AT409972B

AT409972B - Schiene für gleisgebundene fahrzeuge

Info

Publication number: AT409972B
Application number: AT0111900A
Authority: AT
Inventors: Axel Dr Ing Zimmermann; Dieter Dipl Ing Schreck
Original assignee: Thyssen Schienen Technik Gmbh
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2002-12-27
Also published as: FR2795754A1; LU90606B1; FR2795754B1; ATA11192000A

Description


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   Die Erfindung betrifft eine Schiene für gleisgebundene Fahrzeuge, insbesondere eine Regel- schiene oder eine Konstruktionsschiene, wie eine Zungenschiene, sowie ein Verfahren zur Herstel- lung einer Konstruktionsschiene, insbesondere einer Zungenschiene. 



   Schienen für gleisgebundene Fahrzeuge sind seit langem aus der Praxis bekannt. In Deutsch- land werden im Bereich der Bundesbahn überwiegend sogenannte Breitruss- oder Vignol-Schienen für gleisgebundene Fahrzeuge eingesetzt Für die Schienenherstellung dieser Regelschienen wird üblicherweise ein Vor-Blockguss- und auch Stranggussmaterial verwendet, das entsprechend ge- walzt wird. Der Stahl für diese Schienen weist in der Regel je nach Güte einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,40 und 0,82 %, einen Mangangehalt zwischen 0,80 und 1,7 % und einen Siliziumgehalt zwischen 0,05 und 0,90 % auf. Bei einem Stahl besonders hoher Güte kann auch Chrom mit Anteilen von 0,80 und 1,30 % verwendet werden. 



   Im Gegensatz zu den Regelschienen bestehen Weichenteile, nämlich Herzstücke, Kreuzungs- teile und Konstruktionsschienen, wie Zungenschienen, üblicherweise aus einem Manganhartstahl. 



  Aus einem derartigen Material bestehende Weichenteile werden nicht gewalzt, sondern gegossen. 



   Der Manganstahlguss für die Weichenteile weist in der Regel die folgenden Bestandteile in den nachstehenden Grenzen auf: 
Kohlenstoff: 0,95 bis   1,3 %  
Mangan : 11,5 bis   14 %  
Silizium: < 0,65 %
Schwefel : < 0,03 %
Phosphor : < 0,04 % 
Die Metallstruktur soll im übrigen vollständig austenitisch und frei von Karbiden sein. 



   Der Grund für die Verwendung unterschiedlicher Stahllegierungen für Regelprofile einerseits und Weichenteile andererseits liegt darin, dass Weichenteile einem erheblich höheren Verschleiss unterliegen als die Regelschienen. Zur Erzielung einer höheren Lebensdauer der Weichenteile müssen diese daher eine grössere Harte als die Regelschienen aufweisen. 



   Problematisch ist, dass die Zusammensetzung des Manganstahlgusses, die zur Gewährleistung der Härte der Weichenteile erforderlich ist, ein Walzen von Weichenteilen, insbesondere von aus diesem Stahl bestehenden Zungenschienen, nicht zulässt. 



   Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Schiene der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Zungenschiene zur Verfügung zu stellen, wobei nicht nur eine gute Walzbarkeit des Schienenmaterials gegeben sein, sondern die Schiene gleichzeitig eine grosse Härte aufweisen soll, so dass sie auch im Bereich von Weichen eingesetzt werden kann. 



   Die zuvor angegebene Aufgabe ist erfindungsgemäss im wesentlichen dadurch gelöst, dass die Schiene aus einem Stahl hergestellt ist, der neben Eisen folgende Bestandteile in den nachstehenden Grenzen in Gew. -% aufweist: 
Kohlenstoff- 0,55 bis 0,8 %
Mangan. 11 bis 14 %
Silizium: < 0,65 %
Chrom : 0,2 bis 0,7 %. 



   Bei durchgeführten Versuchen ist festgestellt worden, dass eine Schiene, die aus einem Stahl hergestellt ist, der die oben genannten Bestandteile in den angegebenen Grenzen aufweist, sich ohne weiteres walzen lässt. Darüber hinaus eignet sich der zuvor angegebene Manganhartstahl hervorragend zur Verwendung für Weichenteile, nämlich insbesondere für Zungenschienen, da ein Stahl mit den zuvor angegebenen Bestandteilen eine ausgesprochen hohe Härte und hervorragende Festigkeitseigenschaften hat. Es versteht sich natürlich, dass es ohne weiteres möglich ist, den erfindungsgemässen Stahl auch für Regelschienen zu verwenden. 



   Im übrigen ermöglicht es die Erfindung erstmals,   Weichenteile,   sofern sie von ihrem Profil her grundsätzlich walzbar sind - dies gilt jedenfalls für Zungenschienen - zu walzen. Dies stellt eine Abkehr von dem bisher eingefahrenen Weg dar, Weichenteile mit den hinsichtlich der Härte geforderten technologischen Eigenschaften grundsätzlich zu giessen. 

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   Im Ergebnis bietet die Erfindung die Vorteile, dass Weichenteile, sofern sie von ihrem Profil her grundsatzlich walzbar sind, sich kostengünstiger als bisher durch Giessen herstellen lassen und darüber hinaus gegenüber den bekannten Weichenteilen und auch sonstigen Regelschienen verbesserte Härte- und Festigkeitseigenschaften haben. 



