Электрическая импульсная обработка металла обода железнодорожного колеса после эксплуатации
Loading...
Files
Date
2013
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
RU: Цель. Целью работы является попытка оценить степень разупрочнения по поверхности катания металла
железнодорожного колеса, используя электрическую импульсную обработку. Методика. Электрическую
импульсную обработку (ЭО) осуществляли на специальной установке в условиях предприятия ОАО DS
(г. Николаев). В качестве характеристики прочности металла использовалась твердость по Виккерсу. Исследование микроструктуры осуществляли с использованием светового микроскопа. Материалом для исследования служила углеродистая сталь фрагмента обода железнодорожного колеса № 181732, изъятого после
эксплуатации, с 0,55 %С, 0,74 %Mn, 0,33 %Si, 0,009 %P, 0,01 %S, 0,06 %Ni, 0,1 %Cr, 0,08 %Cu. Результаты.
Подвергая фрагмент обода воздействию электроимпульсной обработки (ЭО), экспериментально наблюдаемому изменению геометрических размеров образца в зависимости от числа циклов, соответствовали качественные изменения внутреннего строения металла обода колеса. В результате указанной обработки наблюдалось снижение уровня твердости холодно деформированного металла. Для области І обода по поверхности
катания обнаружено разупрочнение на 20, для ІІ на 8 и для ІІІ на 11 % относительно исходного состояния.
Научная новизна. В результате электроимпульсной обработки наблюдается изменение геометрических
размеров образца. В зависимости от числа циклов это обуславливает эффект разупрочнения. Доказано, что
наблюдаемая величина разупрочнения при ЭО качественно связана со степенью холодной пластической
деформации по поверхности катания железнодорожного колеса. Практическая значимость. В результате
наклепа металла по поверхности катания колеса снижается его сопротивление зарождению повреждений.
Полученные данные могут быть полезны при разработке мероприятий, направленных на повышение эксплуатационной безопасности железнодорожного транспорта. Разработка технологий по снижению охрупчивающего влияния деформационного упрочнения является важным научным направлением в дальнейших
исследованиях.
UK: Мета. Метою роботи є спроба оцінити ступінь знеміцнення по поверхні кочення металу залізничного колеса використовуючи електричну імпульсну обробку. Методи. Електричну імпульсну обробку (ЕО) здійснювали на спеціальному устаткуванні, в умовах підприємства ВАТ DS (м. Миколаїв). В якості характеристики міцності металу використовували твердість за Віккерсом. Дослідження мікроструктури здійснювали з використанням світлового мікроскопу. Матеріалом для дослідження була вуглецева сталь фрагмента ободу залізничного колеса №181732, яке було вилучене з експлуатації, з 0,55%С, 0,74%Mn, 0,33%Si, 0,009%P, 0,01%S, 0,06% Ni, 0,1%Cr, 0,08%Cu. Результати. Піддаючи фрагмент ободу впливу електричної імпульсної обробки (ЕО), експериментально спостерігали зміну геометричних розмірів зразка залежно від числа циклів. Зміні розмірів відповідали якісні зміни внутрішньої будови металу ободу колеса. В результаті наведеної обробки спостерігали зниження рівня твердості холодно деформованого металу. Для області І ободу по поверхні кочення виявлене знеміцнення на 20, для ІІ на8 і для ІІІ на 11% відносно початкового стану. Наукова новизна. В результаті електричної імпульсної обробки спостерігається зміна геометричних розмірів зразку. Залежно від числа циклів, це обумовлює ефект знеміцнення. Доведено, що спостережувана величина знеміцнення при ЕО якісно пов'язана зі ступенем холодної пластичної деформації по поверхні катання залізничного колеса. Практична значимість. В результаті наклепу металу по поверхні кочення колеса знижується його опір зародженню пошкоджень. Отримані дані можуть бути корисні при розробці заходів, спрямованих на підвищення експлуатаційної безпеки залізничного транспорту. Розробка технологій по зниженню окрихчуючого впливу деформаційного зміцнення є важливим науковим напрямом в подальших дослідженнях.
