(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系材料をγ域から冷却するときに異形材表面部分からの排熱を強めて異形圧延材を熱処理するための方法であって、圧延材の希望する横断面範囲で強さを高めた微細パーライト組織への変態が起き、室温に冷却するとき、組織変態後に強力に冷却される横断面範囲で長手軸線に対して垂直に圧延材の熱歪みによる変形又は反りが低減され、圧延材の剛性及び両振り曲げ疲れ強さの向上が達成されるものにおいて、圧延材が最高１１００℃ただし少なくとも７５０℃の平均温度で、その長手方向に塑性加工時に真っすぐに整列させられ、整列状態で横方向に動かされて保持され、圧延材の第１冷却工程において圧延材が、８６０℃以下ただし合金のＡｒ３温度より５〜１２０℃以上の温度に、同じ局所的冷却強度で冷却され、次に第２冷却工程において長手方向に局所的に実質的に同じ強度ただし横断面で見て周方向に異なる強度で、圧延材から熱が取り去られ、圧延材の周囲の少なくとも１つの帯域で冷却強度が強められ、周囲に対して横断面の割合が大きいか又は表面積に対する体積の割合が大きいか又は質量集中が高い範囲及び／又は圧延材の局所的に高い温度を有する範囲に、より大きな冷却強度が割り当てられ、冷却条件においてマルテンサイトのない微細パーライト組織が形成されるように高められた冷却速度で前記の範囲が変態温度にされ、後続の工程において同じ局所的冷却強度で室温まで冷却が行われることを特徴とする、異形圧延材の熱処理方法。
【請求項２】
圧延材の熱間加工後に最終圧延において１．８〜８％の変形度で、少なくとも７７０℃の温度で熱処理が行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２冷却工程のときに異形圧延材の周囲の２つ以上の帯域で冷却強度が強められることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
最大の質量集中を有する異形圧延材部分が浸漬法で又は冷却液に浸漬して冷却され、同時に強力冷却用に予定された質量集中の低い別の圧延材部分から、冷却強度の低い媒質によって熱が取り去られることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の方法。
【請求項５】
８００℃〜４５０℃の温度範囲で表面近傍帯域の冷却が、実質的に１．６〜２．４℃／秒で達成されるように、冷却強度の値が調整されることを特徴とする、請求項１ないし４の１つに記載の方法。
【請求項６】
Ｔ形横断面範囲を有する異形圧延材の場合に、腹部に対向した帯域又は面が強度を強めて冷却されることを特徴とする、請求項１ないし５の１つに記載の方法。
【請求項７】
腹部に対向した表面帯域が、冷却強度を強めて、実質的に腹部軸線に対して対称に構成されて横方向に限定されることを特徴とする、請求項１ないし６の１つに記載の方法。
【請求項８】
異形圧延材の横断面のうち質量集中又は腹部接合部を基準に遠位の範囲の冷却強度の上昇が防止され、かつ／又はこれらの範囲が熱除去の増加から保護されるか、又は少なくとも短時間加熱されることを特徴とする、請求項１ないし７の１つ、特に請求項７に記載の方法。
【請求項９】
冷却時にγ組織の変態が起きる帯域が中立面に対して実質的に平行対称にかつ／又は平行に構成されるように、異形圧延材の表面の冷却強度が調整されることを特徴とする、請求項１ないし８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
横断面に関して一部を浸漬槽内の冷却液に浸漬される圧延材が、冷却される間、長手方向で冷却液容器又は浸漬槽に対して相対的に移動されることを特徴とする、請求項１ないし９の１つに記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも圧延材の一部が冷却液に浸漬されている時間に、冷却液が振動を加えられるか又は振動させられることを特徴とする、請求項１ないし１０の１つに記載の方法。
【請求項１２】