   Bei Versuchen, die durchgeführt worden sind, ist weiterhin festgestellt worden, dass sich eine besonders gute Walzbarkeit des erfindungsgemässen Stahls bei gerade fur Weichenteile besonders günstigen Härte- und Festigkeitseigenschaften dadurch ergibt, dass der Stahl folgende Bestandteile in den nachstehenden Grenzen aufweist: 
Kohlenstoff : 0,65 bis 0,75 % 
Mangan : 12,5 bis   13,5 %   
Silizium : 0,30 bis 0,50 % 
Chrom : 0,30 bis 0,60 % 
Darüber hinaus kann es für bestimmte Anwendungszwecke bei Schienen günstig sein, optional Nickel zuzugeben, und zwar mit 0,10 bis 0,30 %, vorzugsweise mit 0,10 bis 0,20 %. 



   Der erfindungsgemässe Stahl zur Verwendung für Schienen für gleisgebundene Fahrzeuge kann eine Reihe von Spurenelementen aufweisen. Hierbei kann es sich um Aluminium, Antimon, Kupfer, Molybdän, Nickel, Niob, Phosphor, Schwefel, Titan, Wasserstoff und/oder Zinn handeln. 



   Der Anteil der einzelnen Spurenelemente sollte bestimmte Werte nicht überschreiten Der An- teil der einzelnen Spurenelemente sollte wie folgt sein- 
Aluminium :   #   0,003 %, insbesondere:5 0,001 %, 
Antimon : < 0,04 %, insbesondere < 0,02 %, 
Kupfer : < 0,30 %, insbesondere < 0,15 %, 
Molybdän: < 0,04 %, insbesondere < 0,02 %, 
Nickel: < 0,20   %, insbesondere <    0,10 %, 
Niob : < 0,02   %, insbesondere <    0,01 %, 
Phosphor :   #   0,06 %, insbesondere:$; 0,03 %, 
Schwefel:   #   0,06 %, insbesondere:$; 0,03 %, 
Titan : < 0,050 %, insbesondere < 0,025 %, 
Wasserstoff :   #   4 ppm, insbesondere:$; 2 ppm, 
Zinn : < 0,06 %, insbesondere < 0,03 %. 



   Es ist darauf hinzuweisen, dass die einzelnen Spurenelemente für sich aber auch in Kombinati- on einiger oder aller genannten Elemente bei dem erfindungsgemässen Stahl auftreten können. Die zuvor genannten Spurenelemente können in ihren angegebenen Bereichen die vorgenannten Eigenschaften des erfindungsgemässen Stahls weiter verbessern. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Schiene für gleisgebundene Fahrzeuge, insbesondere Regelschiene oder Konstruktions- schiene, wie eine Zungenschiene, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene aus einem 
Stahl hergestellt ist, der neben Eisen folgende Bestandteile in den nachstehenden Gren- zen in Gew. -% aufweist. 



   Kohlenstoff : 0,55 bis 0,8 % 
Mangan : 11 bis 14 % 
Silizium: < 0,65 % 
Chrom : 0,2 bis 0,7 %.

Claims

2 Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl folgende Bestandteile in den nachstehenden Grenzen aufweist: <Desc/Clms Page number 3> Kohlenstoff: 0,65 bis 0,75 % Mangan : 12,5 bis 13,5 % Silizium- 0,30 bis 0,50 % Chrom : 0,30 bis 0,60 %.

3. Schiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl einen Anteil Ni- ckel mit 0,10 bis 0,30 %, insbesondere 0,10 bis 0,20 % aufweist.

4 Schiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl Anteile von Aluminium und/oder Antimon und/oder Kupfer und/oder Molybdän und/ oder Nickel und/oder Niob und/oder Phosphor und/oder Schwefel und/oder Titan und/oder Wasserstoff und/oder Zinn aufweist.

5. Schiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Aluminium: < 0,003 %, insbesondere# 0,001 % und/oder Antimon : < 0,04 %, insbesondere < 0,02 % und/oder Kupfer : < 0,30 %, insbesondere < 0,15 % und/oder Molybdän : < 0,04 %, insbesondere < 0,02 % und/oder Nickel: < 0,20 %, insbesondere < 0,10 % und/oder Niob : < 0,02 %, insbesondere < 0,01 % und/oder Phosphor : # 0,06 %, insbesondere 5 0,03 % und/oder Schwefel- # 0,06 %, insbesondere # 0,03 % und/oder Titan: < 0,050 %, insbesondere < 0,025 % und/oder Wasserstoff- # 4 ppm, insbesondere # 2 ppm und/oder Zinn : < 0,06 %, insbesondere < 0,03 % ist.

6 Schiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene gewalzt ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer Konstruktionsschiene, insbesondere einer Zungenschiene, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungenschiene aus einem Stahl hergestellt wird, der folgende Bestandteile in den nachstehenden Grenzen aufweist Kohlenstoff: 0,55 bis 0,8 % Mangan : 11 bis 14 % Silizium- < 0,65 % Chrom: 0,2 bis 0,7 % und dass die Zungenschiene gewalzt wird.

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