Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/9303
Title: Strength Properties of Carbon Steel of Railway Wheel After the Speed-Up Cooling
Other Titles: Міцнісні властивості вуглецевої сталі залізничного колеса після прискореного охолодження
Прочностные свойства углеродистой стали железнодорожного колеса после ускоренного охлаждения
Authors: Vakulenko, Ihor O.
Вакуленко, Ігор Олексійович
Вакуленко, Игорь Алексеевич
Lisnyak, Alex G.
Lisniak, Alex H.
Лісняк, О. Г.
Лисняк, А. Г.
Perkov, Oleg N.
Перков, Олег М.
Перков, Олег Н.
Keywords: structure
carbon steel
railway wheels drive
temperature
self-tempering
структура
вуглецева сталь
диск залізничного колеса
температура
самовідпуск
углеродистая сталь
диск железнодорожного колеса
самоотпуск
КТМ
Issue Date: 2016
Publisher: National Mining University, Dnipro
Abstract: EN: Purpose. The work is directed at elaboration of softening effect of carbon steel of a railway wheel after the speed-up cooling to the different temperatures. Methodology. Material for the research was carbon steel of a disk railway wheel with content of 0.57 % C, 0.65 % Si, 0.45 % Mn, 0.0029 % S, 0.014 % P, 0.11 % Cr. Specimens as plates 3 mm thick were exposed to heating up to the temperatures higher than Ac3, the subsequent speed-up cooling was halted after achieving certain temperatures (200–450 °C). A structure was studied with the use of electronic and light microscopes. The estimation of degree of the structure defect after the speed-up cooling was carried out with the use of method of x-ray analysis. The strength and yield stresses of carbon steel were determined under tension. Speed of deformation at mechanical tests was 10-3 s-1. The microhardness of structural constituents of steel was estimated using the apparatus a PMT-3 type. Findings. The research results of the structural state and properties of carbon steel of a railway wheel are presented depending on the temperature of self-tempering after the irregular cooling. Within the investigated temperature interval of self-tempering, permanent soften character of carbon steel with growth of the temperature of completion of the forced cooling of wheel is conditioned by the correlation of qualitatively different processes structural transformations. Originality. The net effect of softening the metal by reducing the degree of supersaturation of solid solution, reducing the dislocation density and coalescence of cementite particles exceeds the strengthening due to the presence of fine carbide particles in the structure. Practical value. According to studies it is determined that in order to increase fracture toughness, the discrolled railway wheel can be subjected to accelerated cooling to temperatures of 300–350°C without substantial metal embrittlement.
UK: Мета. Вивчення природи ефекту пом’якшення вуглецевої сталі залізничного колеса після прискореного охолодження до різних температур. Методика. Матеріалом для дослідження була вуглецева сталь диску залізничного колеса із змістом 0,57 % C, 0,65 % Si, 0,45 % Mn, 0,0029 % S, 0,014 % P, 0,11% Cr. Зразки у вигляді пластин товщиною 3 мм піддавали нагріву до температур вище Ac3, подальше прискорене охолодження припиняли після досягнення визначеної температури (200–450 °С). Структуру вивчали з використанням електронного та світлового мікроскопів. Оцінку ступеня дефектності структури після прискореного охолодження здійснювали з використанням методики рентгенівського структурного аналізу. Межі міцності й плинності вуглецевої сталі визначали при розтяганні. Швидкість деформації при механічних випробуваннях складала 10-3 с-1. Мікротвердість структурних складових сталі оцінювали, використовуючи мікротвердомір типу ПМТ-3. Результати. Наведені результати дослідження структурного стану та комплексу властивостей вуглецевої сталі залізничного колеса в залежності від температури самовідпуску після преривчастого охолодження. У досліджуваному інтервалі температур самовідпуску, перманентний характер пом’якшення вуглецевої сталі при збільшенні температури закінчення примусового охолодження колеса обумовлений співвідношенням якісно різних процесів структурних перетворень. Наукова новизна. Сумарний ефект пом’якшення металу від зниження ступеня пересичення твердого розчину, зменшення щільності дислокацій і коалесценції цементитних частинок перевищує рівень зміцнення від присутності у структурі дрібнодисперсних карбідних часток. Практична значимість. Визначено, що, з метою підвищення тріщиностійкості, диск суцільнокатаного залізничного колеса можна піддавати прискореному охолодженню до температур 300–350°С без суттєвого окрихнення металу.
RU: Цель. Определение природы эффекта разупрочнения углеродистой стали железнодорожного колеса после ускоренного охлаждения до разных температур. Методика. Материалом для исследования была углеродистая сталь диска железнодорожного колеса с содержанием 0,57 % C, 0,65 % Si, 0,45 % Mn, 0,0029 % S, 0,014 % P, 0,11 % Cr. Образцы в виде пластин толщиной 3 мм подвергали нагреву до температур выше Ac3, дальнейшее ускоренное охлаждение прекращали после достижения определенной температуры (200–450 °С). Структуру изучали с использованием электронного и светового микроскопов. Оценку степени дефектности структуры после ускоренного охлаждения осуществляли с использованием методики рентгеновского структурного анализа. Пределы прочности и текучести углеродистой стали определяли при растяжении. Скорость деформации при механических испытаниях составляла 10-3 с-1. Микротвердость структурных составляющих стали оценивали, используя микротвердомер типа ПМТ-3. Результаты. Приведены результаты исследования структурного состояния и прочностных свойств углеродистой стали железнодорожного колеса в зависимости от температуры самоотпуска после прерывистого охлаждения. В исследуемом интервале температур самоотпуска, перманентный характер разупрочнения углеродистой стали с ростом температуры окончания принудительного охлаждения колеса обусловлен соотношением развития качественно разных процессов структурных превращений. Научная новизна. Суммарный эффект разупрочнения металла от снижения степени пресыщения твердого раствора, уменьшения плотности дислокаций и коалесценции цементитных частиц превышает уровень упрочнения от присутствия в структуре мелкодисперсных карбидных частиц. Практическая значимость. Определено, что, с целью повышения трещиностойкости, диск цельнокатанного железнодорожного колеса можно подвергать ускоренному охлаждению до температур 300–350°С без существенного охрупчивания металла.
Description: Vakulenko, I. Strength Properties of Carbon Steel of Railway Wheel After the Speed-Up Cooling / I. Vakulenko, A. Lisnyak, O. Perkov // Наук. вісн. нац. гірничого ун-ту. — 2016. — № 5 (155). — P. 36—42.
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/9303
Appears in Collections:Статті КТМ

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Vakulenko.pdf730,4 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.