鉄系材料をγ域から冷却するときに異形材表面部分からの排熱を強めて異形圧延材を熱処理するため、請求項１ないし１１の１つに記載された方法を実施するための装置であって、実質的にローラテーブル（２１）の圧延材用の少なくとも１つの待機範囲（Ａ）と、圧延材位置決め装置と、冷却処理範囲（Ｂ）と、圧延材の表面から高い強度で部分的に排熱する装置と、圧延材（１）を室温に冷却する最終冷却範囲（Ｃ）と、横輸送・保持・操縦手段とからなるものにおいて、待機範囲（Ａ）のローラテーブル（２１）が圧延材位置決め装置と、異形圧延材（１）の塑性加工のときに圧延材を直線状に又は同一軸線で整列させるための手段（２２，２３）と、圧延材（１）を直線状に又は同一軸線で並べてその軸線に対して実質的に垂直に待機範囲（Ａ）から冷却処理範囲（Ｂ）へ運ぶための横輸送装置とを有し、この範囲（Ｂ）に保持・操縦装置（２４）で圧延材を浸漬槽（３８）内の冷却液（３７）によって焼入れするための装置と、圧延材の少なくとも１つの別の範囲を強力に冷却するための制御可能な補助冷却装置（３）が設けられており、最終冷却範囲（Ｃ）が圧延材（１）を室温に冷却するための圧延材用保管部（２５）を有することを特徴とする、装置。
【請求項１３】
補助冷却装置（３）が圧延材（１）に合わせて調整可能であり、またその冷却強度が制御可能であることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
補助冷却装置（３）が圧延材の長手方向又は軸線方向で実質的に中断されることなく横方向で限定された局所的冷却剤流（３１）を構成するための部分を有し、また冷却された面に隣接した面からの強力な熱除去を防止するための手段（３４）を有することを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
補助冷却装置が強制空気冷却装置又は噴霧冷却装置として構成されていることを特徴とする、請求項１２ないし１４の１つに記載の装置。
【請求項１６】
圧延材（１）が冷却液（３７）内で長手軸線方向で浸漬槽（３８）に対して相対的にかつ／又は補助冷却装置（３）に対して相対的に移動可能であることを特徴とする、請求項１２ないし１５のつに記載の装置。
【請求項１７】
浸漬槽（３８）及び／又は冷却液（３７）内に、冷却液（３７）を乱流で運動させかつ／又は振動させることができる装置が設けられていることを特徴とする、請求項１２ないし１６の１つに記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも部分的に微細パーライト組織構造（１１１）を有する軌条頭部（２１）、軌条底部（１３）、及び軌条頭部（１１）と軌条底部（１３）との間の腹部（１２）からなる、請求項１２ないし１７の１つに記載された装置内で製造された異形圧延材において、圧延材（１）の横断面で見て頭部（１１）の上側範囲（１１１）に高材料硬さを有し、材料硬さの値が下側頭部範囲（１１２）、腹部（１２）及び底部（１３）の周辺部分（１３２）で低下しており、底部底面の中心範囲（１３１）では材料の硬さ値が高くなっていることを特徴とする、異形圧延材。
【請求項１９】
横断面異形材の主軸線に対して対称に、実質的に同じ材料硬さ値が設定されていることを特徴とする、請求項１８に記載の異形圧延材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鉄系材料をγ域から冷却するときに形材表面部分からの排熱を強めて異形圧延材、特に走行用又は鉄道用軌条を熱処理するための方法であつて、軌条の希望する横断面範囲（単・複）、特に頭部範囲で強さを高め、特に耐摩耗性を高めまた硬さを高めた微細パーライト組織への変態が起き、場合によつては室温に冷却するとき、特に組織変態後に強力に冷却された横断面範囲（単・複）で長手軸線に対して垂直に圧延材、特に軌条の熱歪みによる変形又は反りが低減され、好ましくは実質的に防止され、圧延材の剛性及び両振り曲げ疲れ強さの向上が達成されるようになつたものに関する。
【０００２】
本発明は更に異形圧延材、特に走行用又は鉄道用軌条を熱処理するための装置であつて、実質的にローラテーブルの圧延材用の少なくとも１つの待機範囲と、圧延材位置決め装置と、冷却処理範囲と、圧延材の表面から高い強度で部分的に排熱する装置と、圧延材を室温に冷却する最終冷却範囲と、保管・横輸送・保持・操縦手段とからなるものに関する。
