Аналіза структури зразків рейкових криць нового покоління з поліпшеними експлуатаційними властивостями. Ч. 1

О. І. Бабаченко$^{1}$, Г. А. Кононенко$^{1}$, Р. В. Подольський$^{1,2}$, О. A. Сафронова$^{1}$, А. О. Тараненко$^{3}$

$^{1}$Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова, пл. Академіка Стародубова, 1, 49107 Дніпро, Україна
$^{2}$Український державний університет науки і технологій, пр. Гагаріна, 4, 49100 Дніпро,Україна
$^{3}$ДП Науково-дослідний і конструкторсько-технологічний інститут трубної промисловості ім. Я. Ю. Осади, вул. Писаржевського, 1a, 49000 Дніпро, Україна

Отримано: 24.08.2022. Завантажити: PDF

Підвищення якости залізничних рейок пов’язують із застосуванням криць нового покоління, що відрізняються від відомих криць ДСТУ 4344:2004 й EN 13674:2011 більш високим рівнем леґування. Експлуатаційні властивості залізничних рейок, виготовлених з конструкційних криць, в першу чергу, залежать від механічних властивостей. В крицях перлітного класу зносостійкість забезпечується за рахунок малої відстані між пластинами перліту, що сприяє підвищенню твердости. Розроблення залізничних рейок нового покоління та визначення впливу режимів термічного оброблення на структурну складову криці для одержання високого комплексу механічних властивостей є актуальним напрямом досліджень. Метою роботи є дослідження мікроструктури та тонкої будови дрібнодисперсного перліту в крицях для високоміцних рейок з твердістю на рівні світових вимог. Досліджували зразки з дослідної криці, яких було попередньо деформовано та термічно оброблено за дослідними режимами, які відрізнялися швидкостями охолодження від 0,52 до 5,1°С/с. Виходячи з аналізи міжпластинчатої відстані, встановлено, що всі криці мають структуру сорбітоподібного перліту з міжпластинчатою відстанню у 0,09–0,20 мкм. Даний результат відповідає вимогам НТД до структури термічно зміцнених рейок (ДСТУ 4344:2004 й EN 13674:1-2011). На основі результатів аналізи після термічного оброблення дослідних криць встановлено, що мікроструктура являє собою високодисперсний перліт, який відповідає вимогам закордонних стандартів. Дослідна рейкова криця з 0,90% C, 0,39% Si, 0,89% Mn, 0,0003% B, 0,0006 Ca із підвищеним вмістом Карбону має механічні властивості, що відповідають вимогам EN 13674:1-2011 (R400НТ).

Ключові слова: рейкова криця, мікроструктура, мікролеґування, термічне оброблення, механічні випробування, міжпластинчата відстань, електронна мікроскопія.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i12/1661.html

PACS: 61.72.Ff, 62.20.Qp, 68.08.De, 81.05.Bx, 81.05.Uw, 81.40.-z


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. О. І. Бабаченко, Г. А. Кононенко, Н. Ю. Філоненко, А. Н. Хулін, Строительство, материаловедение, машиностроение, 100: 31 (2018).
  2. С. С.Черняк, В. Л. Бройдо, Л. В. Тужилина, Системный анализ. Моделирование, 56, № 4: 197 (2017). Crossref
  3. А. П. Гуляев, Металловедение (Москва: Металлургия: 1977).
  4. T. Sourmail, F. Caballero, C. Garcia-Mateo, V. Smanio, C. Ziegler, M. Kuntz, R. Elvira, A. Leiro, E. Vuorinen, and T. Teeri, Mater. Sci. Technol., 29: 1166 (2013). Crossref
  5. L. Jiapeng, L. Yingqi, Z. Yinhua, V. Smanio, H. Yue, S.Lubing, D. Haohao, W. Wenjian, L. Fengshou, Z. Shaobo, and S. Tong, Materials, 13: 4678 (2020). Crossref
  6. А. Т. Инглиш, У. А. Бакофен, Разрушение металлов, 6: 90 (1976).
  7. О. І. Бабаченко, Г. А. Кононенко, О. В. Рослик, К. М. Майстренко, Р. В. Подольський, Розробка сталей для металопродукції залізничного призначення (Дніпро: «Домінанта-принт»: 2020).
  8. H. Ghonem and J. Kalousek, Engineering Fracture Mechanics, 30, No. 5: 667 (1988). Crossref
  9. В. М. Константинов, А. И. Галимский, Б. Б. Хина, Металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов, 36: 177 (2015).
  10. O. I. Babachenko, G. А. Kononenko, and R. V. Podolskyi, Sci. Innov., 17, No. 4: 25 (2021). Crossref
  11. О. І. Babachenko, H. А. Kоnonenko, R. V. Podolskyi, and O. A. Safronova, Mater. Sci., 56: 814 (2021). Crossref
  12. И. Г. Узлов, М. И. Гасик, А. Т. Есаулов, Н. Г. Мирошниченко, Ю. С. Пройдак, Колесная сталь (Київ: Техніка: 1985).
  13. K. Sawley and R. Jimenez, The Comparative Wear Performance of Premium and Bainitic Rail Steels Under Heavy Axle Loads (Pueblo: Transportation Technology Center: 2000), p. 57.
  14. H. de Boer, Stahl und Eisen., 115, No. 2: 93 (1995).
  15. V. A. Lutsenko, E. V. Parusov, S. A. Vorobey, and T. M. Golubenko, Chernye Metally, 10: 47 (2019).
  16. V. A. Lutsenko, E. V. Parusov, T. N. Golubenko, and O. V. Lutsenko, Chernye Metally, 11: 31 (2019).
  17. E. V. Parusov, V. A. Lutsenko, I. N. Chuiko, and O. V. Parusov, Chernye Metally, 9: 39 (2020).
  18. N. Jin and P. Clayton, Wear, 202: 202 (1997). Crossref
  19. W. Heller and R. Schweitzer, Proc. 2nd International Heavy Haul Railway Conference (USA, Colorado Springs: 1982), p. 282.
  20. S. Sharma, S. Sangal, and K. Mondal, Mater. Sci. Technol., 32, No. 4: 266 (2008). Crossref
  21. P. Pointner, Wear, 265: 1373 (2008). Crossref
  22. Л. А. Годик, Электрометаллургия, 200, № 7: 47 (2000).
  23. В. В. Могильный, Сталь, 8: 53 (1997).
  24. Н. А. Козырев, П. Ю. Яковлев, О. А. Козырева, Изв. вузов. Черная Металлургия, 8: 37 (1999).
  25. Л. В. Корнева, Разработка химического состава и технологии термической обработки железнодорожных рельсов из стали бейнитного класса (Дисс. к.т.н.) (Новокузнецк: Сибирский государственный индустриальный университет: 2007).
  26. С. В. Аджамський, Г. А. Кононенко, Р. В. Подольський, Космічна наука і технологія, 27, № 6 (133): 105 (2021). Crossref