Рельсовую сталь (∼0,60–0,80 % С), и аналогичную ей по составу кордовую, выплавляют в кислородных конвертерах и в дуговых печах. Наиболее сложной задачей производства этой стали является получение достаточно низкого содержания фосфора за время окисления углерода до заданной в стали концентрации. Для решения этой задачи принимаются специальные меры соответственно особенностям плавки в конвертере или дуговой печи.

В кислородном конвертере с верхним дутьем или комбинированным дутьем сверху и снизу, как было показано выше, дефосфорация начинается с первых минут продувки. Однако при высоком содержании фосфора в чугуне для получения допустимого содержания фосфора в стали при остановке на заданном высоком содержании углерода степень дефосфорации недостаточна. Как при содержании углерода ∼0,6–0,9 % по ходу плавки содержание фосфора стабилизируется или даже начинает повышаться; понижение содержания фосфора происходит далее при значительно более низком содержании углерода. Это вызывает трудность дефосфорации при производстве высокоуглеродистой стали. В случае плавки с остановкой процесса на заданном высоком содержании в стали углерода она при-водит к необходимости промежуточных повалок конвертера для смены шлака путем его скачивания и наводки нового. Это усложняет процесс, вызывает понижение производительности, повышение рас-хода шлакообразующих и чугуна.

Повалку конвертера для смены шлака производят на разных за-водах при содержании углерода 1,2–2,5 %. При высоком содержании фосфора в чугуне (0,20–0,30 %) шлак сменяют дважды при содержании углерода 2,5–3,0 % и при 1,3–1,5 %. После скачивания шлака новый наводят из свежеобожженой извести. Содержание FeO в шлаке на уровне 12–18 % поддерживают, изменяя уровень фурмы над ванной. По ходу плавки для разжижения шлака присаживают плавиковый шпат – 5–10 % массы извести. В результате дефосфорации к концу продувки до заданного в готовой стали содержания углерода получают содержание фосфора в металле ≤ 0,010–0,020 %. На выпуске в ковш металл раскисляют присадками ферросилиция и алюминия. При этом очень важной операцией является отсечка конвертерного шлака. Попадание его в ковш вызывает рефосфорацию в процессе раскисления и особенно при внепечной обработке восстановительным шлаком для десульфурации.

Получила некоторое распространение и технология выплавки рельсовой и кордовой стали в конвертерах с продувкой до низкого содержания углерода (0,03–0,07 %) с последующим науглероживанием в ковше специально приготовленными твердыми карбюризаторами (нефтяным коксом, антрацитом) Окончательную корректировку содержания углерода в стали производят на установке вакуумной обработки.

Продувка металла в конвертере до низкого содержания углерода обеспечивает глубокую дефосфорацию. Необходимо лишь на выпуске обеспечить надежную отсечку шлака для предупреждения возможности попадания его в ковш и, как следствие, рефосфорации.

Применение технологии выплавки стали в конвертере с продувкой до низкого содержания углерода с последующим науглероживанием в ковше требует использования чистых по содержанию вредных примесей и газов карбюризаторов, что вызывает необходимость их специальной подготовки и создает подчас значительные трудности. Вызывает сложности и получение нужного содержания углерода в узких пределах. Это ограничивает применение такой технологии.

Не нашла широкого применения используемая на некоторых заводах плавка в конвертере с последующим науглороживанием чугуном, предварительно залитым в ковш перед выпуском плавки из конвертера. Для этого требуется чугун, достаточно чистый по содержанию фосфора. Окончательное науглероживание раскисленного металла, с целью надежного получения содержания углерода в требуемых пределах, проводят твердыми карбюризаторами в процессе вакуумной обработки.
В дуговых печах рельсовую и кордовую сталь выплавляют по обычной, описанной выше технологии, применяя меры для интенсивного удаления фосфора из металла – присадки железной руды в завалку и в начале короткого окислительного периода, с непрерывным сходом шлака и его обновлением присадками извести. Обязательно также предупреждение попадания шлака в сталеразливочный ковш.