【０００３】
本発明は、最後に少なくとも部分的に微細パーライト組織構造を有する軌条頭部と軌条底部と軌条頭部、軌条底部の間の腹部とからなる異形圧延材、特に走行用又は鉄道用軌条を扱う。
【０００４】
異形圧延材、特に走行用又は鉄道用軌条は普通重量％でＣを０．４〜１．０、Ｓｉを０．１〜１．２、Ｍｎを０．５〜３．５、場合によつてはＣｒを１．５以下含有し、その他の合金元素を１％以下の濃度、残りは鉄と製造に起因した不純物を含有した鉄系合金から製造される。例えば重量３０〜１００ｋｇ／ｍの通常の寸法とそのことから生じる軌条周面に対する横断面の割合とに基づいて、例えば冷却床等上の静止空気で加工熱から圧延材を冷却する場合、冷却が緩慢なためにオーステナイト構造から場合によつてはフエライト成分を有する粗パーライト構造への組織変態が起きる。最初に述べられた上記構造を有する材料は硬さが２５０ＨＢ〜３５０ＨＢである。
【０００５】
交通量の増加、軸重の増大、鉄道用軌条の場合に実際の使用時にその耐久性を向上する要望から、材料の強さ及び耐摩耗性を高める提案が数多くなされた。硬さ４００ＨＢ以上の好ましい又は改良された材料特性が熱処理及び／又は合金技術的措置によつて達成することができる。
【０００６】
しかし軌条は屋外で特にスムーズな線区長さ又は多重長さを形成するために、良好に溶接可能でなければならず、材料の硬さ又は強さ及び靭性を高めるための合金技術的措置は溶接問題の故に大抵は僅かな範囲でのみ実施可能であり、鋼の組成に合わせられた熱処理で目標に到達する（ドイツ連邦共和国特許第３４４６７９４号明細書、欧州特許第１８７９０４号明細書、欧州特許第１８６３７３号明細書）。経済的理由からもこのような方法は大きな規模では実証されなかつた。
【０００７】
最初に述べられた材料からなる軌条及び転てつ器部品の使用特性を高めるために、当業者が承知しているように、焼入れ熱処理によつて微細パーライト材料構造を調整することが可能である。オーステナイト化温度から冷却するときに適切な冷却条件又は冷却率を調整することが大切である。このために例えば欧州特許第２９３００２号明細書では、当初高い冷却強度の後に約５３０℃で材料の事実上等温組織変態を実施することが提案される。更にドイツ連邦共和国特許出願公開第２８２０７８４号明細書により、沸騰水のなかで特定組成の軌条の焼入れを実施し、添加剤と運動措置とによつて微細パーライト組織状態を調整するための希望する冷却強度を達成することが公知である。
【０００８】
オーストリア特許第３２３２２４号明細書により、選択された合金において特定の冷却パラメータを適用し、例えば１０〜２０℃／秒の冷却速度で最高５５０℃の温度にまで冷却することによつて、均質な微細パーライト構造を有する軌条を製造することが既に示唆された。しかし上記措置に共通する欠点として、表面の同じ冷却強度が圧延形材の質量集中に応じて、表面近傍帯域でさまざまな冷却速度及び組織構成を生じることがあり、殊に曲げ荷重を受ける軌条部分で望ましくない局所的組織構成又は材料特性、特に過剰な硬さ及び脆性を防止するためにしばしば支出を要する予防措置を講じなければならない。
【０００９】
軌条の横断面に不均質マクロ構造を、それもしかもその都度の荷重に応じて適切に調整することも、さまざまに提案された。ドイツ連邦共和国特許第３００６６９５号明細書により、例えば圧延熱から軌条を冷却することによつて横断面全体で変態を引き起こし、次に軌条の頭部を、特に誘導加熱によつて再オーステナイト化し、引き続き焼入れする方法が公知である。更に国際特許出願公開第９４／０２６５２号明細書により、軌条頭部を４５０〜５５０℃の表面温度に至るまで、特別に調整された冷却強度で冷却剤内で冷却し、これにより軌条頭部内に微細パーライト組織を引き起こすことが提案された。このような処理には、ドイツ連邦共和国特許第４００３３６３号明細書に記載された軌条を懸垂焼入れするための装置が適している。
【００１０】
