你了解钢轨的退火热处理工艺吗?

日期:2018-11-21 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

你了解钢轨的退火热处理工艺吗?

钢轨的材质和力学性能主要取决于钢轨的化学成分、物理力学性能、金相组织和热处理工艺。为了满足钢轨的工作要求,确保钢轨全长均匀地磨损,采用的热处理工艺有:对钢轨端进行连续的淬火和回火处理,使其具有回火索氏体组织;对钢轨进行欠速淬火处理,得到耐磨的曾片状珠光体组织,目的是提高硬度、耐磨性和耐蚀性等。

为了获得要求的硬度和组织,来满足服役的技术需要,根据其钢轨的热处理特点,通常钢轨的热处理有离线和在线热处理两种,对钢轨的热处理有QT热处理工艺、SQ热处理工艺和形变热处理工艺等,郑州高氏仅仅向你介绍前两种工艺。

(1)QT热处理工艺(淬火十回火)它是将钢轨加热到钢的奥氏体化温度,然后喷吹冷却介质,使钢轨表面层急速冷却到马氏体相变温度以下,随后进行回火处理,获得回火马氏体或索氏体组织的热处理工艺,这个是传统的热处理工艺,可以提高钢轨硬度和强度,改善钢轨抗疲劳和耐磨耗性能。缺点为钢轨淬火后弯曲度大,需进行校直,轨面上因出现贝氏体塌陷等。该工艺方法分为中频感应加热轨头淬火十回火工艺,整体加热整体淬火十回火工艺。

①中频感应淬火 通过中频感应加热,将钢轨加热到AC3+(50~70)℃,然后空冷到750℃左右,喷吹压缩空气,使钢轨冷却到500℃左右,进行自回火的热处理工艺,其组织为回火索氏体。该工艺生产稳定,节能,对环境无污染,生产方式灵活。中频淬火感应器有尖轨和连续两种,两者的工作原理是一样的,其中中频连续淬火感应器包括了尖轨感应器的功能,因此其应用更为广泛。

a.采用中频连续淬火感应器,既可进行钢轨全长的淬火处理,又适合尖轨和轨端的淬火,其淬硬层为帽形。钢轨中频感应淬火的移动速度应根据具体的尺寸、要求等确定,关于中频感应加热后的冷却介质,可根据材料成分和技术要等来选用,有喷雾、喷风和先风后水工艺等,它们具有不同的冷却性能,因此应区别应用。

钢轨的热处理工艺流程为:中频预热一中频加热一冷却(当表面温度在750℃以下时,行喷吹压缩空气冷却)一500℃自然时效或回火。如果采用先风后水,则淬火速度快,生产效率高,工艺稳定,畸变小和成本低等,因此得到了较为广泛的应用。下面将几个重要的工艺参数叙述如下。

钢轨的预热温度为550~650℃,轨腰和轨底的温度在400~500℃范围内;钢轨踏面上的加热温度应为900~920℃,两侧和圆角处温度在1000~1020℃;风压在0.125~0.130MPa, 水量为280~450L/h,冷却水温小于40℃;感应器与踏面的距离为5~8mm。

b.尖轨中频感应器是一种具有低温差的连续马鞍形感应器,采用1000-2500Hz中频电流。其特点为使轨角和踏面间的温差很小,通过增大圆角处的间隙,使圆环效应和尖角效应减轻,间隙为10~12mm,而与踏面之间为2mm,这样两处的温差缩小到20~30℃,采用连续喷雾(水和油的混合气体)或喷风冷却的淬火方式,中频淬火采用10OkW、1000Hz晶闸硅中频电源,钢轨连续淬火的移动速度为292~350mm/min,淬火后9mm处的硬度和淬火层深度符合要求。

②整体加热整体淬火工艺 一般是采用煤气对钢轨进行整体加热,达到奥氏体化温度后,在油中或温水中进行整体淬火,随后在450~500℃进行回火处理,以获得回火索氏体组织的热处理工艺。采用的热处理炉为专用燃气加热设备,并配有专业的加热和冷却卡具等。该工艺产量高,淬火硬度均匀,可提高钢轨全断面的强韧性。

(2)SQ热处理工艺(淬火得到珠光体组织)该工艺为将钢轨加热到奥氏体化温度,采用淬火介质缓慢冷却进行淬火,直接淬成索氏体,即得到微细的珠光体组织。本工艺方法的特点点是欠速淬火,不用进行回火处理,因此制造成本低。目前这种欠速淬火工艺有三种。

①利用轧制余热进行欠速淬火工艺 该工艺是充分利用钢轨在轧制后仍有800~900℃的温度,直接在专用的冷床上进行喷雾或压缩空气淬火,为目前世界上最先进的热处理工艺。

②中频感应加热欠速淬火工艺 其对钢轨采用工频或中频电流进行全断面的预热,然后用中频电流对轨头加热到奥氏体化温度,采用喷吹压缩空气淬火,淬火速度一般在1.O-1.3m/min。该工艺直接得到淬火索氏体即细片状珠光体组织。可见采用中频感应加热和缓慢冷却的方法,得到细小片状的珠光体组织。 

③煤气加热整体欠速淬火工艺 采用煤气或天然气等燃料,将钢轨预热到450~500℃,随后快速加热到钢的奥氏体化温度,喷吹压缩空气将钢轨直接淬成索氏体组织,即微细珠光体。

钢轨必须具有足够的强度、硬度和耐磨性,高的疲劳强度和良好的冲击韧性以及有良好的大气腐蚀性的特点。因此,钢轨的热处理工艺是十分规范的。前面讲述了一些钢轨的热处理规范,在操作过程中,遇到了什么问题,你可以向郑州高氏了解。郑州高氏是专门从事感应加热设备制造的厂家,拥有丰富的经验。