Вследствие низкого содержания кислорода в высокоуглеродистой рельсовой стали высокая степень чистоты ее по оксидным включениям может быть достигнута и без применения относительно сложной внепечной обработки вакуумом или в коше-печи. Для достижения такой цели достаточна продувка металла в коше инертным газом. Но при этом поступающий в ковш печной шлак, во избежание вторичного окисления им металла, не должен быть окислительным. Поэтому, перед такой внепечной обработкой выплавку рельсовой стали в ДСП производят с предварительным раскислением металла в печи кремнием и марганцем, присаживаемых в виде ферросилиция и ферромарганца или силикомарганца. Шлак перед выпуском раскисляют порошком кокса или электро-дов и гранулированным алюминием, а иногда и порошком ферросилиция. Следует, однако, иметь в виду, что при раскислении шлака, тем более кремнием, вызывающим образование SiO2, происходит восстановление фосфора. Поэтому такая операция допустима лишь после достаточно глубокой дефосфорации со сменой шлака и удалением фосфора из ванны. Окончательное раскисление стали кремнием и алюминием производят в ковше во время выпуска. Затем металл в ковше продувают инертным газом для его гомогенизации и, главным образом, для удаления хотя бы части скоплений (кластеров) включений Al2O3, вызываю-щих расслоения в рабочей части головок рельсов во время их эксплуатации. Следствием этого расслоения может быть полное отделение от-слоенных пластинок на головке рельса и преждевременный выход его из строя.

Более эффективным способом предупреждения образования расслоений в рельсовой стали, выплавленной как в конвертерах, так и в дуговых печах, является обработка жидкого металла в ковше кальцием. Как было показано, это производится введением в жидкий металл порошка силикокальция, плакированного в проволоку, или вдуваемого в токе несущего газа.

Современный железнодорожный транспорт не похож на тот, что был 100 лет назад. Скорость поездов с того времени увеличилась почти в 5 раз, а грузоподъемность в 8-10. Такие количественные изменения не могли не затронуть и рельсы, по которым перемещается локомотив. Их износостойкость, прочность и твердость также достигли нового уровня своих значений. В нынешнее время рельсовая сталь обладает целом рядом функциональных особенностей.

Химический состав

Рельсовая сталь - это группа сталей, которых объединяет общий способ применения. А именно, изготовление рельсовых путей сообщения для железнодорожного транспорта. В основе фазовой структуры сплава лежит мелко игольчатый перлит. Для выплавки металла используют либо конверторные, либо обычные дуговые сталеплавильные печи.

Рельсовые марки стали подразделяются на 2 группы в зависимости от вида применяемых раскислителей:

1. В 1-ую группу входит сталь, раскисленная ферромарганцем или ферросилицием.
2. Вторая - включает в себя раскислители на основе алюминия. Металл 2-ой группы является предпочтительней, т.к. содержит в себе меньший процент неметаллических включений.

Химический состав рельсы полностью регулируется государственным стандартом ГОСТ Р 554 97- 2013. Согласно ему, помимо основного компонента железа, сплав должен включать в себя следующий набор элементов:

• Углерод (0,71-0,82%) является базовой составляющей любой стали. Главное назначение углерода - это увеличение механических характеристик стального сплава. Происходит это за счет связывания молекул железа частицами углерода, в результате чего образуются более крупные, твердые и одновременно прочные молекулы карбидов железа. К тому же углерод позволяет стали дополнительно упрочняться при воздействии на нее повышенной температуры. Таким образом, твердость и предел прочности рельс может быть увеличен еще на 100%.
• Марганец (0,25-1,05%) способствует улучшению механических свойств рельсы. Благодаря его добавлению в состав удается увеличить значение ударной вязкости в среднем на 20-30%. Твердость и износостойкость также повышаются. Но в отличие от углерода, изменение данных показателей происходит без ухудшения его пластичных свойств, что играет не мало важную роль для технологичности рельсовой стали
• Кремний (0,18-0,40%) удаляет остатки кислорода, улучшая тем самым внутреннюю кристаллическую структуру. Снижает вероятность риска образования ликвации - химической неоднородности сплава по своему химическому составу. Все это дает возможность увеличить долговечность железнодорожного пути в 1,3-1,5 раза.
• Ванадий (0,08-0,012%) ответственен за контактную прочность рельсы. При добавлении его в сплав он сразу же связывается углеродом, образовывая карбиды ванадия. Данное соединение имеет повышенную износостойкость и плотность, тем самым увеличивая нижний порог предела выносливости сплава.
• Азот (0,03-0,07%) относится к группе вредных примесей. Его отрицательное воздействие заключается в нейтрализации легирования стали ванадием. Т.е. вместо карбидов образуются нитриды ванадия. Они обладают низкими значениями механических свойств. Не способны термоупрочняться. В общем, сводят дорогостоящее легирование ванадием на нет.
• Фосфор (до 0,035%) входит в группу нежелательных элементов в составе. Его главный отрицательный эффект - это повышение их хрупкости. Железнодорожное полотно обладает достаточной твердостью, но при этом не имеет должного значения прочности. Все это приводит к высокой вероятности образования трещин и последующему разлому рельсы.
• Сера (до 0,045%) снижает технологические параметры стали. Податливость сплава во время его горячей обработки давлением резко падает. Возникает повышенный риск образования трещин. Рельсы, полученные из такой стали, отправляются в брак по причине обладания повышенной хрупкостью.

