DE2034076A1

DE2034076A1 - Hard manganese steel - used in forming forg points on steel rails

Info

Publication number: DE2034076A1
Application number: DE19702034076
Authority: DE
Inventors: Armin Dipl Ing 4600 Dort mund P Heim
Original assignee: SCHRECK MIEVES KG
Current assignee: SCHRECK MIEVES KG
Priority date: 1970-07-09
Filing date: 1970-07-09
Publication date: 1972-01-13

Abstract

Frog points composed of a hard austenitic Mn steel casting in which the content of Mn to C is 10:1, and contg Mn 11-15%, pref. 12-14%, are joined to ordinary Mn steel rail by electron beam welding under vacuum or partial vacuum. The welded joint does not require a further heat treatment.

Description

Verwendung einer Manganhartstahllegierung zur Herstellung von Herzstücken für Weichen Die Erfindung bezieht sich auf gegossene, durch Abschreckung austenitische Herzstücke aus Manganhartstahl für Weichen. Use of a manganese steel alloy for the production of frogs for switches The invention relates to cast, quenched austenitic Frogs made of manganese steel for switches.

Solche Herzstücke haben sich in bezug auf den Verschleiß an sich bewährt, sie können jedoch nicht ohne weiteres an Anschlußschienen aus für Schienen üblicher Stahl angeschweißt werden. Die Schweißstellen würden (selbst bei praktisch kaum durchführbarer Wärmebehandlung un Abschreckung) unter den Wechselbiegebeanspruchungen, denen sie in Weichen ausgesetzt sind äußerst bruchanfällig. Das wird auf die Bildung von Mischkarbiden im Bereich der Schweißstellen zurückgeführt, die sich nicht vermeiden oder beseitigen lassen. - Die moderne Oberbau praxis verlangt in zunehmendem Maße vollkommen geschweißte Schienenstränge, die jedoch bis heute wegen der beschriebenen Mängel in den Weichen nicht mit Herzstücken aus Manganhartstahl ausgerüstet werden können.Such frogs have proven themselves in terms of wear and tear, However, they can not easily be connected to connecting rails from the usual rails Steel to be welded. The welds would (even with practically hardly feasible heat treatment and quenching) under the alternating bending stresses, to which they are exposed in turnouts are extremely prone to breakage. That is attributed to the formation of mixed carbides in the area of the welds, which cannot be avoided or eliminated. - Modern superstructure practice demands increasingly completely welded rail tracks, which are still used today not with frogs made of manganese steel because of the defects described in the turnouts can be equipped.

Um die beschriebenen Mängel zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, Herzstücke, die in ihrem mittleren Bereich aus Manganhartstahl bestehen, einzusetzen, bei denen die beiden stirnseitigen Enden aus einem gutverschweißbaren Stahl bestehen, der mit dem Manganhartstahl jeweils längs einer durch Trennwände gebildeten Mischzone verbunden ist, welche durch ein Verbundgußverfahren erzeugt wird. Hierbei hat es sich herausgestellt, daß die aus Manganhartstahl und dem gut verschweißbaren Stahl durch Zusammenfließen (durch perforierte Trennwände) gebildete Mischzone in der gewünschten Form oft schwierig und darum reproduzierbar zu verwirklichen ist, so daß befriedigende Ergebnisse nicht sicher erreicht werden. Versprödung des Materials im Bereich der Mischzone tritt auf. Solche Nachteile können auch auftreten, wenn bei der Herstellung von gegossenen Herzstücken aus Manganhartstahl mit Endteilen aus gut verschweißbarem Stahl zwischen dem Manganhartstahl und dem gut verschweißbaren Stahl jeweils ein zweischichtiges Verbundblech angeordnet wird, dessen eine Seite sich mit dem Manganhartstahl und dessen andere Seite sich mit dem gut verschweißbaren Stahl beim Gießen verbinden soll, indem das Verbundblech beidseitig angeschmolzen wird. Hier kann der Bereich, in dem das Verbundblech angeordnet ist, gleichsam eine schwache Stelle bleiben. Zudem ist dieses Verfahren sehr umständlich.In order to avoid the deficiencies described, it has been suggested that Use frogs that consist of manganese steel in their middle area, where the two front ends are made of easily weldable steel, the one with the manganese steel along a mixing zone formed by partition walls is connected, which is produced by a composite casting process. Here it has It turned out that the manganese steel and the well weldable steel mixing zone formed by confluence (by perforated partition walls) in the desired shape is often difficult and therefore reproducible to achieve, so that satisfactory results are not certain to be achieved. Embrittlement of the material occurs in the area of the mixing zone. Such disadvantages can also occur, though in the manufacture of cast frogs made of manganese steel with end pieces made of easily weldable steel between the manganese steel and the easily weldable Steel a two-layer composite sheet is arranged in each case, one side of which deal with the manganese steel and whose other side deals with the The aim is to connect well weldable steel during casting by placing the composite sheet on both sides is melted. Here, the area in which the composite sheet is arranged can be remain a weak point, as it were. In addition, this procedure is very cumbersome.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wann und wie Herzstücke aus Manganhartstahl ohne Schwierigkeiten an Anschlußteile und Schienen aus gut schweißbaren Stahl angeschweißt werden können.The invention is based on the object of indicating when and how Frogs made of manganese steel without difficulty on connecting parts and rails made of easily weldable steel can be welded on.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Manganhartstahllegierung, die bei einem Mangan/kohlenstoff -Verhältnis von etwa 10/1 einen Mangangehalt von 11 bis 15 %, vorzugsweise 12 bis 14 % aufweist, zur Herstellung von gegossenen, durch Abschreckung austenitischen Herzstücken für Weichen, die mittels Elektronenstrahlschweißung unter Vakuum oder Halbvakuum stumpf an Anschlußteile oder an Schienen aus üblichem Schienenstahl angeschweißt werden, wobei die Schweißstellen nach dem Schweißen keine Wärmebehandlung oder Abschreckung mehr erfahren, obwohl die Schiene oder das Anschlußstück vorgewärmt werden können.The subject of the invention is the use of a manganese steel alloy, those with a manganese / carbon ratio of about 10/1 have a manganese content of 11 to 15%, preferably 12 to 14%, for the production of cast, by quenching austenitic frogs for turnouts, which are made by means of electron beam welding under vacuum or semi-vacuum butt on connecting parts or on rails from the usual Rail steel can be welded on, with the welds after welding no Heat treatment or quenching experienced more though the rail or fitting can be preheated.

üblicher Schienenstahl hat beispielsweise eine Richtanalyse von c = 0,50 - o,65 % Mn = 1,30 - 1,70 ffi Si = max. 0,50 & P = max. 0,05 % S = max. 0,05 % Rest Eisen und übliche Verunreinigungen.For example, common rail steel has a directional analysis of c = 0.50 - o.65% Mn = 1.30 - 1.70 ffi Si = max. 0.50 & P = max. 0.05% S = max. 0.05% remainder iron and usual impurities.

