СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ РЕЛЬСОВ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ СВАРКИ

1. Способ создания сварного соединения концов двух стальных рельсов, которые имеют преимущественно перлитную микроструктуру, включающий:
первую стадию нагревания, на которой нагревают концы двух стальных рельсов с целью получения внутри двух стальных рельсов:
аустенитной области, содержащей микроструктуру преимущественно из аустенита и находящейся внутри и/или вблизи концов двух стальных рельсов,
разупрочненной области, смежной с аустенитной областью и содержащей микроструктуру преимущественно из разупрочненного, подвергнутого отжигу, сфероидизированного и/или аномального перлита, и
незатронутой области, смежной с разупрочненной областью и содержащей микроструктуру, которая преимущественно не изменена по сравнению с исходной микроструктурой двух стальных рельсов;
стадию осаживания или ковки, на которой прижимают друг к другу концы двух стальных рельсов с целью получения:
сварного соединения концов двух стальных рельсов,
остающейся аустенитной области с обеих сторон сварного соединения,
остающейся разупрочненной области с обеих сторон сварного соединения и
остающейся незатронутой области с обеих сторон сварного соединения;
первую стадию охлаждения, на которой аустенитная область, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов имеет температуру ниже температуры A1; и
вторую стадию нагревания, на которой
подводят теплоту к аустенитной области, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов с целью поддержания температуры, по меньшей мере, аустенитной области в интервале температур ниже температуры A1, и
не образуется дополнительный аустенит, и
твердость аустенитной области после второй стадии нагревания является меньшей или равной твердости аустенитной области без второй стадии нагревания.
2. Способ создания сварного соединения концов двух стальных рельсов, которые имеют преимущественно перлитную микроструктуру, включающий:
первую стадию нагревания, на которой нагревают концы двух стальных рельсов с целью получения внутри двух стальных рельсов:
аустенитной области, содержащей микроструктуру преимущественно из аустенита и находящейся внутри и/или вблизи концов двух стальных рельсов,
разупрочненной области, смежной с аустенитной областью и содержащей микроструктуру преимущественно из разупрочненного, подвергнутого отжигу, сфероидизированного и/или аномального перлита, и
незатронутой области, смежной с разупрочненной областью и содержащей микроструктуру, которая преимущественно не изменена по сравнению с исходной микроструктурой двух стальных рельсов;
стадию осаживания или ковки, на которой прижимают друг к другу концы двух стальных рельсов с целью получения:
сварного соединения концов двух стальных рельсов,
остающейся аустенитной области с обеих сторон сварного соединения,
остающейся разупрочненной области с обеих сторон сварного соединения и
остающейся незатронутой области с обеих сторон сварного соединения;
первую стадию охлаждения, на которой аустенитная область, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов имеет температуру ниже температуры A1; и
вторую стадию нагревания, на которой
подводят теплоту к аустенитной области, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов с целью поддержания температуры, по меньшей мере, аустенитной области в интервале температур превращения ниже температуры A1 в течение времени удержания температуры превращения, и
во время второй стадии нагревания, по меньшей мере, часть аустенита, по меньшей мере, в аустенитной области превращается в другую микроструктуру.
3. Способ по п. 2, в котором во время первой стадии охлаждения температура в аустенитной области, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов снижается до температуры ниже температуры А1 и выше температуры Bs, и
во время второй стадии нагревания интервал температур превращения является более высоким, чем температура В, но более низким, чем температура А1, а время удержания температуры превращения является достаточно длительным, чтобы по меньшей мере, аустенитная область приобрела микроструктуру, содержащую, по меньшей мере, 80% перлита и, по меньшей мере, 95% перлита + феррит.
4. Способ по п. 2, в котором во время первой стадии охлаждения температура в аустенитной области, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов находится ниже температуры Bs и выше температуры Ms,
во время второй стадии нагревания интервал температур превращения выше является более высоким, чем температура Ms, и более низким, чем температура А1, а время удержания температуры превращения является достаточно длительным, чтобы, по меньшей мере, аустенитная область приобрела микроструктуру, содержащую, по меньшей мере, 95% бейнита + перлит + феррит, и
во время первой стадии охлаждения и/или второй стадии нагревания, по меньшей мере, часть аустенита, по меньшей мере, в аустенитной области превращается в бейнит.
5. Способ по п. 2, в котором аустенитная область, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов имеет микроструктуру с содержанием аустенита, по меньшей мере, 5% в момент начала второй стадии нагревания.
6. Способ по п. 2, в котором на второй стадии нагревания подводят теплоту, по меньшей мере, к аустенитной области шейки, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов.