В зависимости от содержания серы и фосфора рельсовые стали подразделяются 2 сорта. Первый сорт имеет в своем составе меньший процент данных вредных примесей. Он более предпочтителен и применяется на более ответственных участках железнодорожного пути.

Механические свойства

Рельсовые марки стали отличаются повышенной стойкостью к циклическим нагрузкам. Их предел прочности в зависимости от марки колеблется в пределах от 800 до 1000 МПа. Деформироваться рельсовая сталь начинает в промежутке от 600 до 810 МПа. Опять же, это зависит от того соотношения легирующих элементов в составе стального сплава

Сталь хорошо справляется с ударной нагрузкой. Значение ударной вязкости составляет 2,5 кг/см2. Твердость сплава находится в прямой зависимости от качества проведения термической обработки. Объемная закалка способно увеличить данный параметр до 60 единиц по шкале Роквелла.

Рельсовая марка обладает умеренной пластичностью. Относительное сужение для нее равняется 25%, что позволяет прокатывать рельсы горячим способом. Предварительно нагрев их до температуры 900-1000 ºC.

Применение и марки рельсовой стали

Как уже было сказано ранее, основное назначение данного металла — это изготовление рельс железнодорожного пути. Ниже приведен список тех марок, которые наиболее активно применяются для этой цели:

• Сталь 76. Одна из наиболее востребованных марок в производстве рельс. Основное назначение - изготовление рельс типа РП50 и РП65, которые применяется преимущественно при прокладке железнодорожных путей промышленного транспорта с широкой колеёй.
• Сталь 76Ф. От вышеописанной стали ее отличает дополнительное содержание ванадия в своем составе. Рельсы данной марки обладают большим ресурсом работы - способны пропускать через себя большее количество локомотивов.
• Сталь К63. Данная марка используется при изготовлении крановых рельс. Она дополнительно легирована 0,3% никеля. Металл помимо оптимальной прочности, обладает несколько лучшим значением коррозионностойкости.
• Сталь К63Ф. Рельсы, изготовленные из данной марки, отличаются большей циклической прочностью за счет добавления в их состав вольфрама.
• Сталь М54. Имеет повышенное содержание марганца. Применяется для производства стыковочных рельс-накладок.
• Сталь М68. Используются при прокладке путей верхнего строения.

Рельсовая марка стали сегодня является одним из ключевых материалов, применяемых при изготовлении железнодорожного полотна. Это стало благодаря оптимальным значениям механических характеристик и, что не менее важно, низкой стоимостью такого рода рельс. Но до сих пор, процесс по поиску оптимального химического состава стали данной группы продолжается. Кто знает какие решения будут приняты через год, и как они повлияют на долговечность железнодорожных путей.

[Статья] Рельсовая сталь и маркировка рельсов

Рельсовая сталь и маркировка рельсов

Рельсовая сталь

Материалом для рельсов служит рельсовая сталь. Рельсы изготавливаются двух групп: I группа - из спокойной мартеновской стали, раскисленной в ковше комплексными раскислителя-ми без применения алюминия или других раскислителей, образующих в стали вредные строчечные неметаллические включения; II группа - из спокойной мартеновской стали, раскисленной алюминием или марганец-алю-миниевым сплавом.

Качество стали определяется ее химическим составом (табл. 1.2).

С повышением в стали углерода С повышается общая прочность рельсов при изгибе, твердость и износостойкость. Марганец Mn увеличивает твердость, износостойкость и вязкость рельсовой стали, а кремний Si - твердость и износостойкость. Фосфор Р и сера S - вредные примеси. При низких температурах рельсы с большим содержанием фосфора становятся хрупкими, а серы - красноломкими (при прокате рельсов образуются трещины). Ванадий, титан и цирконий - микролегирующие и модифицирующие добавки, улучшающие структуру и качество стали.