しかし異形圧延材の横断面にわたる不均質な冷却は、室温時に直線性からの湾曲又は偏差を生じることがある。この欠点を防止するために軌条を懸垂して、好ましくは頭部を下にして冷却床上を搬送し又は冷却することが提案されたが（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３７９９１号明細書）、しかし横断面にわたつて不均質な組織構造を適切に構成することがほとんど不可能である。
【００１１】
従来公知の方法及び装置のすべてに共通する欠点として、それらは異形圧延材を製造するときに限定的地域で、又は個々の工程に関係して充分に目標に到達する解決策を記載してはいるが、しかし特別の品質特性を有する高品質の長尺軌条を経済的に製造するときの問題全体の充分な解決策を示すことはできない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
この点で本発明は救済策を提供せんとするものであり、公知の製造方式の欠点を取り除いて、特に有利な使用特性を有する異形圧延材を製造することのできる新規な方法を明示することを目的とする。本発明の課題は、更に特にこの方法を実施するための装置を提供し、きわめて厳しい荷重のための圧延材、特に軌条を構成することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的は、類概念に係る方法において、圧延材特に軌条が最高１１００℃、好ましくは量高９００℃、しかし少なくとも７５０℃の平均温度でその長手方向で塑性加工時に真つすぐ整列させられ、整列状態で横方向に向けられて保持され、圧延材又は軌条の第１冷却工程のとき圧延材又は軌条が８６０℃以下、好ましくは約８２０℃、特に合金のＡｒ３温度より５〜１２０℃高い温度で、同じ局所的冷却強度で、好ましくは実質的に静止空気の放射によつて補償的に冷却され、次に第２冷却工程のとき長手方向で局所的に実質的に同じ強度、横断面で見て周方向で異なる強度で圧延材から熱が吸収され、異形圧延材の周面の少なくとも１帯域で冷却強度が強められ、周面に対して横断面の割合が大きく又は表面積に対する体積の割合が高く又は質量集中が高い範囲（単・複）に、及び／又は圧延材、特に軌条の局所的に高い温度を有する範囲により大きな冷却強度（単・複）が割り当てられ、冷却条件においてマルテンサイトのない微細パーライト組織が形成されるように高められた冷却速度で範囲（単・複）が変態温度にされ、次に後続の工程のとき同じ局所的冷却強度で、例えば静止空気で室温までの冷却が行われることによつて達成される。塑性加工のとき圧延材の直線状整列が行われ、これが７５０℃〜１１００℃の温度範囲で行われる点が大切である。７５０℃より低い温度は直線状整列からの偏差を有して部分弾性曲げを生じ、その結果軌条の平均温度で冷却強度が不均一となる。１１００℃を超える圧延材温度は普通オーステナイト粒子の成長又は粗粒形成を引き起こし、これにより結局材料特性が不利な影響を受けることがある。直線的に整列した圧延材から出発して、長手方向で均一に調整された微細パーライト横断面範囲を構成するために、圧延材が保持されて第１冷却工程のとき８６０℃以下の温度にまで同じ局所的冷却強度で補償的に冷却されることが大切であることが判明した。一方で場合によつて横輸送装置に偏在載置されることによつて長手方向で温度分布の局所的不均一が引き起こされるが、この不均一を補償することができる。他方で異形圧延材の横断面に軸線対称な又は中心対称な温度分布が調整され、これによりその直線性が安定する。横断面の諸部分で組織を微細パーライト構造態様に部分的に変態するための好ましい条件を提供するために、合金のＡｒ３温度より５℃〜１２０℃高い温度へのこの補償的冷却を行うのが特に有利である。Ａｒ３温度とは、冷却速度３℃／分のときに合金のγ格子からα格子への変態が始まる温度である。長手方向で実質的に同じ強度、横断面で見て周面側で異なる熱吸収強度で圧延材を冷却すること自体は公知である。しかし表面の冷却強度を強められた範囲を圧延材の質量集中に応じて割り当てることが大切である。直線状整列、補償的冷却、対称的温度分布の調整及び冷却範囲の割り当てと合わせて、横断面範囲にわたつて異なる冷却速度は圧延材の長手方向で実質的に同一に保つことができる。圧延材の所定の範囲を変態温度とする冷却速度の値をそれ自体公知の措置によつて調整することが大切である。