Изменение свойств поверхностного слоя колеса при ремонте



Скачать 34.96 Kb.
Дата14.02.2019
Размер34.96 Kb.

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

КОЛЕСА ПРИ РЕМОНТЕ
Губенко С.И., Жуков Д.А., Иванов И.А. (ПГУПС, г. Санкт-Петербург, РФ)
The article is dedicated to various methods of thermal treatment of the rolling surfaces profile. It contains a comparative analysis of physical and mechanical properties of metal.
Низкий срок службы колес объясняется тем, что при ремонте колесных пар не восстанавливают физико-механические свойства поверхностного слоя обода колеса, полученные при его изготовлении. Как правило, после 2х-3х обточек упрочнённый слой полностью срезается в стружку, и весь остальной период службы колесные пары работают с более интенсивным износом. На стадии ремонта колесных пар при восстановлении профиля необходимо дополнительно упрочнять обод с целью восстановления физико-механических свойств металла поверхностного слоя обода колеса. И не только восстановления, но и повышения прочности и износостойкости поверхностного слоя обода колеса.

Проведенные в ПГУПСе теоретические и экспериментальные исследования по изменению структуры колесной стали для улучшения ее обрабатываемости путем двухимпульсного нагрева и регулируемого охлаждения [1] дали возможность выявить закономерности, знание которых необходимо для разработки способов повышения износостойкости поверхностного слоя обода колеса [2, 3, 4].

Циклическая обработка индукционным нагревом способствует образованию множества центров аустенитизации при нагреве, что приводит к измельчению в конечной структуре перлитных зерен (до 10 раз) с частичной сфероидизацией карбидной фазы. Кроме измельчения зерен перлита происходит дробление ферритной сетки. Выделение феррита избыточного становится все дисперснее при переходе от первой к последней индукционной обработке. Измельчение структуры проявляется и в постепенном уменьшении межпластиночного расстояния в перлите. Эвтектоид при переходе от первого к последнему режиму термообработки также становится дисперснее.

Тонкая структура поверхностного слоя образцов из колесной стали исследовалась рентгеноструктурным методом. Плотность дислокаций в поверхностном слое определялась путем снятия рентгенограммы на дифрактометре ДРОН-2,0 по установлению физического уширения линий.

Метод расчета плотности дислокаций основан на квадратичной зависимости ее от истинного уширения линий β:

ρ = Аβ2,

где А – коэффициент, зависящий от упругих свойств металла, величины вектора Бюргеса и других факторов.

Размеры блоков Д и величины микроискажений ∆а/а определяли рентгеноструктурным методом на дифрактометре с программным управлением ДРОН-УМ1 в железном излучении. Результаты рентгеноструктурных исследований приведены в таблице.



Результаты рентгеноструктурных исследований





Режим обработки

β, рад

ρ, см-2

Д, Å

Δа/а

Исходное состояние

5,96·10-5

7,10·107

820

1,42·10-3

Однократная термообработка

4,32·10-4

3,73·109

780

1,86·10-3

Термоциклическая обработка (ТЦО)

2,02·10-3

8,16·1010

490

4,83·10-3

В результате установлено, что применение нескольких циклов при индукционной обработке приводит к накоплению фазовых и термических напряжений, что проявляется в дроблении блоков мозаики Д, увеличении микронапряжений Δа/а, а также повышении плотности дислокаций ρ. Размеры блоков после ТЦО уменьшились в 1,7 раза по сравнению с исходным состоянием, микронапряжения возросли почти в три раза. Плотность дислокаций в исходном состоянии, имеющая значение 7,1·107 см-2, после первой обработки возросла на два порядка, а после ТЦО – еще на порядок, что свидетельствует о протекании пластических микросдвигов, способствующих упрочнению стали.

Исследования механических свойств металла в исходном состоянии и после индукционных нагревов подтвердили повышение предела прочности металла на 100 и 150 Мпа соответственно при однократной и циклической термообработках.

Проведенные эксплуатационные испытания колесных пар показали повышение работоспособности не менее чем на 15% за счет формирования более прочного износостойкого рабочего слоя металла обода катания колеса.



Список литературы


  1. Экономичный способ обточки колесных пар /М.М.Машнев, А.Ф.Богданов, Н.С.Продан, А.В.Васильев.//Железнодорожный транспорт.-1980.-№10.-с.47-50

  2. А.с. 1315077 СССР, МКИ3 С2109/34. Способ восстановления профиля поверхности катания колес рельсового транспорта – М.М.Машнев и др. – Опубл. Бюл. №21, 1987.

  3. А.с. 1608234 СССР, МКИ3 С2109/34. Способ восстановления профиля поверхности катания колес рельсового транспорта – И.А.Иванов и др. – Опубл. Бюл. №43, 1990.

  4. Восстановление профиля поверхности катания колесных пар: Учебное пособие/. А.Ф.Богданов, И.А.Иванов, М.Ситаж. – СПб.:ПГУПС, 2000.-128 с.

Каталог: 2002 -> МАшиностроение
2002 -> Содержание германия 3
2002 -> Кулясов Иван
2002 -> Содержание великобритания 3
2002 -> Хранение и защита информации
2002 -> Принцип самоопределения народов в контексте восстановления государственности Литвы после первой мировой войны
2002 -> Реабилитация в детской медицине система мероприятий, имеющих целью восстановление здоровья и трудоспособности больных и возврат к активной жизни детей инвалидов
МАшиностроение -> Противокоррозионная защита вагонов для перевозки минеральных удобрений


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница