blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-10-704-714blackmet-944Research ArticleИННОВАЦИИ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРОМЫШЛЕННОМ И ЛАБОРАТОРНОМ ОБОРУДОВАНИИ, ТЕХНОЛОГИЯХ И МАТЕРИАЛАХINNOVATIONS IN METALLURGICAL INDUSTRIAL AND LABORATORY EQUIPMENT, TECHNOLOGIES AND MATERIALSРАЗРАБОТКА И ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛА ПРОКАТНОГО НАГРЕВАDEVELOPMENT AND COMMERCIAL INTRODUCTION OF TECHNOLOGY FOR DIFFERENTIATED HEAT TREATMENT OF RAILWAY RAILS WITH ROLLING HEAT UTILIZATIONПолевойЕ. В.PolevoiE. V.

начальник бюро металловедения и термической обработки технического отдела рельсовой прокатки

Head of the Bureau of Physical Metallurgy and Thermal Treatment of the Technical Department of Rail Area

Egor.Polevoj@evraz.comЮнинГ. Н.YuninG. N.

заместитель управляющего директора по технологии рельсового проката

Deputy of the Managing Director on the Technology of Rail Rolling

Gennady.Yunin@evraz.comТемлянцевМ. В.TemlyantsevM. V.

д.т.н., профессор, проректор по научной работе и инновациям

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Vice-Rector for Research and Innovations

uchebn_otdel@sibsiu.ruАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (654043, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, шоссе Космическое, 16)РоссияJSC “EVRAZ - Joint West-Siberian Metallurgical Plant”, Novokuznetsk, RussiaRussian FederationСибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42)РоссияSiberian State Industrial University, Novokuznetsk, RussiaRussian Federation2016281020165910704714Copyright © Полевой Е.В., Юнин Г.Н., Темлянцев М.В., 20162016Полевой Е.В., Юнин Г.Н., Темлянцев М.В.Polevoi E.V., Yunin G.N., Temlyantsev M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/944

Представлены результаты исследований, выполненных в ходе разработки и промышленного освоения технологии дифференцированной термической обработки воздухом железнодорожных рельсов с использованием тепла прокатного нагрева. Работа выполнена в условиях АО «ЕВРАЗ ЗСМК» во время реконструкции рельсового производства. Исследовано влияние химического состава сталей, режимов их пластической деформации и термической обработки на положение точек полиморфного превращения; построены термокинетические диаграммы сталей опытных химических составов. Исследованы скорости охлаждения по сечению головки рельсов в зависимости от параметров термической обработки. Определены рациональный химический состав и режимы термической обработки. Проведены эксперименты по термической обработке проб рельсов непосредственно после прокатки. По результатам теоретических и лабораторных данных разработаны рекомендации для промышленного внедрения технологии дифференцированной закалки. Проведенные промышленные испытания показали высокое качество рельсовой продукции, соответствующее требованиям нормативно-технической документации.

The article presents the research results obtained during working out and industrial development of technology of the differentiated thermal treatment by air of railway rails with the use of heat of rolling heating. The work was performed in the conditions of JSC «EVRAZ ZSMK» during reconstruction of the rail manufacture. In the paper the authors describe the results of investigation of the influence of a chemical compound, modes of plastic deformation and thermal processing on the position of polymorphic transformation points, as well as the construction of thermokinetic diagrams of steels of a skilled chemical compound. Cooling rate on the section of a rail head depending on heat treatment parameters was investigated. The rational chemical compound and modes of thermal processing are defined. The experiments on thermal treatment of rail tests of rails were made directly after rolling. According to the results of the theoretical and laboratory data, the recommendations are developed for industrial introduction of technology of the differentiated hardening. The conducted industrial tests have shown high quality of rail production on all parameters of the specifications and technical documentation corresponding to the requirements.