特定組成の合金の温度−時間変態曲線が図３に示されており当業者には周知であるが、この曲線からわかるように、Ａｒ３温度からの冷却率��高い場合（曲線ｃ，ｄ）例えば組織中にマルテンサイト分が形成され、これにより材料は硬さが増すのではあるが、しかし本質的に弾性を失い、破壊のおそれが強まり、予定された使用が不可能となる。低い冷却率、例えば曲線ｈは粗パーライト軟質組織構造を引き起こす。従つて変態時にマルテンサイトの形成がいずれにしても防止され、ただし冷却強度を高めた範囲では微細パーライト組織が生じるように局所的冷却率を高く調整することが大切である。完全な組織変態後に圧延材の反りを減らし又は実質的に防止するために、圧延材は同じ局所的冷却強度で室温にされる。
【００１４】
圧延材の熱間加工後に最終穴型内で１．８〜８％、好ましくは２〜５％の変形度で、少なくとも７５０℃、最高１０５０℃の温度において熱間加工熱から熱処理が行われると、特に有利である。１．８〜８％の変形度又は横断面積低減で最終変形すると、７７０℃〜１０５０℃の温度範囲で変形が行われるとき、好ましいオーステナイト粒の微細化が生じる。１．８未満の低い変形度は、図示されたように特に強い粗粒又は粒成長を所々で引き起こし、他方で８％を超える大きな変形は、明らかに遊離する変形エネルギーに基づいて中心範囲又は内部範囲で強い温度上昇を引き起こし、これにより局所的組織不均質が生じて品質上の不利がもたらされることがある。室温に冷却後にほとんど直線状に又は同一軸線で並べられた圧延材を得る点に関して、また特に高い剛性及び両振り曲げ疲れ強さを有する軌条に関して、第２冷却工程のときに異形圧延材の周面の２つ以上の帯域で冷却強度が強められると、きわめて有利である。これにより横断面の複数の表面近傍範囲で、組織の微細パーライト構造によつて材料の高い硬さと高い強さを達成することができる。圧延材が曲げ荷重を受けて自然繊維又は零線から最も遠く離れた横断面帯域が最大の応力を有するとき、これらの周辺帯域の少なくとも２つの帯域の強さを高めて構成することが可能となる。軌条の場合、発見されたように底部範囲で材料の亀裂破壊靭性も高めることができる。
【００１５】
最大の質量集中を有する圧延材部分、例えば軌条頭部は好ましくは浸漬法で又は冷却液に浸漬して冷却され、同時に強力冷却用に予定された質量集中の低い別の圧延材部分（単・複）、例えば軌条の底部から、冷却強度の低い媒質、例えば強制空気又は空気・水噴霧によつて熱が吸収される。このような処理方式でもつて、高い内部応力状態と圧延材の熱歪みとに対処することができる。
【００１６】
最初に述べられた鉄系合金において不利なマルテンサイト形成を防止して、組織の微細パーライト構造を達成するために、８００℃〜４５０℃の温度範囲で表面近傍域の冷却、特に浸漬部分の冷却が実質的に１．６〜２．４℃／秒、好ましくは約２．０℃／秒で達成されるように、冷却強度の値、特に浸漬冷却用冷却液の組成が調整されると有利である。圧延製品の望ましい品質を達成するときに第２工程のとき短い冷却時間が必要であり、従つて高い処理量が達成可能であるので、この冷却速度は経済上の理由からも好ましい。
【００１７】
湾曲を最小にするために、例えば鉄道用軌条の底部に生じるようなＴ形横断面範囲を有する異形圧延材の場合に、腹部に対向した帯域又は面が強度を強めて、好ましくは強制空気又は空気・水混合物によつて冷却されると有利であることが判明した。長期間特性を向上する意味で、腹部に対向した表面帯域が冷却強度を強めて、実質的に腹部軸線に対して対称に構成されて横方向で限定されると、特に好ましいことが判明した。
【００１８】
更に異形圧延材の横断面のうち質量集中又は腹部接合部を基準に遠位の範囲の冷却強度上昇が防止され、及び／又はこれらの範囲が熱吸収の増加から保護され又は少なくとも短時間加熱されるとき、同じ又は僅かな材料強さを有する組織を圧延材の縁で調整することが可能である。意外なことに、これによつて特に圧延材料が衝撃的及び／又は交番的不変荷重を受けるときに破壊のおそれが低下する。
【００１９】
冷却時にγ組織の変態が起きる帯域が中立面に対して実質的に平行対称に及び／又は平行に、好ましくは重心線又は横断面の重心に対して同軸に構成されるように、異形圧延材、特に軌条の表面の冷却強度が調整されるとき、特別の形状安定性を達成することができる。長手方向で実質的に完全に同じ局所的冷却強度を達成しまた冷却媒質の熱移行を安定保持するために、本発明によれば横断面を基準にその一部が浸漬槽内の冷却液に浸漬される圧延材が、冷却液内で冷却される間、長手軸線で冷却液容器又は浸漬槽に対して相対的に移動され、及び／又は少なくとも圧延材の一部が冷却液に浸漬されている時間に、冷却液が振動で負荷され又は振動させられるようにすることができる。これらの措置は、発見されたように達成される品質の均質性を決定的に向上する。
【００２０】
特別の特性を有する異形圧延材を製造する際の諸問題を統一的に解決するための最初に述べられた種類の装置は、本発明によれば待機範囲のローラテーブルがそれ自体公知の圧延材位置決め装置と、異形圧延材の塑性加工のときに圧延材を直線状に又は同一軸線で整列させるための手段と、圧延材を直線状に又は同一軸線で並べてその軸線に対して実質的に垂直に待機範囲から冷却処理範囲へと運ぶための横輸送装置とを有し、この範囲に保持・操縦装置で圧延材、特に軌条頭部を浸漬槽内の冷却液によつて焼入れするためのそれ自体公知の装置と、圧延材、特に軌条底部の少なくとも広い範囲を強力に冷却するための制御可能な補助冷却装置が設けられており、最終冷却範囲が圧延材を室温に冷却するための圧延材用保管部を有することを特徴としている。
【００２１】
特に横断面で見て部分的に又は部分範囲で異形圧延材の焼入れを行うとき直線状又は同一軸線で並べて整列させることが大切であることが認められた。前長にわたつて又はその部分範囲に存在する湾曲を防止することによつて、圧延材の所定の冷却条件又は冷却強度は軸線方向に見て同一に保つことができ、形材の母線に沿つて強さ差又は硬さ差が排除されている。調査から判明したように、冷却剤容器の壁及び／又は噴霧冷却軸線とのさまざまな距離が硬さ値及び強さ値の過比例的偏差を引き起こすことがある。
【００２２】
更に場合によつては部分的に湾曲した形状に弾性復帰するのを防止するために、適切な装置によつて圧延材に塑性加工を施すことが整列時に大切である。直線状横輸送によつて異形圧延材を同一軸線に並べて移送することは矯正装置を避けるうえできわめて重要である。これを補足して冷却範囲内に操縦装置が設けられており、この操縦装置によつて圧延材の部分範囲を引き取つて保持し、冷却液槽に浸漬し又は焼入れすることができる。その他の横断面範囲を強力に冷却するために少なくとも１つの補助冷却装置を設けておくことができる。
【００２３】
装置の１展開において、補助冷却装置が圧延材に調整可能であり、またその冷却強度が制御可能であり、従つて別の局所的排熱が本方法に合わせて調整することができると有利である。
【００２４】
補助冷却装置が圧延材の長手方向又は軸線方向で実質的に中断されることなく横方向で限定された局所的冷却剤流を構成するための部分を有し、場合によつては冷却された面に隣接した面（単・複）からの強力な熱吸収を防止するための手段を有する実施態様も有利である。これにより明確に限定された冷却帯域を構成し、その横に強力吸熱範囲を続け、又はこれらの範囲に低い材料硬さを構成することが可能となる。その際別の実施態様によれば、補助冷却装置が強制空気冷却装置又は噴務冷却装置として構成されている。
【００２５】
圧延材が冷却液内で長手軸線方向で浸漬槽に対して相対的に及び／又は補助冷却装置に対して相対的に移動可能であるとき、及び／又は浸漬槽に、及び／又は冷却液自体のなかに、冷却液を乱流で運動させ及び／又は振動させることのできる装置が設けられているとき、異形圧延材の長手方向で硬さ及び強さ値の均一性を更に高めることができる。冷却媒質と加工品との間の相対運動が、振動運動又は圧力波も、局所的冷却強度を均一化し、有利な焼入れ条件を創り出すことが発見された。
【００２６】
特に前記方法に従つて、場合によつて上記装置内で製造された本発明による軌条は、軌条の横断面で見て軌条が頭部の上側範囲に高材料硬さを有し、材料硬さの値が腹部内の下側頭部範囲及び底部の周辺部分で低下しており、中心範囲では底部底面で材料の硬さ値が高いことを特徴としている。横断面形材の主軸線に対して対称に又は軌条横断面の垂直軸線に対して対称に、実質的に同じ材料硬さ値が調整されているとき、特に均一な品質特徴が達成される。このような軌条は高軸重及び／又は高い利用頻度及び／又は線区の小さな曲線半径等の厳しい応力のときにも、向上した使用特性を有する。