7. Способ по п. 2, в котором твердость в аустенитной области, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов, достигнутая в результате второй стадии нагревания, является меньшей или равной твердости в аустенитной области без второй стадии нагревания.
8. Способ по п. 2, в котором продольным расстоянием (Lh) является расстояние между внешним пределом аустенитной области в одном из двух стальных рельсов и внешним пределом аустенитной области в другом из двух стальных рельсов, осевая линия сварного соединения находится посередине между двумя внешними пределами аустенитных областей двух стальных рельсов, и во время второй стадии нагревания подводят теплоту к аустенитной области, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов в пределах 0,2 h от осевой линии сварного соединения.
9. Способ по п. 2, в котором во время второй стадии нагревания также подводят теплоту к сварному соединению, разупрочненной области и/или незатронутой области с одной или обеих сторон сварного соединения.
10. Способ по п. 9, в котором во время второй стадии нагревания также подводят теплоту, по меньшей мере, к сварному соединению, разупрочненной области и/или незатронутой области с одной или обеих сторон сварного соединения.
11. Способ по п. 2, в котором в течение и/или вплоть до 10 секунд после стадии осаживания применяют средство подвода теплоты с целью осуществления первой стадии нагревания.
12. Способ по п. 2, в котором во время первой стадии охлаждения подводят теплоту к сварному соединению, одной аустенитной области и/или к обеим аустенитным областям, при этом скорость подвода теплоты является более низкой, чем скорость охлаждения, в результате чего температура, по меньшей мере, одной аустенитной области снижается с течением времени.
13. Способ по п. 2, в котором во время первой стадии нагревания подводят теплоту с использованием электрического мгновенного испарения, электрического сопротивления, индукции, трения, лазерного луча, конвекции, излучения и/или экзотермической реакции по отдельности, последовательно или одновременно.
14. Способ по п. 2, в котором во время первой стадии охлаждения используют естественное охлаждение.
15. Способ по п. 2, в котором во время первой стадии охлаждения осуществляют охлаждение, по меньшей мере, частично, путем пропускания охлаждающей среды через сварное соединение и/или аустенитную область, разупрочненную область и/или незатронутую область с одной или обеих сторон сварного соединения.
16. Способ по п. 2, в котором во время второй стадии нагревания подводят теплоту с использованием электрического сопротивления, индукции, конвекции и/или излучения по отдельности, последовательно или одновременно.
17. Способ по п. 2, дополнительно включающий стадию частичного или полного удаления осаженного материала, который выступает за первоначальный профиль двух стальных рельсов после стадии осаживания и перед второй стадией нагревания.
18. Способ по п. 2, дополнительно включающий стадию частичного или полного удаления осаженного материала, который выступает за первоначальный профиль двух стальных рельсов после второй стадии нагревания.
19. Способ по п. 2, дополнительно включающий вторую стадию охлаждения, которая следует за второй стадии нагревания и на которой охлаждают сварное соединение и аустенитные области, разупрочненные области и незатронутые области с обеих сторон сварного соединения до температуры окружающей среды.
20. Способ по п. 19, в котором во время второй стадии охлаждения используют естественное охлаждение.
21. Способ по п. 19, в котором во время второй стадии охлаждения осуществляют охлаждение, по меньшей мере, частично, путем пропускания охлаждающей среды через сварное соединение и/или аустенитную область, разупрочненную область и/или незатронутую область с одной или обеих сторон сварного соединения.
22. Способ по п. 2, в котором изменяют выравнивание двух стальных рельсов и/или сварного соединения после стадии осаживания.
23. Способ создания сварного соединения концов двух стальных рельсов, которые имеют преимущественно перлитную микроструктуру, включающий:
первую стадию нагревания, на которой нагревают концы двух стальных рельсов с целью получения внутри двух стальных рельсов:
аустенитной области, содержащей микроструктуру преимущественно из аустенита и находящейся внутри и/или вблизи концов двух стальных рельсов,
разупрочненной области, смежной с аустенитной областью и содержащей микроструктуру преимущественно из разупрочненного, подвергнутого отжигу, сфероидизированного и/или аномального перлита, и
незатронутой области, смежной с разупрочненной областью и содержащей микроструктуру, которая преимущественно не изменена по сравнению с исходной микроструктурой двух стальных рельсов;
стадию осаживания или ковки, на которой прижимают друг к другу концы двух стальных рельсов с целью получения:
сварного соединения концов двух стальных рельсов,
остающейся аустенитной области с обеих сторон сварного соединения,
остающейся разупрочненной области с обеих сторон сварного соединения и
остающейся незатронутой области с обеих сторон сварного соединения;
первую стадию охлаждения, на которой аустенитная область, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов имеет температуру ниже температуры Ms, в результате чего из аустенита, по меньшей мере, в аустенитной области образуется некоторое количество мартенсита; и
вторую стадию нагревания, на которой
на которой подводят теплоту к аустенитной области к аустенитной области, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов с целью повышения и поддержания температуры, по меньшей мере, аустенитной области на уровне выше температуры Ms и ниже температуры А1 в течение достаточного времени, чтобы, по меньшей мере, аустенитная область приобрела микроструктуру, содержащую, по меньшей мере, некоторое количество мартенсита отпуска и, по меньшей мере, 95% мартенсита отпуска + бейнит + перлит + феррит, при этом
мартенситом отпуска является мартенсит с твердостью 600 Hv или менее.
24. Способ по п. 23, в котором аустенитная область, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов имеет микроструктуру с содержанием аустенита, по меньшей мере, 5% в момент начала второй стадии нагревания.
25. Способ по п. 23, в котором на второй стадии нагревания подводят теплоту, по меньшей мере, к аустенитной области шейки, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов.
26. Способ по п. 23, в котором твердость в аустенитной области, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов, достигнутая на второй стадии нагревания, является меньшей или равной твердости в аустенитной области без второй стадии нагревания.
27. Способ по п. 23, в котором продольным расстоянием (Lh) является расстояние между внешним пределом аустенитной области в одном из двух стальных рельсов и внешним пределом аустенитной области в другом из двух стальных рельсов, осевая линия сварного соединения находится посередине между двумя внешними пределами аустенитных областей двух стальных рельсов, и во время второй стадии нагревания подводят теплоту к аустенитной области, по меньшей мере, одного из двух стальных рельсов в пределах 0,2 h от осевой линии сварного соединения.
28. Способ по п. 23, в котором во время второй стадии нагревания также подводят теплоту к сварному соединению, разупрочненной области и/или незатронутой области с одной или обеих сторон сварного соединения.
29. Способ по п. 28, в котором на второй стадии нагревания также подводят теплоту, по меньшей мере, к сварному соединению, разупрочненной области и/или к незатронутому участку одной или обеих сторон сварного соединения.
30. Способ по п. 23, в котором в котором в течение и/или вплоть до 10 секунд после стадии осаживания применяют средство подвода теплоты с целью осуществления первой стадии нагревания.
31. Способ по п. 23, в котором во время первой стадии охлаждения подводят теплоту к сварному соединению, одной аустенитной области и/или к обеим аустенитным областям, при этом скорость подвода теплоты является более низкой, чем скорость охлаждения, в результате чего температура, по меньшей мере, одной аустенитной области снижается с течением времени.
32. Способ по п. 23, в котором во время первой стадии нагревания подводят теплоту с использованием электрического мгновенного испарения, электрического сопротивления, индукции, трения, лазерного луча, конвекции, излучения и/или экзотермической реакции по отдельности, последовательно или одновременно.
33. Способ по п. 23, в котором на первой стадии охлаждения используют естественное охлаждение.
34. Способ по п. 23, в котором во время второй стадии охлаждения осуществляют охлаждение, по меньшей мере, частично, путем пропускания охлаждающей среды через сварное соединение и/или аустенитную область, разупрочненную область и/или незатронутую область с одной или обеих сторон сварного соединения.
35. Способ по п. 23, в котором во время второй стадии нагревания подводят теплоту с использованием электрического сопротивления, индукции, конвекции и/или излучения по отдельности, последовательно или одновременно.
36. Способ по п. 23, дополнительно включающий стадию частичного или полного удаления осаженного материала, который выступает за первоначальный профиль двух стальных рельсов после стадии осаживания и перед второй стадией нагревания.
37. Способ по п. 23, дополнительно включающий стадию частичного или полного удаления осаженного материала, который выступает за первоначальный профиль двух стальных рельсов после второй стадии нагревания.
38. Способ по п. 23, дополнительно включающий вторую стадию охлаждения, которая следует за второй стадией нагревания и на которой охлаждают сварное соединение и аустенитные области, разупрочненные области и незатронутые области с обеих сторон сварного соединения до температуры окружающей среды.
39. Способ по п. 38, в котором во время второй стадии охлаждения используют естественное охлаждение.
40. Способ по п. 38, в котором во время второй стадии охлаждения осуществляют охлаждение, по меньшей мере, частично, путем пропускания охлаждающей среды через сварное соединение и/или аустенитную область, разупрочненную область и/или незатронутую область с одной или обеих сторон сварного соединения.
41. Способ по п. 23, в котором изменяют выравнивание двух стальных рельсов и/или сварного соединения после стадии осаживания.