Page 12 - Міністерство освіти і науки України

10

(рис. 3). Границі міцності ( ) і плинності ( )
0,2
В
обох сталей в інтервалі температур 20…800 С
змінюються подібно, але пластичність (відносне
видовження ) сталі марки Т за температур вище
500…520 С стрімко зростає порівняно зі сталлю
марки 2. Таким чином, вище оптимальної
температури карбонітридного зміцнення сталь
марки Т починає знеміцнюватися і суттєво
пластифікується. За локального розігріву після
гальмування температура може бути значно

вищою, що зумовлює зминання приповерхневих
Рис. 3. Температурна шарів ободу на більшу глибину, ніж в колесі зі
залежність характеристик сталі марки 2.
міцності (○,●) і пластичності Дефекти на поверхні кочення коліс
(,▲) сталей марок 2 (○,) і спричинені у першу чергу зародженням і ростом
Т (●,▲). поверхневих і підповерхневих тріщин внаслідок
контактної втоми металу, а також
тріщиноутворенням внаслідок зміни структури і фазового складу за термічного
впливу під час гальмування і руху на крутих поворотах. Оскільки колеса
сприймають переважно циклічні навантаження, то перевагу потрібно надавати
характеристикам циклічної тріщиностійкості колісних сталей за впливу різних
експлуатаційних чинників.
Здатність колісних сталей формувати на своїй поверхні захисні плівки у різних
корозивних середовищах після пошкодження поверхневого шару металу, наприклад,
внаслідок циклічно повторюваної контактної взаємодії, спричиненої коченням чи
проковзуванням колеса рейкою, визначає їх опірність до впливу середовища. За
швидкістю утворення захисної плівки (V ) можна ранжувати колісні сталі за цією
r
здатністю. Значення швидкостей V ,V 100 і V за різних проміжків часу вимірювання
10
250
r r r
(=10; 100 і 250 мс) свідчать, що сталь марки Т володіє вищою захисною здатністю
в початковий момент взаємодії пари метал – середовище (V ) в обох середовищах (у
10
r
дистильованій воді і в 3,5%-му водному розчині NaCl). Для обох досліджених
сталей (марки 2 та Т) негативний вплив корозивного середовища на кінетику
втомної тріщини незначний (зокрема, порогове значення K і циклічна в’язкість
10  9
руйнування  K змінюються мало) і найбільше проявляється на початку
10  5
середньоамплітудної ділянки діаграми (рис. 4). Більша швидкість утворення

захисної плівки V високоміцної сталі зумовлює дещо менший ефект зниження її
10
r
циклічної тріщиностійкості.
Мікрофрактографічний аналіз зламів зразків колісних сталей виявив, що за
низьких і високих амплітуд навантаження мікромеханізми росту втомної тріщини
для обох сталей у досліджених корозивних середовищах незначно відрізняються від
спостережуваних на повітрі: тільки дещо інтенсифіковані процеси череззеренного
відколу за відсутності міжзеренного, характерного для руйнування сталей у
корозивних середовищах. При цьому для сталі марки 2 відкольні фасетки