Page 59 - Кулик В.В.
P. 59
59
підхід, базований на додаванні мікродобавок азоту і ванадію до стандартних
перлітних сталей коліс [75].
Заміна перлітної середньовуглецевої сталі низьковуглецевою зі
структурою нижнього бейніту і навіть високотемпературною сталлю на
основі нікелю часто зустрічається в практиці [76, 77].
Провідні металургійні організації зосередили увагу на підвищенні
характеристик стандартної перлітної колісної сталі шляхом мікролегування
ванадієм [75, 78, 79]. Зокрема велику увагу приділено мікролегуванню азотом
і нітридоутворюючими елементами V, Nb, Ti і Al, щоб зменшити розмір
аустенітних і перлітних зерен [80, 81].
Мікролегування азотом і ванадієм вдосконалює властивості литої і
деформованої низьколегованої вуглецевої та високовуглецевої сталі. Ця
технологія не тільки забезпечує стабільне нітридне зміцнення, але також
покращує процеси зміцнення, що проходять в азотній і нітридній фазах:
зокрема, знижується первинна хімічна та технологічна неоднорідність і
розмір зерен аустеніту, також термодинамічні та кінетичні параметри
перлітної, бейнітної і мартенситної трансформації покращилися [82–84].
0
Показано [85], що за швидкостей охолодження 1-3 С/с у структурі
0
колеса спостерігається вільний ферит границями зерен, до 7 С/с твердий
розчин аустеніту розпадається на дві фази – надлишковий ферит і перліт.
При цьому за нижчих температур охолодження утворюється грубодисперсна
структура, яка легко диференціюється як ферит і цементит, за вищих (до
0
7 С/с) – структури тонкопластинчатого перліту. За швидкості охолодження
0
7 С/с ферит спостерігається всередині зерен (структура тонкого
відманштета). Феритні голки ростуть від границь до центру зерна і мають
чітко виражену орієнтацію, що забезпечує найкраще спряження фериту і
цементиту, а також найменшу поверхневу енергію. Твердість перліту зростає
з його дисперсністю, для голчастого фериту характерна висока міцність і
ударна в’язкість через дрібнозернистість структури і високу густину
дислокацій. Механічні характеристики колісної сталі за швидкості
