Корозія зношених ободів залізничних коліс

Автор(и)

  • S. I. Gubenko Національна металургійна академія України
  • V. M. Bespalko Національна металургійна академія України

DOI:

https://doi.org/10.30838//J.BPSACEA.2312.010920.32.651

Ключові слова:

залізничне колесо, мікроструктура сталі, корозія, втомно-корозійне руйнування

Анотація

Мета. Необхідні дослідження умов зародження втомних пошкоджень і послаблюючої дії корозії на корозійно-втомний знос залізничних коліс. Метою роботи було вивчення впливу структури колісної сталі на розвиток корозійних процесів. Методика. Для дослідження особливостей розвитку корозійних пошкоджень в колісної сталі використовували метал зношених коліс (1, 2; зразки з поверхні ковзання, з внутрішньої частини тіла ободу і з диску). Прискорені корозійні випробування проводили при кімнатній температурі в спеціальній камері у вологій атмосфері (відносна вологість 80...83 %), що містить 10 мг/м3 SO2, а також NO і NO2, що близько до дії промислових атмосфер. Металографічні дослідження проводили на мікроскопі «Неофот-21». Результати. Досліджено особливості корозії колісної сталі в різних ділянках зношених залізничних коліс. Показано, що різна швидкість корозії колісної сталі пояснюється її різним структурним станом (ступінь дисперсності перліту, розміри зерен, характер деформованої структури). Встановлено, що поверхня ковзання і метал диску кородували швидше, ніж метал з центральної частини ободу. Наукова новизна.Встановлено особливості механізму та швидкості розвитку корозії колісної сталі в різних ділянках зношених залізничних коліс при швидкісних випробуваннях у середовищі, близькому до промислової атмосфери. Показано, що на швидкість корозії впливає характер мікроструктури колісної сталі. Показано, що у зношених колесах поверхня ковзання кородує швидше, ніж метал з центральної частини ободу, що пояснюється впливом напружень, створених пластичною деформацією в тонкому поверхневому шарі. Встановлено, що ділянки «білого шару» на поверхні ковзання сприяють уповільненню корозії, що пов'язано з його ультрадисперсною структурою. Показано, що метал диску кородує швидше, ніж метал з центральної частини ободу завдяки більш грубій ферито-перлітній структурі диска і наявності феритної смугастості.Практична значимість.Використання отриманих результатів дозволить розробити протикорозійні заходи для залізничних коліс, що дозволить попередити утворення різного роду дефектів при їх експлуатації.


Біографії авторів

S. I. Gubenko, Національна металургійна академія України

Кафедра матеріалознавства,  докт. техн. наук, проф.

V. M. Bespalko, Національна металургійна академія України

Кафедра матеріалознавства, канд. техн. наук, доц.

Посилання

Vorobiov A.A., Gubenko S.I., Ivanov I.A. and etc. Resurs I remontoprigodnost kolesnih par podvixhnogo sostava zheleznih dorog [Resource and maintainability of wheel sets of rolling stock of railways]. Moscow: INFRA-M, 2011, 264 p. (in Russian).

Taran Yu.N., Esaulov V.P. and Gubenko S.I. Povishenie iznosostojkostizheleznodorozhnih koles s raznim profilem poverhnosti kataniy [Increasing the wear resistance of railway wheels with a different tread profile]. Metallurgical and mining industry. 2000, no. 2, pp. 42−44. (in Russian).

Bogdanov A.F., Gubenko S.I., Zhukov D.A. and Ivanov I.A. Poverkhnostnyy sloy i ekspluatatsionnyye svoystva oboda tsel'nokatanogo kolesa [The surface layer and the operational properties of the rim of a seamless-rolled wheel]. Konstrukcionno-tehnologicheskoe obespechenie nadezhnosti koles rel'sovyh `ekipazhej : sb. nauch. tr. [Structural and technological support for the reliability of the wheels of rail crews : coll. scientific works]. Saint-Petersburg : PGUPS Publ., 2009, pp. 15−23. (in Russian).

Sladkowski A., Gubenko S., Pogorelov D., Iwnicki S. and Licciardello R.V. Rail vehicle dynamics and associated problems: monograph. Gliwice : Silesian University of Technology, 2005, 187 р.

Taran Yu.N., Esaulov V.P. and Gubenko S.I. Strukturnie izmeneniya v obodiah zheleznodorozhnih koles s raznim profilem poverhnosti kataniya [Structural changes in the rims of railway wheels with a different tread d profile]. zvestiya vuzov. Chernaya metallurgiya [Proceedings of universities. Ferrous metallurgy]. 1989, no. 9, pp. 101−105.