Макроструктура современной углеродистой рельсовой стали представляет пластинчатый перлит с небольшими прожилками феррита на границах перлитных зерен. Значительная твердость, сопротивление износу и вязкость углеродистых сталей достигаются приданием им однородной сорбитной структуры (с помощью специальной термической обработки).

Механические свойства стали для рельсов I и II групп при испытаниях на растяжение должны соответствовать данным, приведенным в табл. 1.3.

Эти данные соответствуют рельсам, изготовленным из мартеновской стали, не закаленным по всей длине.

Сталь для рельсов должна иметь чистое, однородное, плотное мелкозернистое строение (макроструктуру).

Технология изготовления рельсов должна гарантировать отсутствие в них флокенов, а также местных неметаллических включений (глинозема, карбидов и нитридов титана или глинозема, сцементированного силикатами), вытянутыми вдоль направления проката в виде дорожек - строчек.

Поверхность головки рельса на его концах подвергается закалке с прокатного или индукционного нагрева токами высокой частоты.

Для обеспечения большей износостойкости и долговечности рельсы изготавливают из мартеновской высокоуглеродистой стали (типы Р75, Р65, Р50), подвергая их герметической обработке по всей длине путем объемной закалки в масле с последующим печным отпуском (ГОСТ 18267-82). Макроструктура закаленного металла головки рельса представляет собой сорбит закалки. Твердость по Бринеллю на поверхности катания головки закаленных рельсов должна быть в пределах 341-388 НВ, шейки и подошвы - не более 388 НВ.

Механические свойства объемноза-каленных рельсов должны характеризоваться величинами не менее указанных ниже:

Рельсы, полностью удовлетворяющие техническим требованиям и стандартам, относятся к 1-му сорту. Рельсы, имеющие отклонения в химическом составе и механических свойствах, относятся ко 2-му сорту.

Объемнозакаленные рельсы имеют срок службы в 1,3-1,5 раза выше, чем обычные.

Условия эксплуатации рельсов на дорогах Сибири и Дальнего Востока почти вдвое тяжелее, чем в Европейской части России. Поэтому в настоящее время созданы рельсы низкотемпературной надежности Р65, объемнозакаленные I группы, изготовляемые из ванадий-ниобий-боросодержащей стали с использованием для легирования азотированных ферросплавов. Для этих рельсов используется электросталь, варка которой производится в дуговых печах.

При температуре минус 60 °С рельсы из электростали выдерживают ударные нагрузки вдвое большие, чем рельсы из мартеновской стали.

В настоящее время российские рельсы - одни из лучших в мире. Однако японские, французские, шведские и канадские рельсы имеют значительно более низкий уровень собственных напряжений и большую чистоту рельсовой стали, а также прямолинейность. Именно поэтому сейчас началась их закупка для участков скоростного движения российских железных дорог.

Маркировка, сроки службы рельсов и мероприятия по их продлению

Маркировка рельсов производится для правильной укладки их в путь и для определения места и времени изготовления каждого отдельного рельса. Она подразделяется на основную (постоянную), выполняемую во время прокатки клеймением в горячем и холодном состоянии (рис. 1.2) и дополнительную или временную, выполненную краской. Основная заводская маркировка указывает соответствие рельсов

требованиям стандартов, а дополнительная отмечает особенности каждого рельса (укорочение, сорт и т. д.).

Завод, изготовляющий рельсы, гарантирует исправную службу рельсов в пути в течение срока наработки, исчисляемого в миллионах тонн брутто пропущенного тоннажа Т. Рельсы изымаются с пути или по износу головки или по дефектности. Как правило, вертикальный износ головки не достигает предельных значений при норме наработки Т, при которой производят сплошную смену рельсов из-за их предельного выхода по одиночным дефектам.

В настоящее время принята классификация дефектов рельсов, приведенная в табл. 1.4.

Интенсивность одиночного выхода рельсов зависит от их наработки (пропущенного по ним тоннажа), конструкции пути, нагрузок на рельсы от колесных пар обращающегося подвижного состава, плана и профиля пути, типа рельсов, качества стали и других факторов. На рис. 1.3 приведены осредненные для сети бывшего СССР кривые нарастания одиночного изъятия нетермообработанных рельсов на прямых и пологих кривых в зависимости от пропущенного тоннажа при звеньевом пути на деревянных шпалах.