【００２７】
【実施例】
以下１実施態様を示すだけの図面に基づいて本発明を詳しく説明する。
【００２８】
図１に略示されたように、待機範囲Ａでローラテーブル２１に軌条等の異形圧延材が、例えば進入可能な緩衝器等（図示せず）によつて位置決めされる。矯正手段２２，２３によつてその上で軌条１が直線状に同一軸線で整列させられる。垂直湾曲をも修正する矯正手段の調心形状が有利である。圧延材１の整列後、保管部２を介して冷却範囲Ｂ内に横輸送が行われ、保持手段２４によつて操縦装置内で受容が行われる。長手軸線を横切つて反りが起きないように、反り部に支えが設けられている。それ自体公知の仕方で圧延材又は軌条１は保持手段２４によつて浸漬槽３８内にある冷却液３７に部分的に入れられる。軌条１の表面と浸漬槽の壁との距離が全長にわたつて両側で同じ大きさであることが大切であり、圧延材表面の冷却強度を強化しまた特に均一化するためにも有利には圧延材１が浸漬槽３８内又は冷却媒質３７内で長手方向に例えば０．５〜５ｍ程度移動可能とすることができる。冷却媒質３７内で又は浸漬槽に取付けて振動発生器（図示せず）も挿入しておくことができ、これらの振動発生器は冷却媒質を例えば振動数１００〜８００／分で振動させて、冷却強度を有利な形で調節する。
【００２９】
圧延形材の平坦部に、場合によつては軌条１の底部１３に、補助冷却装置３を装着し又は組込むことができる。このような補助冷却装置は給水部３２の給気部３３とを有し、圧延材の表面部分又は軌条の底部の方を向いた噴霧流３１を形成することができる。圧延材又は軌条底部面の周辺部分１３２では小さな冷却強度を調整し、中心範囲１３１でのみ高材料硬さの帯域を構成するために、例えば吸引装置によつて冷却剤の排出を行うのが有利な場合がある。
【００３０】
圧延材、特に軌条１のうち冷却剤３７に浸漬されて特にこれに対向して噴霧流３１で負荷される部分が、微細パーライト組織を引き起こす強度で材料の変態温度以下に、例えば図３によれば曲線ｆに相当する冷却率で約５００℃に冷却された後、軌条は最終冷却範囲Ｃで室温に冷却するための保管部２５に運ぶことができる。
【００３１】
図２に示されたように、本発明による軌条１は組織構造又は硬さの異なる３つの範囲を有し、移行部は連続的に構成されている。軌条頭部１１には硬さ値が３４０〜３９０ＨＢ、場合によつては４２５ＨＢ以下の微細パーライト帯域１１１があり、この帯域は下方で硬さの低い例えば３００〜３４０ＨＢの帯域１１２に移行する。それに続く腹部１２は実際の使用時に高い靭性を有していなければならず、それに応じて２８０〜３２０ＨＢの硬さ値が調整されている。軌条底部１３では周辺範囲１３２に腹部１２と同様に、粗構造又は薄板構成と２８０〜３２０ＨＢの硬さとを有するパーライト組織がある。この組織構成と低い硬さ値という材料特性とによつて亀裂又は破壊の開始がほとんど防止される。それに対して底部１３の底側の中心には、高材料強さと３００〜３５０ＨＢ以上の硬さ値とを有する範囲１３１が形成されている。軌条の横断面にわたつて機械的材料特性をこのように本発明により分布させると、発見されたように、特に困難な条件の場合に高い安定性と有利な長期間挙動が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】軌条を熱処理するための経過図である。
【図２】軌条の横断面図である。
【図３】軌条材料の温度−時間変態曲線である。
【符号の説明】
１    圧延材
３    補助冷却装置
２１  ローラテーブル
２２，２３  手段
２４  保持・操縦装置
２５  圧延材用保管部
３７  冷却液
３８  浸漬槽
Ａ    待機範囲
Ｂ    処理範囲
Ｃ    量終冷却範囲
【図１】
0003811865.tif 000002
【図２】
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【図３】
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