0.03-0.15
Э76Ф			0.03	0.025
М76Т			0.04	0.035				0.007-0.025
К76Т			0.035	0.03
Э76Т			0.03	0.025					0.025
М76			0.04	0.035
К76			0.035	0.03

1 В марках стали буквы М,К,Э – обозначают способ выплавки стали, цифры – среднюю массовую долю углерода. Буквы Ф,С,Х,Т- легирование стали ванадием кремнием хромом и титаном соответственно.

2 Допускается массовая доля остаточных элементов – хрома (В рельсах категории Т1,Т2,Н), никеля и меди не более 0,15% каждого, при суммарной массовой доле не более 0,40%

3 Химический состав для рельсов Р65К должен соответствовать указанному, за исключением массовой доли углерода, которая должна быть 0,83-0,87%. При этом цифры в марке стали заменяют на 85.

Например:

Рельс Р65 –Т1- М76Т - 25 -3/2 ГОСТ Р 51685 -2000

- Тип Р65;

- Категория Т;

- М- мартеновский способ выплавки;

- 76 – содержание углерода (в сотых долях процента);

- Т – легирование титаном

- 25 –длина, м 3/2- по три болтовых отверстия с двух концов;

- Гост

Легирование может быть:

- Т- Титаном;

- Ф – Ванадием;

- С- кремнием;

- Х – хромом;

Таблица 1.6 - Механические свойства рельсов железнодорожных широкой колеи Р50, Р65.

Тип рельса	Категория, марка стали	Временное сопротивление, н/мм2(кгс/мм2)	Предел текучести, н/мм2(кгс/мм2)	Относительное удлинение, %	Относит ельное сужение, %	Ударная вязкость,kcuдж/см2 (кгсм/см2)	Твердость на поверхности катания, нв
Р50	Т1	1180(120)	800 (82)	8.0	25.0	25 (2.5)	341-401
Р65	Т2	1100(112)	750 (76)	6.0	25.0	15(1.5)	321-401
Р65	Н	900 (92)	-	5.0	-	-	-

Таблица 1.7 - Химический состав стали

Марка стали	Масовая зависимость елементов, мас. %:
	С	Si	Мп	Массовая доля элементов,s и р Не более
М76ф				0,035
Э76ф				0,03-0,15 0,025
Э85ф	0,83-0,87	0,25-0,45	0,75-1,05	0,025
М76				0,035
Э76				0,025