Статті КТМ
Permanent URI for this collection
RU: Статьи
EN: Articles
EN: Articles
Browse
Recent Submissions
Item Вплив температури самовідпуска на міцність диска залізничного колеса після прискореного охолодження(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2016) Вакуленко, Леонід Ігорович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Пройдак, Світлана Вікторівна; Грищенко, Микола Анатолійович; Вакуленко, Ігор ОлексійовичUKR: Мета. Робота спрямована на визначення ресурсу підвищення міцності диску залізничного колеса. Методика. Матеріалом для дослідження була вуглецева сталь залізничного колеса зі змістом 0,57 % C, 0,65 % Si, 0,45 % Mn, 0,0029 % S, 0,014 % P, 0,11 % Cr. Залізничне колесо піддавали нагріву до температур вище Ac3 , витримували при цій температурі для завершення процесу гомогенізації аустеніту та прискорено охолоджували диск до визначеної температури. Температурний інтервал закінчення примусового охолодження диску колеса складав значення 200–450 С. Структуру вивчали за методиками досліджень із використанням електронного та світлового мікроскопів. Оцінку ступеня дефектності структури металу після прискореного охолодження здійснювали з використанням методики рентгенівського структурного аналізу. Межі міцності та плинності вуглецевої сталі визначали при розтяганні зі швидкістю деформації 10− − 3 1 c . Мікротвердість структурних складових сталі оцінювали, використовуючи мікротвердомір типу ПМТ-3. Результати. Комплекс властивостей вуглецевої сталі залізничного колеса в залежності від температури припинення прискореного охолодження визначається співвідношенням розвитку процесів пом’якшення та зміцнення. Джерелами ефекту зміцнення є процеси блокування рухомих дислокацій за рахунок виділення на них атомів вуглецю та дисперсійного зміцнення від сформованих частинок карбідної фази. При температурах припинення примусового охолодження вуглецевої сталі вище за 300–350 С темп зниження властивостей міцності визначається перевищенням сумарного ефекту (пом’якшення від розпаду твердого розчину, прискорення сфероїдизації та коалесценції частинок цементиту) над блокуванням дислокацій атомами вуглецю та дисперсійним зміцненням. Наукова новизна. Авторами доведено, що рівень характеристик міцності вуглецевої сталі залізничного колеса від температури закінчення примусового охолодження визначається співвідношенням впливів від пересичення твердого розчину та дисперсійного зміцнення від карбідної фази. Для температур припинення прискореного охолодження 200–300 C зниження ступеню пересичення твердого розчину є основним чинником, що визначає рівень характеристик міцності. Практична значимість. При виготовленні суцільнокатаного залізничного колеса підвищити межу міцності металу диску можна прискореним охолодженням до середнього інтервалу температур, що успішно доведено в роботі.Item Strength Properties of Carbon Steel of Railway Wheel After the Speed-Up Cooling(National Mining University, Dnipro, 2016) Vakulenko, Ihor O.; Lisnyak, Alex G.; Perkov, Oleg N.ENG: 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.Item Influence of Hot-Reduction Parameters on the Steel Austenite Structure of a Railway Wheel(Politechniki Śląskiej, Poland, 2016) Vakulenko, Ihor O.; Bolotova, Daria M.; Perkov, Oleg N.; Lisnyak, Alex G.ENG: The formation of grain structures with boundaries similar to substructures is one of the factors contributing to grain refinement in hot-reduction carbon steel. At the forming of a rim, the slight cooling-down (100-150°C) of the surface volumes is sufficient to increase their strength characteristics. After that, an increase in the magnitude of the hot-hardening of metal in the central rim volumes will lead to the formation of a more uniform fine-grain austenite structure over the rim section.Item Influence of Cooling Rate on the Strength of the Rims of Railway Wheel(Springer Science, Business Media, New York, 2016) Vakulenko, Ihor O.ENG: It is shown that the intense cooling (with rates of 2-9°C/sec) of wheel rims after their hot rolling in a rolling mill increases the yield limit and the ultimate strength of the metal. It is also established that, in the absence of supersaturation of the solid solution with carbon atoms in the course of this kind of cooling, the mechanical properties of carbon steel are determined solely by the internal stresses caused by the phase hardening of ferrite in pearlite and the state of ferrite-cementite boundaries.Item Influence of Grain Size Ferrite on Speed of Distribution Sonic Vibrations in Alloy Steel(China, 2016) Vakulenko, Ihor O.; Nadezhdin, Yurii L.; Sokyrko, V. A.; Yaremchuk, A.ENG: On the example of steel XI8TI after cold rolling and annealing influence of grain size ferrite and texture is investigational on speed of distribution sonic vibrations. Character