Остання редакція: 2020-04-27
Тези доповіді
В світовій практиці лідерами виробництва залізничних коліс для швидкісних перевезень вантажів є держави Європейського Союзу, Японія, Китай.
При цьому застосовані сталі за хімічним складом та рівнем реалізуємих фізико-механічних властивостей практично не відрізняються від сталей українських і російських виробників. Але за ресурсом експлуатації колеса закордонних виробників перевищують колеса вітчизняного виробництва.
Підвищення якості коліс українського виробництва до світових стандартів є актуальною задачею. Для вирішення якої застосували метод дисперсійного нітридного зміцнення, тобто комплексного мікролегування сталі азотом і ванадієм.
Встановлено, що додаткове мікролегування стандартної колісної сталі марки ГОСТ 10791-2004 азотом після нормалізації та відпуску сприяло подрібненню величини зерна аустеніту з 6 балу до 7-9 балу, підвищенню дисперсності пластинчатого перліту, тобто зменшенню між пластинчатої відстані з 2 мкм до 0,2 мкм відповідно.
Результатами досліджень визначення оптимального режиму дисперсійного нітридванадієвого зміцнення по кількості азоту і ванадію в сталі, який забезпечить ефективний позитивний вплив на диспергування аустенітного зерна і складових ферито-перлітної стркутури, а також дисперсійне зміцнення фериту нанорозмірними частинками натріду ванадію, виконано в роботі[2], а оптимального твердорозчинного зміцнення кремнієм і марганцем визначені за даними робіт[3,4]. Необхідність зниження вмісту вуглецю в дослідній стали КАФ показана в роботах[1,2]. В таблиці 1 приведені хімічний склад стандартної сталі і сталі марки КАФ з комплексним дисперсійним нітридним і твердорозчинним кремнієм і марганцем зміцненням.
Таблиця 1 Хімічний склад сталей
Виготовлення дослідних сталей проходило в одних умовах їх виплавки, розливання, гарячого деформування і термічної обробки.
Результати досліджень фізико – механічних властивостей та експлуатаційних характеристик приведені в таблиці 2.
Таблиця 2. Фізико – механічні та експлуатаційні властивості сталей
Результати досліджень показують перспективність застосування розробленої нової колісної стали для вантажного рухомого складу з підвищеним до 2-х разів експлуатаційним ресурсом, підвищеної на 15-20% вантажопідйомністю для планованих до 120-140 км швидкостями руху в різних кліматичних зонах і геометрії залізничних колій.
Посилання
1. Осташ О.П., Андрейко І.М., Кулик В.В. та інш. Втомна довговічність сталей залізничних коліс // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2007. – №3. – С.93–102.
2. Бабаскин Ю.З., Шипицын С.Я., Кирчу И.Ф. – Конструкционные и специальные стали с нитридной фазой – Киев: Наук. думка. – 2005. – 371 с.
3. Бабаченко А.И., Тогобицкая Д.Н., Козачок А.С. и др. Концептуальные основы выбора химического состава стали для железнодорожных колес // Металознавство та термічна обробка металів. – 2014. – №4. – С. 34–48.
4. Танака Йошихару. Влияние химического состава, величины зерна и скорости охлаждения на механические свойства низколегированной среднеуглеродистой стали // Тэцу то хаганэ. – 1983. – 69, №5. – 507 c.