Page 77 - Zmist-n3-2015-new

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 3. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК 539.43:669.018.294
ВПЛИВ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ФАКТОРІВ НА РОБОТОЗДАТНІСТЬ
ГРАФІТИЗОВАНОЇ СТАЛІ

В. В. КУЛИК, І. М. АНДРЕЙКО, В. І. ВАВРУХ
Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів
Порівняно закономірності впливу високих (до 800°С) і низьких (до –40°C) темпера-
тур та корозивного середовища на механічні характеристики графітизованої сталі і
відомих колісних марок 2 і Т. Виявлено, що зниження температури аустенітизації і
стрімке зростання високотемпературної пластичності сталей забезпечують сприят-
ливіші умови для утворення дефектів типу повзун на поверхні кочення залізничних
коліс. Встановлено, що графітизована сталь за низьких температур (до –40°C) не
схильна до низькотемпературного окрихчення, а корозивне середовище не впливає
на її циклічну тріщиностійкість.
Ключові слова: графітизована сталь, колісна сталь, висока і низька температури,
корозивне середовище, міцність, пластичність, циклічна тріщиностійкість.
Інтенсифікація залізничних перевезень пов’язана зі зростанням швидкостей
для пасажирського і тоннажності для вантажного рухомих складів, що ставить
нові вимоги до конструкційних матеріалів, зокрема, до їх міцності і в’язкості
руйнування, а також опірності впливу експлуатаційних факторів. Однією з ос-
новних причин виходу з ладу рухомого складу залізничного транспорту стало
понаднормове зношування та пошкодженість (повзуни і вищербини) поверхні
кочення суцільнокатаних коліс, через що суттєво підвищилися витрати на утри-
мання вантажних вагонів [1, 2]. Повністю усунути зношування і дефекти в зоні
контакту колесо–рейка неможливо, проте знизити його інтенсивність можна шля-
хом вдосконалення профілю поверхні кочення колеса, оптимізації співвідношен-
ня твердості колеса і рейки, а також підвищуючи зносотривкість і тріщиностій-
кість колісних сталей [3].
Перспективними для виробництва високоміцних залізничних коліс видають-
ся графітизовані сталі (ГС). Завдяки включенням графіту вони повинні збільшити
основні ресурсні характеристики колісної сталі: зносотривкість за достатнього
рівня циклічної тріщиностійкості, теплопровідність і термотривкість [4], що зни-
зить пошкоджуваність поверхні кочення залізничних коліс, тобто продовжить їх
термін експлуатації [3]. Дані про вплив експлуатаційних факторів (зокрема, висо-
ких і низьких температур та корозивного середовища) на роботоздатність ГС у
літературі практично відсутні. Мета дослідження – порівняти зміну механічних
характеристик ГС і відомих колісних сталей залежно від температури випробу-
вання та впливу корозивного середовища.
Матеріал і методики. Вивчали доевтектоїдну ГС (0,60 mass.% С; 0,90 Mn;
1,0 Si; 1,0 Cu; 0,15 Al) після відпалу на зернистий перліт, яку порівнювали з
відомими колісними сталями марок 2 і Т після гартування і відпуску [5–7].
Короткочасну міцність і пластичність визначали на п’ятикратних циліндрич-
них зразках з діаметром робочої частини 3 mm за температур від 20 до 800°С.

Контактна особа: В. В. КУЛИК, e-mail: kulyk@ipm.lviv.ua

76