(in Russian).

Gubenko S.I., Ivanov I.A. and Sobolev A.A. Osobennosti iznosa poverkhnosti kataniya tsel'nokatanykh koles [Features of wear of the rolling surface of solid-rolled wheels]. Izvestiya Peterburgskogo universiteta putej soobscheniya [Proceedings of the Saint-Petersburg University of Railway Engineering]. Saint-Petersburg : Publishing House of State University of Railway Transport, 2013, pp. 73−84. (in Russian).

Kushner V.S., Kutko A.A., Vorobyov A.A., Gubenko S.I. and Ivanov I.A. Vliyaniye struktury i mekhanicheskikh kharakteristik kolesnykh staley na iznashivaniye i rezhimy vosstanovleniya profilya kolesnykh par [The influence of the structure and mechanical characteristics of wheel steels on wear and restoration modes of the wheelset profile]. Omsk : OmSTU Publ., 2015, 221 p. (in Russian).

Gubenko S.I. Nekotoryye strukturnyye aspekty kolesnoy stali, opredelyayushchiye kachestvo zheleznodorozhnykh koles [Some structural aspects of wheel steel that determine the quality of railway wheels]. Sovremennye tehnologii proizvodstva transportnogo metalla [Modern technologies for the production of transport metal]. Russia, Nizhnyi Tagil : NMTK Publ., 2008, 394 p., pp. 88−113). (in Russian).

Sladkovskyi A., Yessaulov V., Shmurygin N., Taran Yu. and Gubenko S. An Analysis of Stress and Strain in Freight Car Wheels. Transactions on Modelling and Simulation. 1997, no. 16, pр. 15−24.

Gubenko S., Proidak Yu. Investigation of wear mechanism of tread during operation of railway wheels. Transport problems. 2012, no. 7, pр. 119−125.

Belchenko G.I. and Gubenko S.I. Mikroneodnorodnaya deformatsiya stali, soderzhashchey nemetallicheskiye vklyucheniya [Microinhomogeneous deformation of steel containing nonmetallic inclusions]. Izvestiya AN SSSR. Metally [Newsof the USSR Academy of Sciences. Metals]. 1981, no. 4, pp. 94−97. (in Russian).

Gubenko S., Proidak Yu., Kozlovsky A., Shramko A. and Iskov M. Influence of Nonmetallic Inclusions on Microbreaks Formation in Wheel Steel and Railway Wheels. Telematics, Logistics and Transport Safety : Materials of VIII Scientific Conference TLTS’08. Poland, Katowice-Cieszyn, 2008, October 16−18.

Beretta S., Carboni M. and LoConte A. Impact of corrosion upon fatigue properties of steel. The 15-th International Wheelset Congress (October 2007). Praga, Chesh. Repub., 2007, pp. 294−300.

Gubenko S.I. Nemetallicheskie vkluchenija i prochnost stali [Non-metallic inclusions and strength of steel]. Saarbrücken : LAP LAMBERT. Palmarium academic publishing, 2015, 476 p. (in Russian).

Gubenko S.I. Fizika razrusheniya staley vblizi nemetallicheskikh vklyucheniy [Physics of steel fracture near non-metallic inclusions]. Dnipropetrovsk : NmetAU Publ., Information Technology Systems Technologies. 2014,

301 p. (in Russian).

Belchenko G.I. and Gubenko S.I. Deformatsiya nemetallicheskikh vklyucheniy pri prokatke stali [Deformation of non-metallic inclusions during steel rolling]. Izvestiya AN SSSR. Metally [News of the USSR Academy of Sciences. Metals]. 1983, no. 4, pp. 80−84. (in Russian).

Gubenko S.I. Mezhphaznie granitsi vkluchenie-matritsa I svoisrva stalej [Interphase boundaries inclusion-matrix and properties of steels]. Germany − Mauritius : Palmarium academic publishing, 2017, 506 p. (in Russian).

Gubenko S.I. Nemetallicheskiye vklyucheniya i plastichnost' staley [Non-metallic inclusions and ductility of steels. The physical basis of the ductility of steels]. Saarbrücken : LAP LAMBERT, Palmarium academic publishing, 2016, 549 p. (in Russian).

Gubenko S.I. K voprosu o stroyenii mezhfaznykh granits nemetallicheskoye vklyucheniye-matritsa v stali [To the question of the structure of interphase boundaries non-metallic inclusion-matrix in steel]. Izvestiya AN SSSR. Metally[News of the USSR Academy of Sciences. Metals]. 1994, no. 6, pp. 105−112. (in Russian).

Gubenko S. Geterofaznyke mikrokompozitnyye vklyucheniya v stalyakh [Heterophase microcomposite inclusions in steels]. Germany − Mauritius, Beau Bassin, Palmarium academic publishing, 2019, 330 p. (in Russian).

Gubenko S.I. and Bespalko V.N. Osobennosti korrozii kolesnoy stali [Peculiarities of wheel steel corrosion]. Actual trends of modern scientific research : The 1st International scientific and practical conference (July 19−21, 2020). MDPC Publishing, Munich, Germany, 2020, 379 p., pp. 154−160. (in Russian).

Gubenko Svetlana. Fizicheskaya priroda plastichnosti i uprochneniya metallov pri deformatsii [Physical nature of plasticity and strengthening of metals upon deformation]. Germany − Mauritius, Beau Bassin, LAP LAMBERT academic publishing, 2020, 341 p. (in Russian).

Gubenko S.I. Treshchinoobrazovaniye v obod'yakh zheleznodorozhnykh koles v protsesse ekspluatatsii [Cracking in the rims of railway wheels during operation]. Modern science: problems and innovations : The 5th International scientific and practical conference (July 26−28, 2020). SSPG Publish, Stockholm, Sweden, 2020, pр. 125−131. (in Russian).

Nozdrin V.F., Usherenko S.M. and Gubenko S.I. O mekhanizme uprochneniya metallov pri sverkhglubokom pronikanii vysokoskorostnykh chastits [On the mechanism of metal hardening during superdeep penetration of high-speed particles]. Fizika i himiya obrabotki materialov [Physics and chemistry of material processing]. 1991, no. 6,

pp. 19−24. (in Russian).

Usherenko S.M., Nozdrin V.F. and Gubenko S.I. Izmeneniye struktury metallicheskoy misheni pri vysokoskorostnom vnedrenii dispersnykh chastits [Changes in the structure of a metal target during high-speed penetration of dispersed particles]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metal Science and Heat Treatment of Metals]. 1991, no. 6, pp. 34−36. (in Russian).

Gubenko S.I., Pinchuk S.I. and Belaya E.V. The influence of the structural state of wheel steel on the development of corrosion. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost' [Metallurgical and mining industry]. 2009, no. 2, рр. 69−73. (in Russian).

Gubenko S.I., Pinchuk S.I. and Belaya E.V. Sistemnoye issledovaniye mekhanizma iznosa poverkhnosti kataniya zheleznodorozhnogo kolesa [System study of wear mechanism of railway wheel tread surface]. Metallurgical and Mining Industry. 2010, no. 2 (1), pр. 51−56. (in Russian).

Gubenko S.I., Pinchuk S.I. and Belaya E.V. Vliyaniye strukturnogo sostoyaniya kolesnoy stali na razvitiye korrozii [Influence of the structural state of wheel steel on the development of corrosion]. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost' [Metallurgical and mining industry]. 2009, no. 2, pp. 69−73. (in Russian).

Gubenko S.I., Pinchuk S.I. and Belaya E.V. Issledovaniye vliyaniya nemetallicheskikh vklyucheniy na korrozionnoye povedeniye kolesnoy stali [Investigation of the influence of non-metallic inclusions on the corrosion behavior of wheel steel]. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost' [Metallurgical and mining industry]. 2011, no. 7, pp. 70−74. (in Russian).

Gubenko S.I., Pinchuk S.I. and Belaya E.V. Investigation of non-metallic inclusion effect on corrosion behavior of wheel steel. Metallurgical and Mining Industry. 2011, no. 3 (2), pр. 63−66.

Pinchuk S., Gubenko S. and Belaya E. Correlation between electrochemical corrosion and structural state of steel by simulation of operation conditions of railway wheels. Chemistry & Chemical Technology. 2010, no. 4 (2),

pр. 151−158.

Gubenko S.I. and Bespalko V.N. Uroven' plastichnosti mul'tifaznykh vklyucheniy v stalyakh [The level of plasticity of multiphase inclusions in steels]. Innovative development of science and education : Proceedings of the IV International Scientific and Practical Conference (21−23 June 2020). ISGT Publishing House, Athens, Greece, 2020, pp. 117−123. (in Russian).

##submission.downloads##

Номер

Розділ

Наукові дослідження

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають