Science and Transport Progress
Published October 25, 2016 | Version v1
Journal article Open

УМОВИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ ВІДНОВЛЕНИХ НАПЛАВЛЕННЯМ ЗАЛІЗНИЧНИХ КОЛІС

Creators

  • 1. Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, Ukraine

Description

Мета. В роботі передбачається встановити закономірності формування структури і фізико-механічних властивостей колісних сталей при дуговому наплавленні та розробити технологічні рекомендації щодо відновлення поверхонь зносу залізничних коліс. Вони забезпечать підвищення надійності та безпеки руху транспорту в умовах зростаючих експлуатаційних навантажень. Методика. Для досягнення поставленої мети досліджено: 1) вплив експлуатаційних навантажень на структурні зміни та властивості металу колеса; 2) вплив дугового наплавлення на структурно-фазовий склад та властивості металу зони термічного впливу, його опірність крихкому і уповільненому руйнуванням; 3) вплив наплавленого металу на формування напруженого стану наплавлень та їх опірність утворенню тріщин; 4) зносостійкість відновленого металу при терті-ковзанні пари «колесо-рейка». Результати. Найбільш напруженою ділянкою профілю кочення залізничних коліс вантажних вагонів при експлуатації є місце переходу від поверхні кочення до гребеня. Тому при відновленні наплавленням коліс необхідно, перш за все, забезпечити підвищену опірність крихкому руйнуванню металу в цій зоні. Для уникнення появи холодних тріщин при наплавленні необхідно обмежувати швидкість охолодження в зоні термічного впливу до 16,0 °С/с (в інтервалі 600…500 °С) при вмісті вуглецю С < 0,60 % та до 8,0 °С/с при С = 0,60…0,65 %. При цьому, порівняно висока опірність крихкому руйнуванні забезпечується, коли буде сформована структура, яка не містить верхній бейніт, а частка мартенситу не перевищує кількості нижнього бейніту (співвідношення М/Бн < 1). Витримка колеса на протязі 3,5–4,5 годин при температурі 100 °С після наплавлення в процесі його уповільненого охолодження сприяє підвищенню опірності крихкому руйнуванню металу зони термічного впливу в 1,8–2,3 рази. Наукова новизна. Автором розвинуто уявлення щодо структурно-фазових змін, які відбуваються в металі залізничного колеса при дуговому наплавленні. Встановлений взаємозв’язок між вмістом вуглецю в сталі, швидкістю її охолодження при наплавленні, опірністю утворенню тріщин і крихкому руйнуванню. Встановлено вплив умов охолодження колеса після наплавлення на властивості металу. Практична значимість. Розроблені технологічні рекомендації щодо відновлення наплавленням залізничних коліс вантажних вагонів. Їх застосування забезпечить підвищення якості відновлення наплавленням залізничних коліс, надійність та безпеку руху транспорту в умовах зростаючих експлуатаційних навантажень.

Files

84078-Текст статті-181976-1-10-20161215.pdf

Files (1.0 MB)

Additional details

Related works

Is identical to
Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/84078 (URL)

References

  • Babachenko, A. I., Uzlov, I. G., & Dementeva, Z. A. (2005). Vliyaniye mikrolegirovaniya stali na vyazkost razrusheniya zheleznodorozhnykh koles. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost – Metallurgical and Mining Industry, 5, 46-47.
  • Gayvoronskiy, A. A., Poznyakov, V. D., Markashova, L. I., Bernikova, Y. N., Klapatyuk, A. V., Alekseenko, T. A., & Shishkevich, A. S. (2012). Vliyaniye sostava naplavlennogo metalla na strukturu i mekhanicheskiye svoystva zheleznodorozhnykh koles. Avtomaticheskaya svarka – Automatic Welding, 8, 18-24.
  • Vakulenko, I. O., Anofriiev, V. H., Hryshchenko, M. A., & Perkov, O. M. (2007). Defekty zaliznychnykh kolis. Dnipropetrovsk: Makovetskyi.
  • Babachenko, A. I., Kononenko, A. A., Dementeva, Z. A., Litvinenko, P. L., & Knysh, A. V. (2010). Issledovaniye prichin obrazovaniya defektov na poverkhnosti kataniya vysokoprochnykh koles v protsesse ekspluatatsii. Zaliznychnyi transport Ukrainy – Railway Transport of Ukraine, 5, 35-38.
  • Ostash, O. P., Andreiko, I. M., Kulyk, V. V., & Prokopets, V. I. (2011). Kontaktno-vtomna poshkodzhuvanist poverkhni kochennia zaliznychnykh kolis typu KP-2 ta KP-T. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana, 39, 118-122.
  • Zakharov, S. M. (2004). Kontaktno-ustalostnoye povrezhdeniye koles gruzovykh vagonov. Moscow: Intekst.
  • Kostin, V. A., Grigorenko, G. M., & Orlovskiy, V. Y. (2008). Sovremennyye vozmozhnosti modelirovaniya prevrashcheniya austenita v svarnykh shvakh nizkolegirovannykh staley. Avtomaticheskaya svarka – Automatic Welding, 3, 31-34.
  • Makarov, E. L. (1981). Kholodnyye treshchiny pri svarke legirovannykh staley. Moscow: Mashinostroeniye.
  • Robotnov, Y. N. (1972). Novyye metody otsenki soprotivlyayemosti metallov khrupkomu razrusheniyu. Moscow: Mir.
  • Haivoronskyi, O. A., Pozniakov, V. D., & Klapatiuk, A. V. (2014). Sposib vidnovlennia vyrobiv z vysokovuhletsevykh stalei. Patent Ukraine, no. а 201314813. Ukraine.
  • Ryabtsev, I. I., Chernyak, Y. P., & Osin, V. V. (2004). Blochno-modulnaya ustanovka dlya ispytaniy naplavlennogo metalla. Svarshchik – Welder, 1, 18-20.
  • Babachenko, A. I., Litvinenko, P. L., Knysh, A. V., Dementeva, Z. A., Khulin, A. N., & Shpak, Y. A. (2011). Sovershenstvovaniye khimicheskogo sostava stali dlya zheleznodorozhnykh koles, obespechivayushchego povysheniye ikh stoykosti k obrazovaniyu defektov na poverkhnosti kataniya. Sbornik nauchnykh trudov «Fundamentalnyye i prikladnyye problemy chernoy metallurgii», 23, 226-233.
  • Shur, Y. A. (2006). K voprosu ob optimizatsii sootnosheniya tverdosti relsov i koles. Vestnik VNIIZhTa – Bulelin of ARSRIRT, 3, 9-14.
  • Cassidy, P. (2001). Wrought materials way prolong wheel lifewheel sat technology. Intern. Railway Journal, 12, 40-41.