influence of grain size and texture is set on correlation of hardness and speed of distribution sonic vibrations.Item Физико-химические и технологические особенности производства экономнолегированных борсодержащих сталей(ООО «Укрметаллургинформ «Научно-техническое агентство», Днепропетровск, 2016) Камкина, Людмила Владимировна; Манидин, Владимир Сергеевич; Пройдак, Светлана ВикторовнаRUS: Рассмотрены особенности взаимодействия раскислителей с растворенным кислородом в металле. Представлена информация о влиянии бора на механические свойства стали. Изложены результаты промышленных исследований микролегирования низкоуглеродистой стали бором в условиях ПАО «Запорожсталь».Item Раскисление стали и проблема удаления неметаллических включений(Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ, 2016) Камкина, Людмила Владимировна; Безшкуренко, Алексей Георгиевич; Камкин, Владимир Юрьевич; Пройдак, Светлана ВикторовнаRUS: Исследовали влияние алюминия и кальция (в составе кальцийсодержащих материалов) на образование неметаллических включений при проведении операций финишного этапа производства стали при непрерывной разливке. Процессы образования неметаллических включений и эффективного их перевода в шлак определяются скоростью диффузионных потоков взаимодействующих компонентов и степенью их удаления из равновесия, контролем содержания оксидного алюминия в металле и степени усвоения кальция. Это определяется процессами и способами раскисления и легирования стали, типом применяемых ферросплавов, операциями по внепечной обработке стали, модифицированию примесей путем ввода различных элементов. Провели термодинамический анализ процесса раскисления стали. Проанализировали и обобщили практические результаты раскисления стали алюминием в зависимости от технологии, принятой на конкретном заводе. Провели качественную оценку процесса удаления неметаллических включений из стали при непрерывной разливке.Item Influence of Self-Tempering Temperature on Strength of Railway Wheel Disk after Accelerated Cooling(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2016) Vakulenko, Leonid I.; Bolotova, Daria M.; Proidak, Svitlana V.; Gryshchenko, Mykola A.; Vakulenko, Ihor O.ENG: Purpose. The paper aims at estimation of resource of strength increase for railway wheel disk. Methodology. The material for research was carbon steel of railway wheel containing 0.57%C, 0.65%Si, 0.45%Mn, 0.0029%S, 0,014%P, 0,11%Cr. A railway wheel was heated to the temperatures above Ac3 and was held at this temperature until the completion of аustenite homogenization processes and then the disk was cooled at a growing rate to a certain temperature. A temperature interval of completion of the speed-up wheel disk cooling was 200-450 C. Structure was studied with the use of research methods under electronic and light microscopes. After accelerated cooling the estimation of metal structure imperfection degree was carried out with the use of X-ray structural analysis method. The stress and yielding limit of carbon steel were determined at tension, at a speed of deformation10− − 3 1 s. The microhardness of steel structural components was estimated using the microhardness tester of PMT-3 type. Findings. The properties complex of railway wheel carbon steel depending on the temperature of the accelerated cooling termination is determined by the correlation of soften and work-hardening processes development. The effect of work-hardening is based on blocking of mobile dislocations due to a precipitation carbon atoms and dispersion work-hardening from the formed particles of carbidic phase. At the temperatures of the accelerated cooling termination of carbon steel higher than 300-350 C the decrease rate of strength properties is determined by the exceeding of total soften effect (from disintegration of solid solution, acceleration of spheroidithation and coalescence of cementite particles) above the dislocations blocking by the carbon atoms and dispersion work-hardening. Originality Authors proved that the strength level of the railway wheel carbon steel from the temperature of accelerated cooling completion is determined by the influence ratio of the solid solution satiety degree and dispersion work-hardening from a carbidic phase. For the temperatures of accelerated cooling termination 200-300 C a decrease of solid solution satiety degree is a basic factor, which determines the level of the strength characteristic. Practical value. When making the whole-rolled railway wheel one can increase the strength limit of disk metal using the accelerated cooling to the middle interval of temperatures, which was successfully proven by authors.Item Термічне зміцнення ободу залізничного суцільнокатаного колеса(Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2016) Вакуленко, Ігор