Page 78 - Zmist-n3-2015-new

Циклічну тріщиностійкість сталей вивчали за діаграмами швидкостей росту втом-
ної макротріщини – залежностями da/dN–DK [8], отриманими на компактних (СТ)
зразках базового розміру W = 40 mm і товщиною 11 mm за частоти 10…15 Hz і
коефіцієнта асиметрії R = 0,1 циклу навантаження у повітрі при 20°С і у парах
рідкого азоту при –40°С, а також у 3,5%-му водному розчині NaCl при 20°С. Дов-
жину втомної тріщини виміряли катетометром КМ-6 за 25-кратного збільшення з
похибкою ±0,02 mm.
Характеристиками циклічної тріщино-
стійкості матеріалів вибрали поріг втоми
- 10
D K th = K D 10 та циклічну в’язкість руйну-
- 5
вання D K fc = K D 10 – розмахи коефіцієнта
інтенсивності напружень (КІН) за швидкості
–10
–5
росту тріщини da/dN = 10 і 10 m/cycle
відповідно, а також величину V DK – значення
da/dN за заданого розмаху DK, що описує
середньоамплітудну ділянку діаграми [8]. За
низьких температур параметр DK fc встанови-
ли за розмахом DK, коли втомна тріщина
росте спонтанно.
Результати досліджень та їх обгово-
рення. Високотемпературна міцність і
пластичність. Закономірності утворення
дефектів типу повзун на поверхні кочення
коліс залежать від високотемпературних
властивостей сталей [9]. Температурні за-
лежності границь міцності s B і текучості s 0,2
ГС та колісних сталей (рис. 1а, b) можна роз-
ділити на три ділянки: в інтервалі темпера-
тур випробувань від кімнатної до 300°С, від
300 до 700°С та від 700°С і вище. На першій
і третій ділянках фіксуємо тенденцію, коли
механічні характеристики мало залежать від
температури випробування, на другій з під-
вищенням температури вони знижуються.
При цьому відзначимо деякі особливості.
Починаючи з температури 300°С, падіння
границь міцності і, особливо, текучості при-
Рис. 1. Залежності границь міцності
швидшене для високоміцної сталі марки Т, з
(а) та текучості (b), а також
досягненням температури випробування
відносного видовження (c)
близько 700°С вони стають сумірними з від- від температури випробувань:
повідними характеристиками для середньо- 1–3 – сталі марок Т, 2
міцної сталі марки 2 та дещо нижчими, ніж та графітизовані.
для ГС. Границі міцності і текучості цих ста-
Fig. 1. Dependences of ultimate
лей знижуються у 7–11 разів. Зміна віднос- strength (a) and yield strength (b)
ного видовження не настільки однозначна and also relative elongation (c)
(рис. 1c). Зокрема, при 500…525°С відносне on testing temperature:
видовження для колісних сталей починає 1–3 – steels grades T, 2
стрімко зростати, особливо для сталі марки and graphitized steel.
Т. Якщо до температури випробувань 550°С
високоміцна сталь за пластичністю поступається середньоміцній на 4%, то з під-

77