Anders ausgedrückt ist Gegenstand der Erfindung die Anwendung der Elektronenstrahlschweißung (unter Vakuum oder Halbvakuum) zur Herstellung von stumpfen Schweißverbindungen zwischen durch Abschreckung austenitischen Herzstücken für Weichen aus Manganhartstahl, Mangangehalt 11 bis 15 %, vorzugsweise 12 bis 14 % bei einem Manganatohlenstoff-Verhältnis von etwa 10/1 und Anschlußteilen oder Schienen aus üblichem Schienenstahl, -wobei die Schweißstellen nach dem Schweißen keine Wärmebehandlung oder Abschreckung mehr erfahren. Eine typische Manganhartstahllegierung hat beispielsweise die Richtanalyse c = 1,10 - 1,30 % si = 0,30 - 0,50 % Mn = 12, 0 - 14 ffi P = 0.10 X S = 0.04 % Rest Eisen und übliche Verunreinigungen, Elektronenstrahlschweißung bezeichnet ein Schweißverfahren, bei dem die für die Schweißung erforderliche Energie durch Bremsung von Elektronen eines Elektronenstrahls hervorgerufen wird. Die Elektronenstrahlschweißung ist an sich bekannt und bedarf daher insoweit keiner besonderen Beschreibung. -Im Rahmen der Erfindung werden die miteinander zu verschweißenden Teile mit plan vorbereiteten Flächen gegeneinander gesetzt und mit ausreichender Flächenpressung gegeneinander gedrückt.In other words, the subject of the invention is the application of Electron beam welding (under vacuum or semi-vacuum) for the production of butt Welded joints between quenched austenitic frogs for turnouts made of manganese steel, manganese content 11 to 15%, preferably 12 to 14% for one Manganese carbon ratio of about 10/1 and connecting parts or rails Usual rail steel, with the welds no heat treatment after welding or deterrence learn more. For example, a typical high manganese steel alloy has the standard analysis c = 1.10 - 1.30% si = 0.30 - 0.50% Mn = 12, 0 - 14 ffi P = 0.10 X S = 0.04% remainder iron and usual impurities, electron beam welding refers to a welding process in which the energy required for welding caused by braking electrons of an electron beam. The electron beam welding is known per se and therefore does not require any special description. -In the Within the scope of the invention, the parts to be welded together are prepared with plan Surfaces set against each other and with sufficient surface pressure against each other pressed.

Der Elektronenstrahl wird in der Trennebene der miteinander zu verschweißenden Teile geführt. Das alles geschieht unter Vakuum oder Halbvakuum. Überraschenderweise entstehen bei der erfindungsgemäßen Verwendung oder Anwendung SchweißstelLen, die all die Beanspruchungen ohne weiteres aufnehmen, welche Herzstücke von Weichen unter dem Einfluß des rollenden Verkehrs als Wechselbiegebeanspruchungen mit sehr häufigem und oft sehr schnellem Lastwechsel aufzunehmen haben. Auch störender Verschleiß im Bereich der Schweißstellen wird nicht beobachtet.The electron beam is in the parting plane of the one to be welded together Parts led. All of this happens under vacuum or semi-vacuum. Surprisingly arise in the use or application according to the invention welds that easily absorb all the stresses which are the core pieces of points the influence of rolling traffic as alternating bending stresses with very frequent and often have to absorb very fast load changes. Also annoying wear and tear in the area of the welds is not observed.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch das Herzstück einer Weiche.In the following the invention is based on only one embodiment Illustrative drawing explained in more detail. The only figure shows a longitudinal section through the heart of a switch.

Das in der einzigen Figur dargestellte Herzstück besteht in seinem mittleren Teil 1 aus Manganhartstahl der beschriebenen Zusammensetzung und besitzt an beiden Seiten stumpf angeschweißte Anschlußteile 2 aus einem gut schweißbaren Stahl der eingangs angegebenen Richtanalyse. Anstelle der Ansohlußteile 2 könnte das Herzstück auch unmittelbar an der Weiche zugehörende Schienen oder an Anschlußschienen angeschlossen werden. Die Schweißverbindung bei 3 ist mittels Elektronenstrahlschweißung hergestellt worden und zwar stoßen die dargestellten Elemente stumpf gegeneinander.The heart shown in the single figure consists in his middle part 1 made of manganese steel of the composition described and has butt welded on both sides connecting parts 2 from a well weldable Steel of the standard analysis specified at the beginning. Instead of the Ansohlußteile 2 could the heart also belongs to rails directly on the switch or on connecting rails be connected. The weld connection at 3 is by means of electron beam welding been produced and that the elements shown butt against each other.

Anspruch claim

Claims

Claim use of a manganese high-carbon steel alloy, which at a Manganese / carbon ratio of about 10/1 a manganese content of 11 to 15%, tor preferably 12 to 14%, comprises for the production of cast, by quenching Austenitic frogs for points that are welded under by electron beam Vacuum or semi-vacuum butt on connecting parts or on rails made of conventional rail steel be welded, the welds no heat treatment after welding learn more.