Релсова стомана
Изобретението се отнася до областта на черната металургия, по-специално до производството на стомана за железопътни релси с надеждност при ниски температури.
Известна стомана със следния химичен състав, тегл.%; 1. 0,65 - 0,85 С; 0,18 - 0,40 Si; 0,60 - 120 Mn; 0,001 - 0,01 Zr; 0,005 - 0,040 Al; 0,004 - 0,011N; един елемент от групата, съдържаща Ca и Mg 0,0005 - 0,015; 0,004 - 0,040 Nb; 0,05 - 0,30 Cu; Fe - почивка.
2. 0,65 - 0,89°С; 0,18 - 0,65 Si; 0,60 - 1,20 Mn; 0,004 - 0,030 N; 0,005 - 0,02 Al; 0,0004 - 0,005 Ca; 0,01 - 0,10V; 0,001 - 0,03 Ti; 0,05 - 0,40Cr; 0,003 - 0,10 Mo; ванадиевите карбонитриди 0,005 - 0,08, докато калцият и алуминият са в съотношение 1: (4 - 13), Fe - останало.
Тези стомани са предназначени за производство на релси, по-специално втората стомана е за релси, предназначени за работа по магистрали с повишена плътност на трафика. Те обаче не осигуряват необходимата производителност на релсите в условията на ниски климатични температури, характерни за обширни райони на Сибир.
Поставена е задачата да се създаде релсова стомана, от която е възможно да се произвеждат релси с повишена експлоатационна надеждност при ниски температури до -60 o C.
Съотношението на калций и сяра, равно на 0,4 - 2,0, осигурява образуването вместо струни от манганов сулфид на дълги линии от къси линии (Mn, Ca)S, кълбовидни калциеви сулфиди и черупки от калциеви сулфиди на повърхността на калциевите алуминати. Глобуларизацията на сулфидите повишава ударната якост в надлъжна и напречна посока, намалява анизотропията на ударната якост. В тази връзка значително се намалява рискът от образуване на пукнатини по време на експлоатация на релсите и се повишава тяхната надеждност, особено при ниски температури.
Ако съотношението на калцийкъм сяра е по-малко от 0,4, тогава няма глобулизация на сулфиди и повишаване на якостта на стоманата.
Съотношението съдържание на калций към сяра, по-голямо от 2,0, е трудно да се осигури със съществуващите технологии за топене, десулфуриране на стомана и въвеждане на калций в нея Трябва да се отбележи, че тъй като нивото на якост на удар, особено при ниски температури, на релсовата стомана е доста ниско, което се свързва с особеностите на нейния химичен състав, само съвместен едновременен ефект върху фиността на микроструктурата и върху състава и формата на сулфидите значително повишава надеждността на релсите при ниски температури.
Съществените разлики между предложената стомана с заявеното съотношение на компонентите са: въвеждането на никел и мед в стоманата с общо съдържание на никел, мед и хром не по-високо от 0,65% и съотношението на калций и сяра в диапазона от 0,4 - 2,0.
В литературата не открихме данни за комбинирания ефект на глобуларизацията на никел и мед и сулфид върху якостта на удар и надеждността при ниски температури. С оглед на изложеното заявеното техническо решение отговаря на критерия "новост".
Примери за конкретно изпълнение на изобретението са дадени в таблицата, която показва химичния състав на стоманите и свойствата на релсите, получени от тези стомани.
От предложената стомана и прототипна стомана в условията на Кузнецкия завод за желязо и стомана бяха валцувани железопътни релси от тип P65, които бяха термично обработени чрез масово закаляване в масло от 840 - 850 o C и темпериране при 450 o C съгласно действащите в завода технологични инструкции.
Резултатите, дадени в таблицата, показват, че когато никелът и медта се въвеждат в стоманата в такова съотношение, че общото количество никел, мед и хром не надвишава 0,65%, а съотношението на калций и сярае в диапазона 0,4 - 2,0, ударната якост на стоманата при температура 20 o C в надлъжната посока на релсата е 4,0 - 6,0 kgcm / cm 2, в напречната посока - 3,6 - 5,7 kgcm / cm 2, индекс на анизотропия n = 0,90 - 0,98. При тези условия ударната якост на стоманата върху надлъжни проби при -60 o C е в диапазона 2,0 - 2,7 kgcm/cm 2 . Когато съдържанието на никел и мед, общото съдържание на никел, мед и хром, съотношението калций към сяра под и над определените граници, стойностите на ударната якост и нейната анизотропия не се различават значително от стойностите на тези параметри за стоманен прототип.
Съгласно спецификациите TU 14-1-5233-93 релси с KCU-60 не по-малко от 2,0 kgcm / cm 2 принадлежат към нискотемпературни надеждни релси. По този начин, топенето на предлаганата стомана ще увеличи производството на релси с повишена надеждност при ниски температури за региони с ниски климатични температури.
Източници на информация 1. авт. Св. СССР N 1435650 М. клас. C 22 C 38/16, 1987 г.
2. Pat. България N 1633008 М. кл. C 22 C 38/16, 1989 г.
3. Auth. Св. СССР N 1239164, М. клас. C 22 C 38/28, 1984 г.