Influence of Self-Tempering Temperature on Strength of Railway Wheel Disk after Accelerated Cooling
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Influence of Self-Tempering Temperature on Strength of Railway Wheel Disk after Accelerated Cooling
Вплив температури самовідпуска на міцність диска залізничного колеса після прискореного охолодження Влияние температуры самоотпуска на прочность диска железнодорожного колеса после ускоренного охлаждения |
|
| Creator |
Vakulenko, Leonid I.
Bolotova, Daria M. Proidak, Svitlana V. Gryshchenko, Mykola A. Vakulenko, Ihor O. Вакуленко, Леонід Ігорович Вакуленко, Ігор Олексійович Вакуленко, Леонид Игоревич Болотова, Дарья Михайловна Пройдак, Светлана Викторовна Грищенко, Николай Анатольевич Вакуленко, Игорь Алексеевич Болотова, Дар’я Михайлівна Пройдак, Світлана Вікторівна Грищенко, Микола Анатолійович |
|
| Subject |
dislocations
self-tempering temperature accelerated cooling railway wheel disk дислокації температура самовідпуску прискорене охолодження диск залізничного колеса КТМ дислокации температура самоотпуска ускоренное охлаждение диск железнодорожного колеса |
|
| Description |
Influence of Self-tempering Temperature on Strength of Railway Wheel Disk after Accelerated Cooling / L. I. Vakulenko, D. M. Bolotova, S. V. Proydak, M. A. Grischenko, I. O. Vakulenko // Наука та прогрес транспорту. — 2016. — № 2 (62). — P. 109—118. — doi 10.15802/stp2016/67322
EN: Purpose. The paper aims at estimation of resource of strength increase for railway wheel disk. Methodology. The material for research was carbon steel of railway wheel containing 0.57%C, 0.65%Si, 0.45%Mn, 0.0029%S, 0,014%P, 0,11%Cr. A railway wheel was heated to the temperatures above Ac3 and was held at this temperature until the completion of аustenite homogenization processes and then the disk was cooled at a growing rate to a certain temperature. A temperature interval of completion of the speed-up wheel disk cooling was 200-450 C. Structure was studied with the use of research methods under electronic and light microscopes. After accelerated cooling the estimation of metal structure imperfection degree was carried out with the use of X-ray structural analysis method. The stress and yielding limit of carbon steel were determined at tension, at a speed of deformation10− − 3 1 s. The microhardness of steel structural components was estimated using the microhardness tester of PMT-3 type. Findings. The properties complex of railway wheel carbon steel depending on the temperature of the accelerated cooling termination is determined by the correlation of soften and work-hardening processes development. The effect of work-hardening is based on blocking of mobile dislocations due to a precipitation carbon atoms and dispersion work-hardening from the formed particles of carbidic phase. At the temperatures of the accelerated cooling termination of carbon steel higher than 300-350 C the decrease rate of strength properties is determined by the exceeding of total soften effect (from disintegration of solid solution, acceleration of spheroidithation and coalescence of cementite particles) above the dislocations blocking by the carbon atoms and dispersion work-hardening. Originality Authors proved that the strength level of the railway wheel carbon steel from the temperature of accelerated cooling completion is determined by the influence ratio of the solid solution satiety degree and dispersion work-hardening from a carbidic phase. For the temperatures of accelerated cooling termination 200-300 C a decrease of solid solution satiety degree is a basic factor, which determines the level of the strength characteristic. Practical value. When making the whole-rolled railway wheel one can increase the strength limit of disk metal using the accelerated cooling to the middle interval of temperatures, which was successfully proven by authors. UK: Мета. Робота спрямована на визначення ресурсу підвищення міцності диску залізничного колеса. Методика. Матеріалом для дослідження була вуглецева сталь залізничного колеса зі змістом 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. Температурний інтервал закінчення примусового охолодження диску колеса складав значення 200–450 С. Структуру вивчали за методиками досліджень із використанням електронного та світлового мікроскопів. Оцінку ступеня дефектності структури металу після прискореного охолодження здійснювали з використанням методики рентгенівського структурного аналізу. Межі міцності та плинності вуглецевої сталі визначали при розтяганні зі швидкістю деформації 10− − 3 1 c . Мікротвердість структурних складових сталі оцінювали, використовуючи мікротвердомір типу ПМТ-3. Результати. Комплекс властивостей вуглецевої сталі залізничного колеса в залежності від температури припинення прискореного охолодження визначається співвідношенням розвитку процесів пом’якшення та зміцнення. Джерелами ефекту зміцнення є процеси блокування рухомих дислокацій за рахунок виділення на них атомів вуглецю та 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 та коалесценції частинок цементиту) над блокуванням дислокацій атомами вуглецю та дисперсійним зміцненням. Наукова новизна. Авторами доведено, що рівень характеристик міцності вуглецевої сталі залізничного колеса від температури закінчення примусового охолодження визначається співвідношенням впливів від пересичення твердого розчину та дисперсійного зміцнення від карбідної фази. Для температур припинення прискореного охолодження 200–300 C зниження ступеню пересичення твердого розчину є основним чинником, що визначає рівень характеристик міцності. Практична значимість. При виготовленні суцільнокатаного залізничного колеса підвищити межу міцності металу диску можна прискореним охолодженням до середнього інтервалу температур, що успішно доведено в роботі. RU: Цель. Работа направлена на оценку ресурса повышения прочности диска железнодорожного колеса. Методика. Материалом для исследования была углеродистая сталь железнодорожного колеса с содержанием 0,57 % C, 0,65 % Si, 0,45 % Mn, 0,0029 % S, 0,014 % P, 0,11 % Cr. Железнодорожное колесо нагревали до температур выше Ac3 , выдерживали при этой температуре для завершения процессов гомогенизации аустенита и ускоренно охлаждали диск до определенной температуры. Температурный интервал окончания принудительного охлаждения диска колеса составлял 200–450 С. Структуру изучали с использованием методик исследований под электронным и световым микроскопами. Оценку степени дефектности структуры металла после ускоренного охлаждения осуществляли с использованием методики рентгеновского структурного анализа. Пределы прочности и текучести углеродистой стали определяли при растяжении, со скоростью деформации 10− − 3 1 c. Микротвердость структурных составляющих стали оценивали, используя микротвердомер типа ПМТ-3. Результаты. Комплекс свойств углеродистой стали железнодорожного колеса в зависимости от температуры прекращения ускоренного охлаждения определяется соотношением развития процессов разупрочнения и упрочнения. Эффект упрочнения основан на блокировкие подвижных дислокаций за счет выделения на них атомов углерода и дисперсионного упрочнения от сформированных частиц карбидной фазы. При температурах прекращения принудительного охлаждения углеродистой стали выше 300–350 С темп снижения прочностных свойств определяется превышением суммарного эффекта (разупрочнения от распада твердого раствора, ускорения сфероидизации и коалесценции частиц цементита) над блокировкой дислокаций атомами углерода и дисперсионным упрочнением. Научная новизна. Авторами доказано, что уровень характеристик прочности углеродистой стали железнодорожного колеса от температуры окончания принудительного охлаждения определяется соотношением влияния степени пресыщения твердого раствора и дисперсионным упрочнением от карбидной фазы. Для температур прекращения ускоренного охлаждения 200–300 C снижение степени пресыщения твердого раствора является основным фактором, который определяет уровень характеристик прочности. Практическая значимость. При изготовлении цельнокатаного железнодорожного колеса повысить предел прочности металла диска можно ускоренным охлаждением до среднего интервала температур, что успешно доказано в работе. Управління Придніпровської залізниці, Дніпропетровський професійний залізничний ліцей |
|
| Date |
2016-06-30T11:26:39Z
2016-06-30T11:26:39Z 2016 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
doi 10.15802/stp2016/67322
http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/4800 http://stp.diit.edu.ua/article/view/67322/66728 http://stp.diit.edu.ua/article/view/67322/66729 |
|
| Language |
en
|
|
| Publisher |
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені акад. В.Лазаряна
|
|