Page 157 - Кулик В.В.

157

необхідно розробляти нові високоміцні колісні сталі з оптимальним

поєднанням високої зносостійкості і тріщиностійкості (опору

вищерблюванню) [392, 393]. Але на даний час відсутні обгрунтовані критерії

і визначальні механічні параметри для розробки таких сталей.

Відомі схеми утворення вищербин, коли кінетику цього процесу

визначає тривалість різних стадій пітингоутворення та відшарування

внаслідок зародження і росту втомних тріщин [363]. Втомна тріщина може

зароджуватися як з поверхні кочення, так і в підповерхневих шарах. Її ріст

відбувається почергово за різної комбінації процесів нормального відриву

(що контролює розмах ΔK ) та поперечного зсуву (ΔK ). Розроблено ряд
I
II
моделей пошкодження в зоні контакту колесо – рейка [188, 225, 394]. Вони

постулюють, що тріщина довжиною а розвивається за різними механізмами

контактно-втомного руйнування, коли розмах коефіцієнта інтенсивності

напружень ΔK біля її вершини перевищує поріг втоми матеріалу:

 K   K , K  (f  K , K ), (3.1)
eq th eq th I th II th

де K і K IІ th - пороги втоми за нормального відриву і поперечного
I th
зсуву, відповідно [394]. Подальший процес руйнування визначає кінетика

тріщини, зокрема швидкість її росту:

 K   K   n i
da  V i i th  , i   I ; ,II (3.2)
dN i   K   K 
 i fc i 

де K - циклічна вязкість руйнування матеріалу при нормальному
і fc
відриві або поперечному зсуві [188]. Проте в літературі недостатньо даних

про достовірність пропонованих моделей стосовно процесу пошкодження

шляхом вищерблювання поверхні кочення залізничних коліс, а також про

механічні характеристики колісних сталей, які визначають цей процес.