Олексійович; Перков, Олег Миколайович; Вакуленко, Леонід Ігорович; Пройдак, Світлана Вікторівна; Болотова, Дар’я МихайлівнаUKR: Досліджені структура і комплекс властивостей вуглецевої сталі ободу залізничного колеса в залежності від температури переривчастого охолодження. Сумарний ефект пом’якшення металу при підвищенні температури припинення примусового охолодження, який обумовлений зниженням ступеня пересичення твердого розчину атомами вуглецю, зменшенням густини дислокацій і коалесценцією цементитних частинок перевищує вплив дисперсійного зміцнення від присутності в структурі дрібнодисперсних карбідних частинок. З метою підвищення тріщиностійкості обод суцільнокатаного залізничного колеса можна піддавати після завершення його гарячого обтискування прискореному охолоджуванню до температур 450°С без істотного окрихлення металу.Item Investigation of Slide Mechanism of Tread During Operation of Railway Wheel(Silesian University of Technology, Gliwice, Silesia, Poland, 2016) Vakulenko, Ihor O.; Proidak, Svitlana V.; Perkov, Oleg N.ENG: Causes of reasons and explanation of mechanism forming damages of railway wheels tread were investigated. At slipping on contact surfaces wheel-rail a between by simultaneous development of processes of work-hardening and softening metal determines the terms of origin damages of railway wheels tread were fixed.Item Influence Voltage Pulse Electrical Discharge in the Water at the Endurance Fatigue of Carbon Steel(Magnolithe GmbH, Austria, Sankt Lorenzen, 2016) Vakulenko, Ihor O.; Lisnyak, Alex G.ENG: Effect of pulses of electrical discharge in the water at the magnitude of the limited endurance under cyclic loading thermally hardened carbon steel was investigated. Observed increase stamina during cyclic loading a corresponding increase in the number of accumulated dislocations on the fracture surface. Using the equation of Cofino-Manson has revealed a decrease of strain loading cycle after treatment discharges. For field-cycle fatigue as a result of processing the voltage pulses carbon steel structure improvement, followed by growth of limited endurance decrease per cycle of deformation. With increasing amplitude of the voltage loop gain stamina effect on metal processing voltage pulses is reduced. The results can be used to extend the life of parts that are subject to cyclic loading.Item Влияние ударной волны в жидкости на ограниченную выносливость углеродистой стали(Приазовский государственный технический университет, Мариуполь, 2015) Вакуленко, Игорь Алексеевич; Лисняк, А. Г.; Перков, Олег Николаевич; Ефременко, Василий ГеоргиевичRUS: В статье показано, что обработка углеродистой стали импульсами ударной волны сопровождается приростом твердости и выносливости. Наблюдаемый прирост выносливости стали обусловлен смещением момента перехода металла от обратимой к необратимой повреждаемости в область более высоких амплитуд с одновременным увеличением числа циклов до разрушения.Item Изменение структуры и свойств при отпуске закаленной среднеуглеродистой стали(Запорожский национальный технический университет, Запорожье, 2014) Вакуленко, Игорь Алексеевич; Перков, Олег Николаевич; Болотова, Дарья МихайловнаRU: Расенотрены вопросы измененения структуры и свойств при отпуске закаленной на мартенсит cpeднеуглеродистой стали. При отпуске от температур 250 300 °С эффекты разупрочнения в закаленной yглepoдиcтoй стали превышают влияние от закрепения дислокаций атомами углерода и развития пpоцеccoв диcпepcионного упрочнения.Item Influence of Shock Voltage from the Electric Discharge on the Fatigue Endurance of Carbon Steel in Water(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2015) Vakulenko, Ihor O.; Lisnyak, Alex G.; Perkov, Oleg N.; Hai, Xu XiaoENG: Purpose. The research supposes the explanation of influence of stress impulses from an electrical discharge in water on the level of the limited endurance at a cyclic loading of the thermally work-hardened carbon steel. Methodology. Material for research was steel 45 (0,45 % carbon) with сoncentration of chemical elements within the limits of steel composition. Specimens for tests are made as plates in 1 thick, width 15 and length 120-180 mm. The structural state of steel corresponded to quenching on a martensite from the normal temperatures of annealing and tempering at 300 C, duration of 1 h. Microstructure was investigated with the use of electronic microscopy, the density of dislocations was estimated on the methods of X-ray analysis. Hardness was measured on the method of Rockwell (scale of «C»). A cyclic loading was carried out in the conditions of symmetric bend on a tester «Saturn-10» at a temperature +20 C. The treatment by shock voltage from the electrical discharge was carried out in water on setting of bath type «Iskra-23», used for cleaning of castings manufactures. Electric impulses were formed at 15-18 kV with energy of 10-12 kJ and amplitude of 1-2 GPа. Findings. As a result of processing pulses of a pressure wave of heat-strengthened steel 45 found the increase of endurance under the cyclic loading corresponds to an increased amount of accumulated dislocations on the fracture surface. The use of Coffin–Manson Equation allowed finding the decrease of deformation per cycle of loading as a result of arising stress from an electrical discharge in water. On the fracture surface (after pulse exposure) was found the increased number of dislocations, located in different crystallographic systems, that is a testament to the rather complicated development of dislocation transformations in the structure of steel, which provide an increase of endurance at a fatigue. The increase of the limited endurance became as a result of impulsive treatment largely related with the number change of mobile dislocations. For the area of low-cyclic fatigue the growth of amplitude of loading is accompanied with the decrease of distinction in the values of the limited endurance (before and after the treatment of shock voltage). Originality. For the field of high-cycle fatigue, the result of shock voltage of carbon steel with the structure of the improvements, the increase of limited endurance is accompanied with a decrease in deformation per cycle. As far as growth of amplitude of stress cycle the effect of increase of endurance from treatment of metal by the shock voltage declines. Practical value. Treatment of metal by the impulses of pressure waves from an electrical discharge in water can be used for the time extending of exploitation details of the rolling stock, which are subjects of the cyclic loading.Item Умови кочення без проковзування тіл при різних схемах дотику(Sheffield, Science and Education LTD, 2014) Бондаренко, Леонід Миколайович; Яковлєв, Сергій Олександрович; Крамар, Ігор Євгенович; Шаптала, Олександр ІвановичUKR: В статті розглядаються умови кочення без проковзування тіл при різних схемах дотику.Item Speed Dependence of Acoustic Vibration Propagation from the Ferritic Grain Size in Low-Carbon Steel(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2015) Vakulenko, Ihor O.; Nadezhdin, Yurii L.; Sokirko, V. A.; Hai, Xu XiaoENG: Purpose. It is determining the nature of the ferrite grain size influence of low-carbon alloy steel on the speed propagation of acoustic vibrations. Methodology. The material for the research served a steel sheet of thickness 1.4 mm. Steel type H18T1 had a content of chemical elements within grade composition: 0, 12 % C, 17, 5 % Cr, 1 % Mn, 1, 1 % Ni, 0, 85 % Si, 0, 9 % Ti. The specified steel belongs to the semiferritic class of the accepted classification. The structural state of the metal for the study was obtained by cold plastic deformation by rolling at a reduction in the size range of 20-30 % and subsequent recrystallization annealing at 740 – 750 ° C. Different degrees of cold plastic deformation was obtained by pre-selection of the initial strip thickness so that after a desired amount of rolling reduction receives the same final thickness. The microstructure was observed under a light microscope, the ferrite grain size was determined using a quantitative metallographic technique. The using of X-ray structural analysis techniques allowed determining the level of second-order distortion of the crystal latitude of the ferrite. The speed propagation of acoustic vibrations was measured using a special device such as an ISP-12 with a working frequency of pulses 1.024 kHz. As the characteristic of strength used the hardness was evaluated by the Brinell’s method. Findings. With increasing of ferrite grain size the hardness of the steel is reduced. In the case of constant structural state of metal, reducing the size of the ferrite grains is accompanied by a natural increasing of the phase distortion. The dependence of the speed propagation of acoustic vibrations up and down the rolling direction of the ferrite grain size remained unchanged and reports directly proportional correlation. Originality. On the basis of studies to determine the direct impact of the proportional nature of the ferrite grain size on the rate of propagation of sound vibrations in the low-carbon alloy steel. The directly proportional nature of influence of ferrite grain size on the speed propagation of acoustic vibrations in low-carbon alloy steel on the basis of the conducted researches is defined. The paper is shown that at increasing in the size of the recrystallized ferrite grain the degree of influence the texture from the previous cold plastic deformation by rolling increases. Practical value. The received results on