СТРУКТУРНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ ПРИ ТЕРМІЧНОМУ ЗМІЦНЕННІ ДИСКУ ЗАЛІЗНИЧНОГО КОЛЕСА
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6885-2024-2-11Ключові слова:
вуглецева сталь, прискорене охолодження, відпуск, зміцнення, пом’якшення.Анотація
Мета роботи. Обґрунтування механізму структурних перетворень при термічному зміцненні диску залізничного колеса.
Методи дослідження. Матеріалом для дослідження була вуглецева сталь залізничного колеса зі вмістом 0,57 % C, 0,65 % Si, 0,45 % Mn, 0,0029 % S, 0,014 % P, 0,11 % Cr. Залізничне колесо піддавали нагріву до температур вище Ac3, витримували при цій температурі для завершення процесу гомогенізації аустеніту та прискорено охолоджували диск до визначеної температури. Оцінку ступеня дефектності структури металу після прискореного охолодження здійснювали з використанням методики рентгенівського структурного аналізу. Границі міцності, плинності і відносне видовження вуглецевої сталі визначали при розтяганні зі швидкістю деформації 10-3 с-1.
Отримані результати. За умов прискореного охолодження вуглецевої сталі, джерелами зміцнення є процеси блокування рухомих дислокацій за рахунок виділення на них атомів вуглецю і дисперсійного зміцнення від сформованих частинок карбідної фази. При температурах припинення примусового охолодження вуглецевої сталі вище за 300…350 °С, темп зниження властивостей міцності визначається перевищенням сумарного ефекту пом’якшення від розпаду твердого розчину, прискорення сфероїдизації і коалесценції частинок цементиту над блокуванням дислокацій атомами вуглецю і дисперсійним зміцненням.
Наукова новизна. Рівень характеристик міцності і пластичності вуглецевої сталі диску залізничного колеса в залежності від температури закінчення примусового охолодження визначається співвідношенням впливу від пересичення твердого розчину і дисперсійного зміцнення від карбідної фази.
Практична цінність. Для температур припинення прискореного охолодження 200…300 °C, зниження ступеню пересичення твердого розчину є основним чинником, що визначає рівень характеристик міцності і пластичності. При виготовленні суцільнокатаного залізничного колеса підвищити границю міцності металу диску можна прискореним охолодженням до середнього інтервалу температур.
Посилання
Babachenko, A. I. (2015). Nadezhnost’ i dol-govechnost’ zheleznodorozhnykh koles i bandazhey [Re-liability and durability of railway wheels and bandages]. Dnepropetrovsk, PGASA, 350.
Bol’shakov, V. I., Sukhomlin, G. D., Pogrebnaya, N. E. (2001). Atlas struktur metallov i splavov [Atlas of structures of metals and alloys]. Dnepropetrovsk, Gaude-amus, 113.
Vakulenko, I. A., Bol’shakov, V. I. (2008). Mor-fologiya struktury i deformatsionnoye uprochneniye stali [Structure morphology and strain hardening of steel]. Dnepropetrovsk, Makovetskiy Yu.V., 196.
Vakulenko, L. I., Nadezhdin, YU. L. (2010). Otsinka stupenya znemitsnennya pry vidpusku zahar-tovanoyi kolisnoyi stali [Estimation of the degree of sof-tening during tempering of hardened wheel steel]. Visnyk Dnipropetr. nats. un-tu zalizn. transp. im. akad. V. Laz-aryana, 31, 259–261. doi: 10.15802/stp2010/13525
Vakulenko, I. O., Anofriyev, V. H., Hryshchenko, M. A., Perkov, O. M. (2009). Defekty zaliznychnykh kolis [Defects of railway wheels]. Dnipropetrovs’k, Ma-kovets’kyy, 112.
Yefremenko, V. G., Tkachenko, F. K., Kuz’min, S. O., Kazankov, V. G. (2009). Kinetika prevrashcheniya austenita v rel’sovykh stalyakh marok M74 i 75KHGSM pri nepreryvnom okhlazhdenii [Kinetics of austenite transformation in rail steels of grades M74 and 75KhGSM during continuous cooling]. Visnik Dnipropetr. nats. un-tu zalizn. transp. im. akad. V. Lazaryana, 29, 198–201.
Babachenko, A. I., Knysh, A. V., Kononenko, A. A., Dement'yeva, ZH. A., Shpak, Ye. A., Chekhuta, ZH. Z., Klinovaya, O. F. (2014). Kinetika raspada pereokhla-zhdennogo austenita stali dlya zheleznodorozhnykh koles pri nepreryvnom okhlazhdenii [Kinetics of decom-position of supercooled austenite in steel for railway wheels during continuous cooling]. Str-vo, materi-alovedeniye, mashinostroyeniye, 73, 65–69.
Meshcheryakova, T. M., Yatsyuk, R. A., Kuzin, O. A., Kuzin, M. O. (2015). Materialoznavstvo [Materials science]. Drohobych, Kolo, 400.
Bhadeshia, H. K. D. H. (2001). Bainite in steels. Cambridge, The University Press, 454.
Bodnar, R. L., Shen, Y., Lin, M. (1997). Direct Quenching Steels. Proc. Materials Solutions 97 on Accelerated Cooling, TMS-AIME, USA, 7, 3–13.
Guinier, A. (1956). Theorie et technique de la radiocristallographie. Paris, Dunod, 560.
Langman, R. A., Mutton, P. J. (1993). Estimation of Residual Stresses in Railway Wheels by Means of Stress Induced Magnetic Anisotropy. NDT & E International, 26(4), 195–205. doi:10.1016/0963-8695(93)90474-9.
Vakulenko, I. A., Lisnyak, A. G. (2016). Influence voltage pulse electrical discharge in the water at the endurance fatigue of carbon steel. Mechanics, materials science & engineering, 2, 14–22.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