рельсытермическая обработкамикроструктурамеханические свойствадифференцированная термическая обработкаrailsheat treatmentmicrostructuremechanical propertiesdifferentiated thermal treatmentReferencesСмирнов Л.А., Дерябин А.А., Добужская А.Б. и др. Повышение качества отечественных железнодорожных рельсов // Бюллетень «Черная металлургия». 2005. № 6. С. 43 – 49.Smirnov L.A., Deryabin A.A., Dobuzhskaya A.B., Galitsyn G.A., Syreishchikova V.I. Quality increase of domestic rails. Chernaya metallurgiya. Byul. in-ta “Chermetinformatsiya”. 2005, no. 6, pp. 43–49. (In Russ.).Ермаков В.М. Инновационные решения в области материалов для верхнего строения железнодорожного пути. – В кн.: Сб. научн. тр. «Улучшение качества и условий эксплуатации рельсов и рельсовых скреплений». – Екатеринбург: ОАО «УИМ», 2009. С. 9 – 16.Ermakov V.M. Innovation solutions in the sphere of materials for superficial structure of railway track. In: Sb. nauchn. tr. “Uluchshenie kachestva i uslovii ekspluatatsii rel’sov i rel’sovykh skreplenii” [Collected scientific papers: Improvement of the quality and service conditions of rails and rail brace]. Ekaterinburg: OAO “UIM”, 2009, pp. 9–16. (In Russ.).Cеменов В. Будут ли отечественные рельсы соответствовать современным требованиям? // Металлы Евразии. 2000. № 5. С. 30 – 33.Semenov V. Will domestic rails correspond to the modern requirements? Metally Evrazii. 2000, no. 5, pp. 30–33. (In Russ.).Нестеров Д.К., Левченко Н.Ф., Сапожков В.Е., Шевченко А.И. Разработка состава стали и способа термообработки рельсов для работы в тяжелых условиях эксплуатации. – В сб.: «Технология производства железнодорожных рельсов и колес». – Харьков: УкрНИИМЕТ, 1989. С. 23 – 27.Nesterov D.K., Levchenko N.F., Sapozhkov V.E., Shevchenko A.I. Development of steel composition and the way of rail thermal treatment for operation in hard service conditions. In: Tekhnologiya proizvodstva zheleznodorozhnykh rel’sov i koles [Production technology of rails and wheels]. Kharkov: UkrNIIMET, 1989, p. 23–27. (In Russ.).Рейхарт В.А. Можно ли узнать, соответствуют рельсы конкретным условиям или нет? // Путь и путевое хозяйство. 1994. № 8. С. 10, 11.Reikhart V.A. Is it possible to learn whether rails correspond to the concrete conditions or not? Put’ i putevoe khozyaistvo. 1994, no. 8, pp. 10–11. (In Russ.).Сравнение затрат жизненного цикла обычных и термоупрочненных рельсов // Железные дороги мира. 2006. № 3. С. 71 – 74.Expenditure comparison of life cycle of common and heat-strengthened rails. Zheleznye dorogi mira. 2006, no. 3, pp. 71–74. (In Russ.).Юнин Г.Н. О техническом перевооружении и реконструкции рельсового производства. – В кн.: Сб. докладов по материалам юбилейной рельсовой комиссии. – Новокузнецк: ОАО «Новокузнецкий полиграфкомбинат», 2002. С. 7 – 10.Yunin G.N. On the technical reequipment and reconstruction of rail production. In: Sb. dokladov po materialam yubileinoi rel’sovoi komissii [Collected papers on the material of the jubilee rail commission]. Novokuznetsk: OAO “Novokuznetskii poligrafkombinat”, 2002, pp. 7–10. (In Russ.).Железнодорожные рельсы из электростали / Н.А. Козырев, В.В. Павлов, Л.А. Годик, В.П. Дементьев. – Новокузнецк: Евраз Холдинг, 2006. – 387 с.Kozyrev N.A., Pavlov V.V., Godik L.A., Dement’ev V.P. Zheleznodorozhnye rel’sy iz elektrostali [Rails of electric steel]. Novokuznetsk: EvrazKholding, 2006, p. 387. (In Russ.).Борц А.И., Шур Е.А., Федин В.М. Перспективы развития рельсового производства в России. – В кн.: Сб. научн. тр. «Улучшение качества и условий эксплуатации рельсов и рельсовых скреплений» (по материалам заседания некоммерческого партнерства «Рельсовая комиссия»). – Екатеринбург: ОАО «УИМ», 2011. С. 94 – 103.Borts A.I., Shur E.A., Fedin V.M. Development perspectives of rail production in Russia. In: Sb. nauchn. tr. “Uluchshenie kachestva i uslovii ekspluatatsii rel’sov i rel’sovykh skreplenii” (po materialam zasedaniya nekommercheskogo partnerstva “Rel’sovaya komissiya”) [Collected scientific papers: Improvement of the quality and service conditions of rails and rail brace (according to the materials of the session of non-commercial partnership “Rail commission”)]. Ekaterinburg: OAO “UIM”, 2011, pp. 94–103. (In Russ.).Норберт Франк. Инновационные направления в развитии рельсовой продукции. – В кн.: Сб. научн. тр. «Улучшение качества и условий эксплуатации рельсов и рельсовых скреплений» (по материалам заседания некоммерческого партнерства «Рельсовая комиссия»). – СПб.: ОАО «УИМ», 2014. С. 121 – 125.Norbert Frank. Innovative directions in the development of rail products. In. Sb. nauchn. tr. “Uluchshenie kachestva i uslovii ekspluatatsii rel’sov i rel’sovykh skreplenii” (po materialam zasedaniya nekommercheskogo partnerstva “Rel’sovaya komissiya”) [Collected scientific papers: Improvement of the quality and service conditions of rails and rail brace (according to the materials of the session of non-commercial partnership “Rail commission”)]. St. Petersburg: OAO “UIM”, 2014, pp. 121–125. (In Russ.).Шур Е.А., Конюхов А.Д. Влияние остаточных напряжений в закаленных рельсах на возникновение и распространение усталостных трещин при статическом изгибе. – В кн.: Сб. Труды ЦНИИ МПС. Вып. 491. – М.: Транспорт, 1973. С. 29 – 37.Shur E.A., Konyukhov A.D. Influence of residual stresses in hardened rails on the origin and distribution of fatigue cracks at static curve. In: Sb. Trudy TsNII MPS. [Collected papers of CSRI MCL]. Issue 491. Moscow: Transport, 1973, pp. 29–37. (In Russ.).Борц А.И. Исследования инновационной рельсовой продукции и перспективы ее дальнейшего развития. – В кн.: Сб. научн. тр. «Улучшение качества и условий эксплуатации рельсов и рельсовых скреплений» (по материалам заседания некоммерческого партнерства «Рельсовая комиссия»). – СПб.: ОАО «УИМ», 2014. С. 107 – 121.Borts A.I. Research of innovative rail production and perspectives of its further development. In: Sb. nauchn. tr. “Uluchshenie kachestva i uslovii ekspluatatsii rel’sov i rel’sovykh skreplenii” (po materialam zasedaniya nekommercheskogo partnerstva “Rel’sovaya komissiya”) [Collected scientific papers: Improvement of the quality and service conditions of rails and rail brace (according to the materials of the session of non-commercial partnership “Rail commission”)]. St. Petersburg: OAO “UIM”, 2014, pp. 107–121. (In Russ.).Люты В. Закалочные среды: Справ. изд. / Под ред. С.Б. Масленкова; пер. с польского. – Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990. – 192 с.Luty W. Chtodziwa hartownicze. Warszawa, 1986. (Russ.ed.: Luty W. Zakalochnye sredy: Sprav. izd. Trans. from Polish. Chelyabinsk: Metallurgiya, 1990, 192 p.) (In Pol.).Перспективные технологии тепловой и термической обработки в производстве рельсов / В.В. Павлов, М.В. Темлянцев, Л.В. Корнева, А.Ю. Сюсюкин. – М.: Теплотехник, 2007. – 280 с.Pavlov V.V., Temlyantsev M.V., Korneva L.V., Syusyukin A.Yu. Perspektivnye tekhnologii teplovoi i termicheskoi obrabotki v proizvodstve rel’sov [Perspective technologies of heat and thermal treatment in rail production]. Moscow: Teplotekhnik, 2007, 280 p. (In Russ.).Павлов В.В. Выбор технологических параметров термической обработки рельсов. – В кн.: Сб. научн. тр. «Улучшение качест ва и условий эксплуатации рельсов и рельсовых скреплений» (по материалам заседания некоммерческого партнерства «Рельсовая комиссия»). – Екатеринбург: ОАО «УИМ», 2008. С. 112 – 135.Pavlov V.V. Choice of technological parameters of rail thermal treatment. In: Sb. nauchn. tr. “Uluchshenie kachestva i uslovii ekspluatatsii rel’sov i rel’sovykh skreplenii” (po materialam zasedaniya nekommercheskogo partnerstva “Rel’sovaya komissiya”) [Collected scientific papers: Improvement of the quality and service conditions of rails and rail brace (according to the materials of the session of non-commercial partnership “Rail commission”)]. Ekaterinburg: OAO “UIM”, 2008, pp. 112–135. (In Russ.).Поляков В.В., Великанов А.В. Основы технологии производства железнодорожных рельсов. – М.: Металлургия, 1990. – 416 с.Polyakov V.V., Velikanov A.V. Osnovy tekhnologii proizvodstva zheleznodorozhnykh rel’sov [Basis of rail production technologies]. Moscow: Metallurgiya, 1990, 416 p. (In Russ.).Корнева Л.В., Юнин Г.Н., Козырев Н.А. и др. Сравнительный анализ показателей качества рельсов ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат» и зарубежных производителей // Изв. вуз. Черная металлургия. 2010. № 12. С. 38 – 42.Korneva L.V., Yunin G.N., Kozyrev N.A., Atkonova O.P., Polevoi E.V. Comparative analysis of rail product quality indexes of JSC “Novokuznetsk Metallurgical Plant” and foreign manufacturers. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2010, no. 12, pp. 38–42. (In Russ.).Добужская А.Б., Галицын Г.А., Сырейщикова В.И. Исследование структуры рельсов с разной стойкостью к образованию контактно-усталостных дефектов. – В кн.: Сб. научн. тр. «Влияние свойств металлической матрицы на эксплуатационную стойкость рельсов». – Екатеринбург: ОАО «УИМ», 2006. С. 64 – 81.Dobuzhskaya A.B., Galitsyn G.A., Syreishchikova V.I. Research of rail structure with different durability to the formation of contact-fatigue defects. In: Sb. nauchn. tr. “Vliyanie svoistv metallicheskoi matritsy na ekspluatatsionnuyu stoikost’ rel’sov” [Collected scientific papers: Influence of the metal matrix properties on rail service durability]. Ekaterinburg: OAO “UIM”, 2006, pp. 64–81. (In Russ.).Шур Е.А. Влияние структуры на эксплуатационную стойкость рельсов. – В кн.: Сб. научн. тр. «Влияние свойств металлической матрицы на эксплуатационную стойкость рельсов». – Екатеринбург: ОАО «УИМ». 2006. С. 37 – 64.Shur E.A. Influence of structure on rail service durability. In: Sb. nauchn. tr. “Vliyanie svoistv metallicheskoi matritsy na ekspluatatsionnuyu stoikost’ rel’sov” [Collected scientific papers: Influence of the metal matrix properties on rail service durability]. Ekaterinburg: OAO “UIM”, 2006, pp. 37–64. (In Russ.).Борц А.И., Шур Е.А., Рейхарт В.А., Базанов Ю.А. Результаты испытаний рельсов, подвергнутых дифференцированной закалке с прокатного нагрева, влияние особенностей технологии производства на их свойства // Промышленный транспорт XXI век. 2009. № 4. С. 32 – 36.Borts A.I., Shur E.A., Reikhart V.A., Bazanov Yu.A. Test results of rails, subjected to the differentiated hardening from rolling heat, influence of the peculiarities of production techniques on their characteristics. Promyshlennyi transport XXI vek. 2009, no. 4, pp. 32–36. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.