EN: Introduction. Load increase on the wheel pair ax requires the use of railway wheels with the advanced complex of properties. Except strength properties, the properties of metal resistance to defect nucleation on the wheel thread are of high importance. The above mentioned properties increase is possible by using different technological decisions: alloying and heat strengthening. Purpose. The purpose is an attempt to estimate the softening degree of the wheel thread metal using the electric pulse treatment. Methodology. Electric pulse treatment (ET) was carried out on the special plant in the conditions of JSC DS (Nikolayev city). As the property of metal strength the Vickers hardness number is used. The microstructure research was carried out using the light microscope. The material for research is the carbon steel of the rim fragment of railway wheel №181732, withdrawn after operation, containing 0,55%С, 0,74%Mn, 0,33%Si, 0,009%P, 0,01%S, 0,06% Ni, 0,1%Cr, 0,08%Cu. Findings. Exposing the rim fragment to electric pulse treatment (ET), the qualitative changes of internal structure of the wheel rim metal corresponded to the experimentally observed geometrical dimensions change of the specimen, depending on the cycles number. As a result of the treatment the reduction of cold strained metal hardness is observed. It was found out 20 % softening on the wheel thread for the І rim area the, for the ІІ rim area the 8% softening and for the ІІІ 11% softening in relation to the initial state. Originality. As a result of electric pulse treatment, the change of the specimen geometrical dimensions is observed. Depending on the number of cycles it causes softening effect. It is proved that the observed softening value during ET is qualitatively connected with the cold strain level on the rail wheel thread. Practical value. As a result of metal cold work on the wheel thread its resistance to the defect nucleation is being reduced. The resulted data can be used during elaboration of measures to increase the operational safety of railway transport The technology development of the strain hardening embrittling influence reduce is an important scientific direction in further researches
UK: Мета. Метою роботи є спроба оцінити ступінь знеміцнення по поверхні кочення металу залізничного колеса використовуючи електричну імпульсну обробку. Методи. Електричну імпульсну обробку (ЕО) здійснювали на спеціальному устаткуванні, в умовах підприємства ВАТ DS (м. Миколаїв). В якості характеристики міцності металу використовували твердість за Віккерсом. Дослідження мікроструктури здійснювали з використанням світлового мікроскопу. Матеріалом для дослідження була вуглецева сталь фрагмента ободу залізничного колеса №181732, яке було вилучене з експлуатації, з 0,55%С, 0,74%Mn, 0,33%Si, 0,009%P, 0,01%S, 0,06% Ni, 0,1%Cr, 0,08%Cu. Результати. Піддаючи фрагмент ободу впливу електричної імпульсної обробки (ЕО), експериментально спостерігали зміну геометричних розмірів зразка залежно від числа циклів. Зміні розмірів відповідали якісні зміни внутрішньої будови металу ободу колеса. В результаті наведеної обробки спостерігали зниження рівня твердості холодно деформованого металу. Для області І ободу по поверхні кочення виявлене знеміцнення на 20, для ІІ на8 і для ІІІ на 11% відносно початкового стану. Наукова новизна. В результаті електричної імпульсної обробки спостерігається зміна геометричних розмірів зразку. Залежно від числа циклів, це обумовлює ефект знеміцнення. Доведено, що спостережувана величина знеміцнення при ЕО якісно пов'язана зі ступенем холодної пластичної деформації по поверхні катання залізничного колеса. Практична значимість. В результаті наклепу металу по поверхні кочення колеса знижується його опір зародженню пошкоджень. Отримані дані можуть бути корисні при розробці заходів, спрямованих на підвищення експлуатаційної безпеки залізничного транспорту. Розробка технологій по зниженню окрихчуючого впливу деформаційного зміцнення є важливим науковим напрямом в подальших дослідженнях.
EN: Introduction. Load increase on the wheel pair ax requires the use of railway wheels with the advanced complex of properties. Except strength properties, the properties of metal resistance to defect nucleation on the wheel thread are of high importance. The above mentioned properties increase is possible by using different technological decisions: alloying and heat strengthening. Purpose. The purpose is an attempt to estimate the softening degree of the wheel thread metal using the electric pulse treatment. Methodology. Electric pulse treatment (ET) was carried out on the special plant in the conditions of JSC DS (Nikolayev city). As the property of metal strength the Vickers hardness number is used. The microstructure research was carried out using the light microscope. The material for research is the carbon steel of the rim fragment of railway wheel №181732, withdrawn after operation, containing 0,55%С, 0,74%Mn, 0,33%Si, 0,009%P, 0,01%S, 0,06% Ni, 0,1%Cr, 0,08%Cu. Findings. Exposing the rim fragment to electric pulse treatment (ET), the qualitative changes of internal structure of the wheel rim metal corresponded to the experimentally observed geometrical dimensions change of the specimen, depending on the cycles number. As a result of the treatment the reduction of cold strained metal hardness is observed. It was found out 20 % softening on the wheel thread for the І rim area the, for the ІІ rim area the 8% softening and for the ІІІ 11% softening in relation to the initial state. Originality. As a result of electric pulse treatment, the change of the specimen geometrical dimensions is observed. Depending on the number of cycles it causes softening effect. It is proved that the observed softening value during ET is qualitatively connected with the cold strain level on the rail wheel thread. Practical value. As a result of metal cold work on the wheel thread its resistance to the defect nucleation is being reduced. The resulted data can be used during elaboration of measures to increase the operational safety of railway transport The technology development of the strain hardening embrittling influence reduce is an important scientific direction in further researches
Description
Л. Вакуленко: ORCID 0000-0003-2616-740X
Keywords
сталь, железнодорожное колесо, твердость, электрическая импульсная обработка, сталь, залізничне колесо, твердість, електрична імпульсна обробка, steel, rail wheel, hardness, electric pulse treatment, КТМ
Citation
Вакуленко, Л. И. Электрическая импульсная обработка металла обода железнодорожного колеса после эксплуатации / Л. И. Вакуленко, В. А. Сокирко, Ю. Л. Надеждин // Наука та прогрес транспорту. – 2013. – № 1. – С. 126–132. – Бібліогр. в кінці ст. – doi: 10.15802/stp2013/11659.