СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЙНИТНЫХ РЕЛЬСОВЫХ СТАЛЕЙ

1. Деталь рельсового пути, в частности рельс для рельсовых транспортных средств, из низколегированной стали, отличающаяся тем, что сталь в головке рельса как детали рельсового пути имеет содержание феррита 5-15% по объему, и многофазную бейнитную структуру, состоящую из верхнего и нижнего бейнита.
2. Деталь рельсового пути по п. 1, отличающаяся тем, что содержание верхнего бейнита составляет 5-75% по объему, в частности, 20-60% по объему, и содержание нижнего бейнита составляет 15-90% по объему, в частности, 40-85% по объему.
3. Деталь рельсового пути по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание феррита составляет 8-13% по объему.
4. Деталь рельсового пути по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что феррит представляет собой игольчатый (ацикулярный) феррит.
5. Деталь рельсового пути по п. 4, отличающаяся тем, что многофазный бейнит встроен в структуру игольчатого (ацикулярного) феррита.
6. Деталь рельсового пути по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что сталь в головке рельса как детали рельсового пути имеет содержание остаточного мартенсита/аустенита <2% по объему.
7. Деталь рельсового пути по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что низколегированная сталь содержит кремний, марганец и хром, а также при необходимости ванадий, молибден, фосфор, серу и/или никель в качестве легирующих компонентов.
8. Деталь рельсового пути по п. 7, отличающаяся тем, что ни один легирующий компонент не присутствует на уровне содержания более 1,5% по весу.
9. Деталь рельсового пути по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что используется низколегированная сталь со следующим составом:
0,4-0,55% по весу С,
0,3-0,6% по весу Si,
0,9-1,4% по весу Mn,
0,3-0,6% по весу Cr,
0,1-0,3% по весу V,
0,05-0,20% по весу Mo,
0-0,02% по весу Р,
0-0,02% по весу S,
0-0,15% по весу Ni.
2
10. Деталь рельсового пути по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что деталь рельсового пути в области головки имеет предел прочности при растяжении свыше 1150 Н/мм.
11. Деталь рельсового пути по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что деталь рельсового пути в области головки имеет твердость более 340 HB.
12. Способ изготовления детали рельсового пути по одному из пп. 1-11 из горячекатаного профиля, отличающийся тем, что головка рельса в прокатанном профиле непосредственно после выхода из клети прокатного стана, будучи в состоянии прокатного нагрева, подвергается регулируемому охлаждению, причем регулируемое охлаждение в первой стадии включает ускоренное охлаждение со скоростью охлаждения 2-5°С/сек от температуры 740-850°С, в частности, около 790°С, до достижения обеспечивающей ферритное превращение первой температуры 450-525°С, во второй стадии предусматривает выдерживание при первой температуре, чтобы выполнить ферритное превращение, в третьей стадии включает дальнейшее охлаждение в температурном диапазоне, обеспечивающем возможность образования многофазного бейнита, до второй температуры 280-350°С, причем охлаждение проводится с продолжительностью 50-100 сек, в частности, около 70 сек, и в четвертой стадии включает выдерживание при второй температуре.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что температуру регистрируют в многочисленных распределенных по длине детали рельсового пути точках измерения, и выводят среднее значение температуры, которое используют для управления регулируемым охлаждением.
14. Способ по п. 12 или 13, отличающийся тем, что регулируемое охлаждение выполняют погружением по меньшей мере головки рельса в жидкостную охлаждающую среду.
15. Способ п. 12 или 13, отличающийся тем, что охлаждение во время третьей стадии регулируют таким образом, что
охлаждающая среда на поверхности головки рельса сначала образует паровую пленку, и после этого закипает на поверхности.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что во время третьей стадии вдоль всей длины детали рельсового пути на головку рельса подводят разрушающую пленку газообразную среду под давлением, например, такую как азот, чтобы разрушать паровую пленку вдоль всей длины детали рельсового пути и инициировать фазу кипения.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что состояние охлаждающей среды во время третьей стадии отслеживают вдоль всей длины детали рельсового пути, и разрушающую пленку газообразную среду под давлением подводят на головку рельса, как только на одном отдельном участке длины детали рельсового пути обнаруживают первые признаки наступления фазы кипения.
