Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/2166
Title: Визначення механізму зношування вуглецевої сталі з мартенситною структурою
Other Titles: Выяснение механизма изнашивания углеродистой стали с мартенситной структурой
Elucidation of Mechanism Wear Carbon Steel with Structure of Martensite
Authors: Вакуленко, Ігор Олексійович
Вакуленко, Игорь Алексеевич
Vakulenko, Ihor O.
Keywords: вуглецева сталь
залізничне колесо
твердість
мартенсит
ступінь тетрагональності
кристалічна решітка
углеродная сталь
железнодорожное колесо
твердость
степень тетрагональности
кристаллическая решетка
carbon steel
railway wheel
hardness
martensite
degree of tetragonalness
crystalline lattice
КТМ
Issue Date: 2013
Publisher: Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Citation: Вакуленко, І. А. Визначення механізму зношування вуглецевої сталі з мартенситною структурою / І. А. Вакуленко // Наука та прогрес транспорту. – 2013. – № 2(44). – С. 76–82. – Бібліогр. в кінці ст. – doi: 10.15802/stp2013/12244.
Abstract: UK: Мета. Метою роботи є оцінка ступеню зміни твердості металу залізничного колеса з структурою мартенситу підчас кочення. Методика. В якості характеристики міцності була використана твердість за Роквеллом. Випробування на зношування проводили за умов нормального навантаження, з просковзуванням (10%) і без просковзування, на випробувальному устаткуванні СМЦ-2. Параметри тонкої кристалічної будови (ступінь тетрагональності кристалічної решітки, густина дислокацій, розмір областей когерентного розсіювання, величина викривлень кристалічної решітки другого роду) визначали з використанням методик рентгенівського структурного аналізу. Результати. При експлуатації залізничних коліс різного рівня міцності виникнення ушкоджень на поверхні кочення обумовлене від одночасної дії сил тертя та циклічно змінних навантажень. Вважаючи, що формування осередків руйнування в значній мірі визначається станом об'ємів металу поблизу з поверхнею кочення залізничного колеса, слід очікувати відмінностей в розвитку процесів тертя при високій контактній напрузі для коліс з різним рівнем міцності і структурним станом. Наукова новизна. В процесі випробувань на зношування був отриманий ефект пом’якшення вуглецевої сталі з структурою після гартування на мартенсит. Зниження твердості склало значення від 3,5 до 7 % від рівня стану металу після гартування. Ефект пом’якшення супроводжувався зниженням ступеню тетрагональності кристалічної решітки мартенситу, подрібненням областей когерентного розсіювання, збільшенням густини дислокацій і викривлень кристалічної решітки другого роду. Практична значимість. Отримані результати указують на необхідність продовження досліджень стосовно уточнення механізму отриманого ефекту пом’якшення.
RU: Цель. Целью работы является оценка степени изменения твердости металла железнодорожного колеса со структурой мартенсита при качении. Методика. В качестве характеристики прочности была использована твердость по Роквеллу. Испытания на изнашивание проводили при условиях нормальной нагрузки, с проскальзыванием (10 %) и без проскальзывания, на испытательном оборудовании СМЦ-2. Параметры тонкого кристаллического строения (степень тетрагональности кристаллической решетки, плотность дислокаций, размер областей когерентного рассеивания, величина искажений кристаллической решетки второго рода) определяли с использованием методик рентгеновского структурного анализа. Результаты. При эксплуатации железнодорожных колес разного уровня прочности возникновение повреждений на поверхности катания обусловлено от одновременного действия сил трения и циклически меняющихся нагрузок. Считая, что формирование очагов разрушения в значительной степени определяется состоянием объемов металла вблизи с поверхностью катания железнодорожного колеса, следует ожидать различий в развитии процессов трения при высоком контактном напряжении для колес с разным уровнем прочности и структурным состоянием. Научная новизна. В процессе испытаний на изнашивание был получен эффект разупрочнения углеродной стали со структурой закалки на мартенсит. Снижение твердости составило значения от 3,5 до 7 % от уровня закаленного металла. Эффект разупрочнения сопровождался снижением степени тетрагональности кристаллической решетки мартенсита, измельчением областей когерентного рассеивания, увеличением плотности дислокаций и искажений кристаллической решетки второго рода. Практическая значимость. Полученные результаты указывают на необходимость продолжения исследований по уточнению механизма полученного эффекта разупрочнения.
EN: Purpose. The purpose of the paper is an estimation of degree of metal hardness change for the railway wheel with martensite structure during rolling. Methodology. As strength characteristic the Rockwell hardness is used. Wear tests were conducted in the conditions of normal loading with (10 %) and without sliding on the test equipment SMTs-2. Parameters of the fine crystalline structure (tetragonality degree of the crystalline grid, dislocation density, scale of coherent scattering regions, and disturbance value of the crystalline grid of second kind) are determined by the methods of X-ray structural analysis. Findings. During operation of the railway wheels with different strength level, origin of defects on the wheel thread is caused by simultaneous action of both the friction forces and the cyclically changing loadings. Considering that formation of damage centers is largely determined by the state of metal volumes near the wheel thread, one should expect the differences in friction processes development at high contact stress for the wheels with different strength level and structural state. Originality. During the wear tests softening effect of carbon steel with martensite quenching structure is obtained. Softening effect equaled 3.5–7 % from the level of quenched metal hardness. The softening effect is accompanied by the reduction of tetragonality degree of the crystalline structure of martensite, reduction of coherent scattering regions, dislocation density increase and crystalline grid disturbance of the second kind. Practical value. The results point out the necessity for further studies to clarify the resulted softening effect mechanism.
Description: И. Вакуленко: ORCID 0000-0002-7353-1916
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua:82/jspui/handle/123456789/2166
http://stp.diit.edu.ua/article/view/12244/12784
http://stp.diit.edu.ua/article/view/12244
Other Identifiers: doi: 10.15802/stp2013/12244
Appears in Collections:Статті КТМ
№ 2 (44)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
501vakul.pdf538,88 kBAdobe PDFView/Open


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