DOI: https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.280519.16.430

Оцінка схильності до утворення дефектів термічного походження дослідних сталей для залізничних коліс

O. I. Babachenko, H. A. Kononenko, R. V. Podolskyi, O. A. Shpak

Анотація


Постановка проблеми. Розроблення хімічного складу сталей для залізничних коліс, що забезпечує підвищення їх ресурсу в різних умовах експлуатації. Методика. У лабораторних умовах в індукційній печі були виплавлені злитки малого об’єму (до 10 кг) діаметром 80 мм із підвищеним вмістом марганцю і кремнію (сталь «К»), а також із системою Al−Ti−N на основі сталі марки «2» (ДСТУ ГОСТ 10791-2016) та сталі «К». Вміст вуглецю в дослідних сталях був до 0,6 % мас. Плавка «Т» була порівняльною в даних дослідженнях і за своїм хімічним складом відповідає вимогам ДСТУ ГОСТ 10791-2016. Всі плавки виплавлені в однакових умовах. Прогартовуваність сталі визначали методом торцевого гарту (метод Джоміні) за ГОСТ 5657. Результати. Досліджено шляхи підвищення експлуатаційної стійкості залізничних коліс. Розроблено системи легування з принципово новим способом зміцнення сталі для залізничних коліс ‑ тугоплавкою дисперсною фазою спільно з твердорозчинним зміцненням. Установлено позитивний вплив дослідного хімічного складу із системою Al−Ti−N на показники в'язкості і пластичності за дещо нижчих показників міцності і твердості порівняно з високоміцною сталлю марки Т, нормованої ДСТУ ГОСТ 10791-2016. Показано, що дослідні сталі 2+(Al−Ti−N) і K+(Al−Ti−N) мають на 20...30 % меншу зону структурних змін, що свідчить про більш високу стійкість до утворення дефектів термічного походження на поверхні кочення залізничних коліс. Наукова новизна. Установлено вплив хімічного складу дослідних сталей на прогартовуваність. Практична значимість. Обґрунтовано склади сталей з новою системою мікролегування для залізничних коліс із високою стійкістю до утворення вищербин і білих шарів на поверхні кочення.


Ключові слова


залізничні колеса; хімічний склад; мікролегування; чутливість до термічного впливу; прогартовуваність

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Inoue A., Yamaguchi T., Kim B.G., Nosaki K. and Masumoto T. Mechanical strength of ultra-fine Al−AlN composites produced by a combined 65 method of plasma-alloy reaction, spray deposition and hot pressing. Journal of Applied Physics. 1992, vol. 71, pp. 3278.

Jeffrey G.A., Parry G.S. and Mozzi R.L. Wurtzite type binary compounds. I. Structures of aluminium nitride and beryllium oxide. Journal of Chemistry and Physics. 1956, vol. 25, p. 1024.

Wever F., Koch K., Ilschner-Gench C. and Rohde H. Das aufreten eines kubishen nitrids in aluminiumlegierten stahlen. Forsh. Wirts. Nordhein-Westfalen, 1957, no. 409, pp. 1−26.

Zajac S. and Jansson B. Thermodynamics of the Fe−Nb−C−N system and the solubility of niobium carbonitrides in austenite. Metallurgical and Material Transactions, B, 1998, vol. 29B, no. 2, p. 163.

Babachenko O.I., Kononenko G.A., Litvinenko P.L., Knysh A.V., Dementieva J.A., Khulin A.N., Savchenkov A.N. and Shpak E.A. Issledovanie stoikosti k obrasovaniyu visherbin na poverhnosti katania zheleznodorozhnuh koles raslichnuh urovney prochnosti [Investigation of the resistance to the formation of chizholes on the tread surface of railway wheels of various strength levels]. Fundamentalnue i prikladnue problem chernoy metallurgii [Fundamental and applied problems of ferrous metallurgy]. 2010, pp. 194−202. (in Russian).

Babachenko O.I., Litvinenko P.L., Knysh A.V., Dementieva J.A. and Khulin A.N. Sovershenstvovanie himicheskoho coctava stali dlya zheleznodorozhnuh koles obespechivauscheho povushenie ih stoykosti k obrasovaniu defektov na poverhnosri katania [Improvement of the chemical composition of steel for railway wheels, which increases their resistance to the formation of defects on the rolling surface]. Fundamentalnue I prikladnue problem chernoy metallurgii [Fundamental and applied problems of ferrous metallurgy]. 2011, pp. 226−233. (in Russian).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.  Inoue А. Mechanical strength of ultra-fine Al−AlN composites produced by a combined 65 method of plasma-alloy reaction, spray deposition and hot pressing / A. Inoue, T. Yamaguchi, B.G. Kim, K. Nosaki, T. Masumoto // Journal Of Applied Physics. − 1992. − Vol. 71. − P. 3278.

2. Jeffrey G. A. Wurtzite type binary compounds. I. Structures of aluminium nitride and beryllium oxide / G. A. Jeffrey, G. S. Parry, R. L. Mozzi // Journal of Chemistry and Physics. − 1956. − Vol. 25. − P. 1024.

3. Wever F. Das aufreten eines kubishen nitrids in aluminiumlegierten stahlen / F. Wever, K. Koch, C. Ilschner-Gench, H. Rohde // Forsh. Wirts. − Nordhein-Westfalen, 1957. − № 409. − Pp. 1−26.

4. Zajac S. Thermodynamics of the Fe−Nb−C−N system and the solubility of niobium carbonitrides in austenite /
S. Zajac, B. Jansson // Metallurgical and Material Transactions. − B. − 1998. − Vol. 29B, № 2. − P. 163.

5. Бабаченко А. И. Исследование стойкости к образованию выщербин на поверхности катания железнодорожных колес различных уровней прочности / А. И. Бабаченко, А. А. Кононенко,
П. Л. Литвиненко, А. В. Кныш, Ж. А. Дементьева, А. Н. Хулин, А. Н. Савченков, Е. А. Шпак // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. − 2010. − С. 194−202.

6. Бабаченко А. И. Совершенствование химического состава стали для, железнодорожных колес, обеспечивающего повышение их стойкости к образованию дефектов на поверхности катания /
А. И. Бабаченко, П. Л. Литвиненко, А. В. Кныш, Ж. А. Дементьева, А. Н. Хулин // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. − 2011. – С. 226−233.



Коментарі цієї статті

Дивитися всі коментарі