18. Способ по п. 16 или 17, отличающийся тем, что разрушающую пленку газообразную среду под давлением подводят на головку рельса примерно 20-100 сек, в частности, примерно 50 сек после начала третьей стадии.
19. Способ п. 12 или 13, отличающийся тем, что деталь рельсового пути во время первой стадии полностью погружают в охлаждающую среду.
20. Способ п. 12 или 13, отличающийся тем, что деталь рельсового пути во время второй стадии выдерживают, будучи извлеченной из охлаждающей среды.
21. Способ п. 12 или 13, отличающийся тем, что деталь рельсового пути во время третьей стадии погружена в охлаждающую среду только головкой рельса.
22. Способ п. 12 или 13, отличающийся тем, что деталь рельсового пути во время четвертой стадии циклично погружают в охлаждающую среду и извлекают из нее.
23. Устройство для осуществления способа по одному из п.п. 12-22, включающее соответствующий длине детали рельсового пути, заполняемый охлаждающей средой охлаждающий резервуар, устройство для подъема и опускания детали рельсового пути, чтобы погружать деталь рельсового пути в охлаждающий резервуар и извлекать из него, устройство для измерения температуры, чтобы измерять температуру детали рельсового пути, устройство для приготовления
среды под давлением, с помощью которого среда под давлением вводится в охлаждающую среду, устройство для регулирования температуры охлаждающей среды, и управляющее устройство, в которое вводятся данные измерений от устройства для измерения температуры, и которое взаимодействует с устройством для подъема и опускания для управления процессами подъема и опускания, и с устройствами для регулирования температуры охлаждающей среды в зависимости от данных измерения температуры, и, кроме того, с устройствами для приготовления среды под давлением.
24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что для обнаружения кипящей на поверхности головки рельса охлаждающей среды предусматриваются датчики, результаты измерений от которых вводятся в управляющее устройство, чтобы приводить в действие устройства для приготовления среды под давлением в зависимости от данных измерений датчиками.
25. Устройство по п. 24, отличающееся тем, что для выявления кипящей на поверхности головки рельса охлаждающей среды предусматриваются многочисленные датчики, которые распределены по длине охлаждающего резервуара.
26. Устройство по п. 23, 24 или 25, отличающееся тем, что данные измерений датчиками от многочисленных датчиков вводятся в управляющее устройство, причем управляющее устройство приводит в действие устройства для приготовления среды под давлением, как только по меньшей мере один датчик определяет кипящую охлаждающую среду на поверхности головки рельса.
27. Устройство по п. 23, 24 или 25, отличающееся тем, что управляющее устройство конфигурировано, чтобы проводить регулируемое охлаждение, которое в первой стадии включает ускоренное охлаждение до достижения первой температуры, обеспечивающей образование феррита, во второй стадии выдерживание при первой температуре, чтобы выполнить образование феррита, в третьей стадии дальнейшее охлаждение в температурном диапазоне, обеспечивающем образование многофазного бейнита, до второй температуры, и в четвертой стадии выдерживание при второй температуре.
28. Устройство по п. 27, отличающееся тем, что управляющее
устройство конфигурировано, чтобы снижать температуру головки рельса в первой стадии со скоростью охлаждения 2-5°С/сек до первой температуры 450-525°С, поддерживать температуру головки рельса во второй стадии на уровне первой температуры, и снижать температуру головки рельса во время третьей стадии предпочтительно на протяжении 50-100 сек, в частности, около 70 сек, до второй температуры 280-350°С.
29. Устройство по п. 27, отличающееся тем, что управляющее устройство конфигурировано, чтобы управлять устройствами для приготовления среды под давлением во время третьей стадии.