nature determination of influence of ferrite grain size on the speed propagation of acoustic vibrations can be the useful by development of techniques of non-destructive testing of metal materials quality. The special value the specified technique of measurement acquires in the conditions of line production of metal constructions.Item Формирование оптимальной микроструктуры катанки при ее охлаждении(Copyright by Wydawnictwo Wydzialu Inzynierii Produkcji. I Technologii Materialow Politechniki Czestochowskiej, 2014) Пройдак, Юрий Сергеевич; Камкина, Людмила Владимировна; Дыя, Хенрик; Пройдак, Светлана Викторовна; Стовба, Я. В.RU: Выполнены исследования моделирования условий эффекта охлаждения стержня на его микроструктуру, и определили, что повышение температуры катанки при прокладке головки способствует формированию более дисперсной структуры металла.Item Вплив накатування на твердість вуглецевої сталі після гартування(Державний вищий навчальний заклад "Приазовський державний технічний університет", Маріуполь, 2014) Вакуленко, Ігор Олексійович; Пройдак, Світлана Вікторівна; Болотова, Дар’я Михайлівна; Єфременко, Василь ГеоргійовичUK: Досліджено характер зміни твердості і параметрів тонкої будови загартованої вуглецевої сталі при деформації накатуванням. Встановлено, що ступінь пом’якшення сталі при накатуванні обумовлена співвідношенням процесів розпаду пересиченого твердого розчину і зміцнення від додатково введених дислокацій.Item The Process of Formation of Railway Wheel Damages and Tires in Operation(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2015) Gryshchenko, Nikolay A.ENG: Purpose. The dependence analysis of structural changes in the metal of railway wheels and tires from indicated influences in operation, for the further development of strategy of service reliability growth. Methodology. Test materials are the details selected from railway wheels which were taken out of operation beforehand because of various damages. Micro-structural researches were made with the use of light microscope Epiquant and electron microscope. The sizing of structural elements was done by using the methods of quantitative metallography. Findings. Over the past few decades the rapid development of industry was supported by the steady growth of intensity of using railway transport. In this case simultaneous increase of load at wheel set axle, with the increase of speed was accompanied by natural increase of the amount of cases of premature wheels and tires’ withdrawing out of operation. Railway wheel, except the formation of metal layer at rolling surface with the high defects concentration of crystal structure and first of all dislocations, falls under thermal influence from interaction with break blocks. The nature of joint influence (cold deformation and heating) on the metal rim of a wheel is conditioned by the appearance of sufficiently high gradients of structural changes that can be considered as the influence on the level of internal residual stresses. In case of the rise of volume part of carbide phase at a constant ferrite grain size, it is achieved only by the increasing of dislocation nucleation sources without changing the number of annihilation positions. In this case the accumulation of dislocations at the initial stages of plastic deformation (in metal volume in front of delta arm crack) will lead to the formation of cementite globes around certain interlocked dislocation density. In contrast the sharp increase of deformation hardening carbon steel parameters is observed. Originality. During the braking of locomotive the speed rise of metal heating at rolling surface is provided with the increase of temperatures that is enough for the beginning of phase transformations. Under the further cooling there is the formation of a number of structures formed from sliding to diffusive mechanisms. As a result the chosen areas become the centers of future metal deformations on wheels’ rolling surface and tires. Practical value. Based on the study of patterns of damages’ formation in railway wheels and tires from the peculiarities of internal metal structure and the working conditions «Classifier of defects» was developed аnd «Technical tips for determination of causes of cracks in solid-rolled railway wheels and destruction in general», which have been implemented on Ukrzaliznytsia.Item О причинах зарождения усталостных трещин на поверхности катания железнодорожных бандажей(Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днепропетровск, 2007) Вакуленко, Игорь Алексеевич; Грищенко, Николай Анатольевич; Перков, Олег НиколаевичUKR: Виникнення крихкого руйнування залізничного бандажа обумовлено формуванням високих локальних напружень від неоднорідної пружньо-пластичної деформації при циклічній зміні температур.