Page 122 - Кулик В.В.

122

3.3.1.2. Зміна структури, формування залишкових напружень і

циклічна тріщиностійкість за дії температурно-силових чинників

під час гальмування

В умовах гальмування і проковзування колеса рейкою проходить

локальний нагрів приповерхневих шарів ободу колеса, температура якого

може перевищувати температуру аустенізації колісної сталі [283]. За такої дії

температурно-силових (температура та навантаження на вісь) факторів після

гальмування і пришвидшеного охолодження поверхні кочення, вглиб ободу

колеса створюється градієнтна структура металу [283]. Вона

обумовлюватиметься, окрім хімічного складу колісних сталей і величини

осьового навантаження, швидкістю охолодження системи метал-сухе

повітря, метал-вологе повітря або метал-атмосферні опади тощо. Структурні

перетворення супроводжуються утворенням поля залишкових напружень,

поява яких сприяє зародженню та поширенню втомних тріщин.

Якщо у зону локального нагріву потрапляють неметалеві включення, то

під дією температурно-силових чинників може змінюватись їх когезія з

металевою основою і виникають сприятливіші умови для тріщиноутворення.

Як засвідчують дослідження умов поширення тріщин від неметалевих

включень, саме від них формуються смуги зі зниженою твердістю (у 1,8…2,5

раза), вздовж яких ростуть тріщини [354].

Мікроструктура сталі марки Т колеса типу КП-Т у вихідному стані

(варіант 1 з табл. 3.3) є типовою перлітно-феритною, ферит представлений

округлими і витягнутими вкрапленнями, розміщеними границями

аустенітних зерен (рис. 3.7а). Переважна більшість перлітних колоній мала

ядро зародження, епіцентр якого співпадав з границями аустенітних зерен,

внаслідок чого цементитні пластинки розходяться від нього променями.

Товщина цементитних пластинок і віддаль між ними, практично співставні і

становлять близько 0,15…0,17 мкм (рис. 3.7б).