Объемнозакаленные рельсы имеют значительно меньший выход, что видно, например, на графике рис. 1.4 для линии С.-Петербург - Москва.

Наибольшее одиночное изъятие дефектных рельсов производится из-за недостаточной контактно-усталостной прочности металла, из-за чрезмерного бокового износа головки в кривых и из-за коррозии подошвы рельса и кор-розионно-усталостных трещин (дефекты 44, 17, 21, 14, 11, 69 - см. табл. 1.4).

Продление сроков службы рельсов в настоящее время производится путем применения ресурсосберегающих технологий, в частности, хорошим средством восстановления служебных свойств рельсов является их периодическая шлифовка в пути или острожка старогодных рельсов на рельсосварочных предприятиях. Для шлифовки рельсов применяются рельсошлифовальные механизмы и рельсошлифовальные поезда с абразивными кругами.

Повышение качества рельсов ведется по трем основным направлениям: повышение чистоты рельсовой стали; повышение твердости рельсового металла и улучшение его структуры; повышение прямолинейности рельсов при изготовлении. Разрабатывается также рельс Р65ш, который будет иметь запас в высоте головки (6...7 мм) на последующую шлифовку.

__________________

Зарегистрируйтесь , чтобы скачивать файлы.
Внимание! Перед скачиванием книг и документов установите программу для просмотра книг отсюда . Примите участие в развитии ж/д вики-словаря / Журнал "АСИ" онлайн

Книги по СЦБ | Книги путейцам | Книги машинистам | Книги движенцам | Книги вагонникам | Книги связистам | Книги по метрополитенам | Указания ГТСС

Если не можете скачать файл... / Наше приложение ВКонтакте / Покупаем электронные версии ж.д. документов

В статье мы расскажем Вам о 8 главных технических моментах, связанных с применением рельсов на железной дороге:

2. Рельсы в разных странах

4. Рельсовые плети

5. Износ рельсов и методы его предотвращения.

6. Химический состав

7. Заключение

Итак, начинаем!

1. Понятие о рельсах и их свойства

Рельсы - основной элемент верхнего строения пути, представляющий собой стальные балки, которые укладываются на шпальную или другие опоры. Назначение рельсов: принятие и передача нагрузки от колес подвижного состава на подрельсовые опоры и направляют колеса подвижного состава; также выступают электрическими проводниками на участках с автоблокировкой и электротягой.

Образуют рельсы обычно двух-ниточный путь, но иногда допускается использование одного рельса.

Соединение происходит двумя способами: специальными скреплениями, либо сваркой (бесстыковой путь).

Свойства, которыми должны обладать рельсы:

1. Достаточная прочность (за счет стали)

2. Большая инертность и сопротивляемость

3. Долговечность

v Высокая твердость

v Износостойкость

v Вязкость

4. Высокая контактно-усталостная выносливость.

Известны рельсы, такие как уголковые, грибовидные, двухголовые, широкоподошвенные. Последние из них используются в настоящее время повсеместно во всем мире.

Чугунные и железные рельсы устарели, их сменили до нашего времени стальные.

2. Рельсы в разных странах

Различия укладки в путь рельсов России и некоторых других стран (указаны в таблице 1) достаточно существенны и подразумевают использование в определении мощности таких характеристик, как:

Масса 1 погонного метра, выраженного в кг,

Качество рельсовой стали.

Таблица 1.

Страна	Вагонные осевые нагрузки, тс/ось	Тип рельса	Масса рельса, кг/м
Россия	23,5 - 24	Р65	64.72
США, Канада	30-35		65,53 - 69,4
Европа	22,5 - 25	UJC 60	60,34

3. Эволюция длин и переход к рельсовым плетям

С течением времени в мировом масштабе проводилось увеличение длины рельсов. Небольшой экскурс в историю по так называемой «эволюции» рельсовых длин:

Россия: в XIX веке укладывали рельсы длиной 5,49 м, затем 10,67 м. Более поздние периоды были отмечены удлинением до 12,5 м, позже - 25 м.

США: вначале применялась длина 11,89 м, позже она удвоилась и стала равняться 23,78 м.

Западная Европа. Австрия, Германия: длина в 15 м также удвоилась до 30 м;

Англия, Франция, Италия, Швейцария: увеличение с 18до 36 м.

