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Verfahren zur Herstellung von verschleissfesten Schienen hoher Festigkeit
Bei hochbeanspruchten Schienen, wie sie z. B. im Braunkohlentagebau für Achsdrücke von 35 t und mehr verwendet werden, tritt bei normalen verschleissfesten Schienen mit mindestens 90 kg/mm 2 Festig- keit der Union Internationale de Chemin de Fer-Güte, A, B oder C entsprechend derUIC-Vorschrift 860V innerhalb kurzer Betriebszeit eine mehr oder weniger starke Verquetschung des Schienenkopfes auf. Die
Verquetschungen führen unterhalb der Fahrfläche im Bereich der maximalen Hertzschen Flächenpressung zu Anrissen. Die Anrisse wieder können Ausbröckelungen an der Schienenfahrkante und Querbrüche in den
Schienen infolge der Überlastung verursachen.
Um diesen erhöhten Beanspruchungen Rechnung zu tragen, aber gleichzeitig die Sicherheit nicht zu vernachlässigen, ist bereits vorgeschlagen worden, solche verschleissfesten Schienen hoher Festigkeit aus Stählen mit einer Naturfestigkeit über 105 kg/mm2 Zugfestigkeit herzustellen und sie nach dem Walzen im Schienenfuss und Schienensteg auf Temperaturen von unterhalb Ac1 wärmezubehandeln ; vor- zugsweise findet dabei eine Herabsetzung der Festigkeit im Steg und Fuss auf etwa 90 - 95 kg/mm2 Festigkeit statt.
Die Wärmebehandlung des Fusses und Steges wird zweckmässig dadurch bewirkt, dass die Schienen durch eine Anheizvorrichtung geschickt werden, die Schienensteg und Schienenfuss möglichst gleichmässig auf die Anlasstemperatur erwärmt, d. h. auf Temperaturen unter A, vorzugsweise auf Temperaturen zwischen 600 und 6800 C. Der Schienenkopf erfährt hiebei keine wesentliche Erwärmung. Beim Erwärmen auf Anlasstemperatur können die Schienen vorteilhaft mit der Fussseite nach oben durch die Anheizvorrichtung laufen, oder es kann die Anheizvorrichtung über die eingespannten Schienen geführt werden. Als Anheizvorrichtung können Gasbrenner, Gasofen oder Induktionsspulen dienen. Als Anheiz- vorrichtung kann aber auch ein Salzbad verwendet werden, in das die Schiene bis unterhalb des Schienenkopfes eingetaucht wird.
Neben der Überprüfung der mechanischen Eigenschaften durch den Zugversuch wird nach der UICVorschrift eine Schlagprüfung an 1300 mm langen Schienenabschnitten aus dem aus dem Blockkopf stammenden Teil der Schienen durchgeführt. Der Schlagversuch hat den Zweck, die Schiene auf ihre Zähigkeit zu untersuchen und spröde Schienen auszuscheiden. Die Schlagerprobung wird entsprechend Punkt 26 - Schlagprüfung der technischen Lieferbedingungen für Breitfussschienen aus unvergütetem Stahl UIC 860 V, 4. Ausgabe, 1. 1. 1963-durchgeführt. Die Schienenabschnitte dürfen bei dieser Prüfung weder brechen noch Risse aufweisen. Nach jeder Prüfung kann die Durchbiegung zur Unterrichtung festgestellt werden.
Schienen aus den zuvor angeführten Werkstoffen, die über den ganzen Querschnitt Festigkeitswerte von über 105 kg/mm2 besitzen, weisen bei der Schlagprüfung nach UIC 860 V nur geringe Durchbiegungswerte auf oder brechen sogar. Durch eine Anlassbehandlung gemäss dem genannten Verfahren erhalten die Schienen eine höhere Durchbiegung und brechen nicht.
Obwohl bei den aus naturharten Stählen gewalzten und im Fuss angelassenen Schienen der Vorteil des geringeren Arbeitsaufwandes besteht, lässt sich das Verfahren nach dem älteren Vorschlag gemäss der Erfindung auch zur Herstellung von hochfesten Schienen aus vergütetem Stahl ausnutzen.
Somit wird die gewalzte Schiene aus Vergütungsstahl zunächst im Ganzen auf eine Vergütungs-
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festigkeit von über 105 kg/mm2 gebracht und darauf im Steg und Fuss ohne wesentliche Erwärmung des Schienenkopfes auf eine Anlasstemperatur erwärmt, bei der eine Herabsetzung der Festigkeit im Fuss und Steg auf unter 100 kg/mm2, vorzugsweise auf etwa 90-95 kg/mm2, erfolgt.
Eine Schlagzähigkeitsprüfung gibt es bei vergüteten Schienen an sich nicht. Prüft man aber die erfindungsgemäss behandelten Schienen gemäss der für naturharte Schienen geltenden Vorschrift, wie UIC 860 V, so erhält man Werte, die denen der naturharten Schienen nicht wesentlich nachstehen.
Die Erfindung verbreitert somit die Stahlbasis für die Schienen mit Festigkeiten über 105 kg/mm 2 im Kopf, wie sie eingangs für besonders hohe Achsdrücke, z. B. von 35 t und mehr, gefordert sind.