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

Автор(и)

  • O. I. Babachenko Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України
  • H. A. Kononenko Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України http://orcid.org/0000-0001-7446-4105
  • R. V. Podolskyi Національна металургійна академія України http://orcid.org/0000-0003-1219-348X
  • O. A. Shpak Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України http://orcid.org/0000-0002-6707-0877

DOI:

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

Ключові слова:

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

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.

Біографії авторів

O. I. Babachenko, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України

Відділ проблем деформаційно-термічної обробки конструкційних сталей, д-р техн. наук

H. A. Kononenko, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України

Відділ проблем деформаційно-термічної обробки конструкційних сталей, канд. техн. наук

R. V. Podolskyi, Національна металургійна академія України

Кафедра термічної обробки металів,

O. A. Shpak, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України

Відділ проблем деформаційно-термічної обробки конструкційних сталей,

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).

##submission.downloads##

Номер

Розділ

Наукові дослідження