Такая тенденция связана со стремлением уменьшить количество стыков, т.к. они сокращают эффективность движения. Поясним: в стыковой зоне образуется добавочное динамическое воздействие на путь, по которому движется состав, несмотря на наличие элементов соединения стыков, таких как накладки, болты, костыли и другие крепежные изделия. Поэтому постепенно стали переходить на рельсовые плети. О них мы и поговорим в пункте 4.

4. Рельсовые плети.

В настоящее время повсеместно внедряется бесстыковой путь, представляющий собой сварные плети длиной от 250 до 800 м, между ними уложены 3- 4 уравнительных рельса длиной каждый по 12,5 м.

Со временем уравнительные рельсы стали не нужны, сварные плети прошли этап удлинения до 3 км (ранее этот отрезок пути - так называемый блок-участок - включал 4 уравнительных рельса).

В настоящее время распространен бесстыковой путь без использования уравнительных рельсов. здесь имеет место два варианта конструкции:

Блок-участки рельсовых плетей в стыковой зоне соединяются электроизолирующими накладками,

Сварка плетей от станции до станции. В этом случае образуются непрерывные сварные плати, путем электроконтактной или газопрессовой сварки на РСП (рельсосварочных предприятиях).

5. Износ рельсов и методы его предотвращения.

Как любой элемент рельсового пути, рельсы подвержены износу, то есть снижению его рабочих свойств, как то:

Коррозия подошвы,

Износ головки,

Поверхностные и внутренние дефекты в самом металле.

Всё это ведет к уменьшению максимально допустимой нормативной наработке тоннажа, пропускаемого по рельсовой нити. В России данные параметры тоннажа вариьируются в диапазоне 600-700 млн тонн брутто на пямых участках железной дороги, а также кривых с R >1000 м; на кривых - 300м < R < 1000м - тоннаж составляет 150-350 млн тонн брутто.

Выделяют технические мероприятия, проводимые для поддержания служебных свойств рельсов и продления их срока службы:

v Периодическое выравнивание головки посредством шлифовки, фрезерования либо срожки поверхности головки с ликвидацией волнообразного износа. Он характерен, когда рельсы испытывают воздействие колёс подвижного состава периодично с чередованием максимальной и минимальной нагрузок.

v Профильная шлифовка рельсов, с помощью поездов со специальным оборудованием. Они формируют ремонтные профили головки.

v Лубрикация, т.е. дозированная смазка боковой рабочей грани наружных рельсов в кривых R <500-600 м с применением лубрикаторов. Они могут быть стационарными, либо установленными на вагонах, дрезинах, локомотивах.

v Замечен факт, что рельсы можно практически полностью восстановить, уменьшим боковой износ (чуть ли не до нуля), благодаря крайне обильной смазке.

6.Химический состав рельсов.

Определяет качество рельсовой стали. В таблице 2 приведены химические элементы и свойства, влияющие на этот показатель.

Таблица 2.

Химический элемент	Влияние на качество рельсовой стали
Углерод, С	Увеличение прочности при изгибе Увеличение твердости Увеличение износостойкости
Марганец , Mn	Увеличение твердости Увеличение износостойкости Увеличение вязкости
Кремний , Si	Увеличение твердости Увеличение износостойкости
Фосфор , P	Большое содержание фосфора вредит рельсам при низких температурах. Они становятся хрупкими
Сера , S	Большое содержание фосфора вредит рельсам при низких температурах. Они становятся красноломкики (при прокате рельсов образуются трещины)
Мышьяк, As	Повышение усталосной прочности Повышение ударной вязкости Незначительное уменьшение твердости Незначительное уменьшение износостойкости
Ванадий, титан, цирконий V, Ti, Zr	Микрорегулирующие и модифицирующие добавки, улучшающие структуру и качество стали

Заключение

Тенденции в жд отрасли таковы, что как в России, так и за рубежом идет разработка рельсов без металлических включений, с низким уровнем остаточных напряжений (после проката и правки на заводе), также обладающих прочностными характеристиками, которые исключают появление дефектов контактно-усталостного происхождения.

Если у Вас возникла необходимость в покупке рельсов, как новых, так и с износом, обращайтесь к нам! Мы всегда рады помочь с выбором и поставкой товара.

ООО «УралВнешТоргЭкспорт» - надежный поставщик в сфере поставок жд материалов. Мы ценим Ваше время и готовы поставлять лишь качественную продукцию.

