Аналіза структури зразків рейкових криць нового покоління з покращеними експлуатаційними властивостями. Ч. 1
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України
Abstract
UKR: Підвищення якости залізничних рейок пов’язують із застосуванням криць нового покоління, що відрізняються від відомих криць ДСТУ 4344:2004 й EN 13674:2011 більш високим рівнем леґування. Експлуатаційні властивості залізничних рейок, виготовлених з конструкційних криць, в першу чергу, залежать від механічних властивостей. В крицях перлітного класу зносостійкість забезпечується за рахунок малої відстані між пластинами перліту, що сприяє підвищенню твердости. Розроблення залізничних рейок нового покоління та визначення впливу режимів термічного оброблення на структурну складову криці для одержання високого комплексу механічних властивостей є актуальним напрямом досліджень. Метою роботи є дослідження мікроструктури та тонкої будови дрібнодисперсного перліту в крицях для високоміцних рейок з твердістю на рівні світових вимог. Досліджували зразки з дослідної криці, яких було попередньо деформовано та термічно оброблено за дослідними режимами, які відрізнялися швидкостями охолодження від 0,52 до 5,1°С/с. Виходячи з аналізи міжпластинчатої відстані, встановлено, що всі криці мають структуру сорбітоподібного перліту з міжпластинчатою відстанню у 0,09–0,20 мкм. Даний результат відповідає вимогам НТД до структури термічно зміцнених рейок (ДСТУ 4344:2004 й EN 13674:1-2011). На основі результатів аналізи після термічного оброблення дослідних криць встановлено, що мікроструктура являє собою високодисперсний перліт, який відповідає вимогам закордонних стандартів. Дослідна рейкова криця з 0,90% C, 0,39% Si, 0,89% Mn, 0,0003% B, 0,0006 Ca із підвищеним вмістом Карбону має механічні властивості, що відповідають вимогам EN 13674:1-2011 (R400НТ).
ENG: The improvement of the quality of railway rails is associated with the use of steels of a new generation, which differ from known steels, DSTU 4344:2004 and EN 13674:2011, with a higher level of alloying. The operational properties of railway rails made of structural steels primarily depend on the mechanical properties. In steels of the pearlite class, wear resistance is ensured due to the small distance between the pearlite plates that contributes to the increase in hardness. The development of railway rails of a new generation and the determination of the effect of heat-treatment regimes on the structural component of steel to obtain a high complex of mechanical properties is an actual direction of research. The goal of this work is the study of the microstructure and fine structure of finely-dispersed pearlite in steels for high-strength rails with hardness at the level of world requirements. Samples of experimental steel are studied, which were previously deformed and heat-treated according to experimental regimes, which differed in cooling rates from 0.52 to 5.1°С/s. Based on the analysis of the interlamellar distance, as established, all steels have a structure of sorbitol-like pearlite with an interlamellar distance of 0.09–0.20 μm. This result meets the NTD requirements for the structure of thermally strengthened rails (DSTU 4344:2004 and EN 13674:1-2011). Based on the results of the analysis after heat treatment of the test steels, as established, the microstructure is a highly-dispersed pearlite that meets the requirements of foreign standards. Test rail steel with 0.90% C, 0.39% Si, 0.89% Mn, 0.0003% B, 0.0006 Ca with increased carbon content has mechanical properties meeting the requirements of EN 13674:1-2011 (R400HT).
ENG: The improvement of the quality of railway rails is associated with the use of steels of a new generation, which differ from known steels, DSTU 4344:2004 and EN 13674:2011, with a higher level of alloying. The operational properties of railway rails made of structural steels primarily depend on the mechanical properties. In steels of the pearlite class, wear resistance is ensured due to the small distance between the pearlite plates that contributes to the increase in hardness. The development of railway rails of a new generation and the determination of the effect of heat-treatment regimes on the structural component of steel to obtain a high complex of mechanical properties is an actual direction of research. The goal of this work is the study of the microstructure and fine structure of finely-dispersed pearlite in steels for high-strength rails with hardness at the level of world requirements. Samples of experimental steel are studied, which were previously deformed and heat-treated according to experimental regimes, which differed in cooling rates from 0.52 to 5.1°С/s. Based on the analysis of the interlamellar distance, as established, all steels have a structure of sorbitol-like pearlite with an interlamellar distance of 0.09–0.20 μm. This result meets the NTD requirements for the structure of thermally strengthened rails (DSTU 4344:2004 and EN 13674:1-2011). Based on the results of the analysis after heat treatment of the test steels, as established, the microstructure is a highly-dispersed pearlite that meets the requirements of foreign standards. Test rail steel with 0.90% C, 0.39% Si, 0.89% Mn, 0.0003% B, 0.0006 Ca with increased carbon content has mechanical properties meeting the requirements of EN 13674:1-2011 (R400HT).
Description
Р. Подольський: ORCID 0000-0002-0288-0641
Keywords
рейкова криця, мікроструктура, мікролеґування, термічне оброблення, механічні випробування, міжпластинчата відстань, електронна мікроскопія, rail steel, microstructure, microalloying, heat treatment, mechanical tests, interlamellar distance, electron microscopy, КМТОМ
Citation
Бабаченко О. І., Кононенко Г. А., Подольський Р. В., Сафронова О. А., Тараненко А. О. Аналіза структури зразків рейкових криць нового покоління з покращеними експлуатаційними властивостями. Ч. 1. Металофізика та новітні технології. 2022. Т. 44, № 12. С. 1661–1667. DOI: 10.15407/mfint.44.12.1661.