Звоните, пишите нам! Проконсультируем и ответим на возникшие вопросы. Наши контакты указаны

Введение

Рельсовая сталь - это углеродистая легированная сталь, которая легируется кремнием и марганцем. Углерод дает стали такие характеристики, как твердость и износостойкость. Марганец увеличивает эти качества и повышает вязкость. Кремний также делает рельсовую сталь более твердой и износостойкой. Рельсовую сталь может стать еще качественнее с помощью микролегирующих добавок: ванадия, титана и циркония.

Широкий спектр требований, предъявляемых в связи с этим к качеству железнодорожных рельсов, требует совершенствования технологических процессов, разработки, опробования и внедрения новых технологий и использования прогрессивных процессов в области производства рельсов.

Действующая на отечественных металлургических комбинатах технология производства железнодорожных рельсов обеспечивает необходимое качество и стойкость продукции. Однако в силу ряда причин рельсовая сталь в Российской Федерации выплавляется в мартеновских печах, что ограничивает технологические возможности металлургов для существенного и резкого повышения качества стали, используемой для производства рельсов.

Основной причиной малой распространенности производства рельсов из электростали является целевая направленность строительства современных электросталеплавильных цехов с печами большой емкости на утилизацию региональных ресурсов скрапа и обеспечение регионов металлопродукцией промышленного и строительного назначения. При этом достигаются достаточно высокая экономическая эффективность и конкурентоспособность.

Общая характеристика рельсовых сталей

Производство рельсов в нашей стране составляет около 3,5 % от общего производства готового проката, а грузонапряженность железных дорог в 5 раз выше, чем в США, и в 8...12 раз выше, чем на дорогах других развитых капиталистических стран. Это налагает особо высокие требования к качеству рельсов и стали для их изготовления.

Рельсы подразделяют:

По типам Р50, Р65, Р65К (для наружных нитей кривых участков пути), Р75;

Наличию болтовых отверстий: с отверстиями на обоих концах, без отверстий;

Способу выплавки стали: М - из мартеновской стали, К - из конвертерной стали, Э - из электростали;

Виду исходных заготовок: из слитков, из непрерывно-литых заготовок (НЛЗ);

Способу противофлокенной обработки: из вакуумированной стали, прошедшие контролируемое охлаждение, прошедшие изотермическую выдержку.

Химический состав рельсовых сталей представлен в таблице 1 в марках стали буквы М, К и Э обозначают способ выплавки стали, цифры - среднюю массовую долю углерода, буквы Ф, С, X, Т - легирование стали ванадием, кремнием, хромом и титаном соответственно.

Таблица 1 - Химический состав рельсовых сталей (ГОСТ 51685 - 2000)

Рельсы железнодорожные широкой колеи типов Р75 и Р65 изготовляют по ГОСТ 24182-80 из мартеновской стали М76 (0,71... 0,82 % С; 0,75...1,05 % Mn; 0,18...0,40 % Si; < 0,035 % Р и < 0,045 % S), и более легкие типа Р50 - из стали М74 (0,69...0,80 % С). После горячей прокатки все рельсы подвергают изотермической обработке для удаления водорода с целью устранения возможности образования флокенов. Рельсы поставляют для эксплуатации на железных дорогах незакаленными (сырыми) по всей длине и термоупрочненными по всей длине. Концы сырых рельсов подвергают поверхностной закалке с прокатного нагрева или с нагрева ТВЧ. Длина закаленного слоя от торца рельса 50...80 мм, а твердость закаленной части IIB 311...401. Сырые рельсы из стали М76 должны иметь ов > Ј 900 МПа и 5 > 4%. Технология изготовления рельсов должна гарантировать отсутствие в них вытянутых вдоль направления прокатки строчек неметаллических включений (глинозема) длиной более 2 мм (группа I) и более 8 мм (группа II), так как подобные строчки служат источником зарождения трещин контактной усталости в процессе эксплуатации.

Высокая грузонапряженность железных дорог привела к тому, что работоспособность сырых нетермоупрочненных рельсов перестала удовлетворять требованиям тяжелой работы сети железных дорог.

Дальнейшее повышение эксплуатационной стойкости термически упрочненных рельсов может быть достигнуто легированием рельсовой стали. Перспективным является легирование углеродистой рельсовой стали небольшими добавками ванадия (-0,05 %), применение легированных сталей типа 75ГСТ, 75ХГМФ и др., а так же применение термомеханической обработки.