Page 76 - Кулик В.В.

76

Для трьох колісних вуглецевих сталей перлітного класу (незначна

кількість фериту) з різним вмістом вуглецю (0,7; 0,5 і 0,4%С),

0
0
нормалізованих від 880 С і відпущених при 530 С для забезпечення
однакової твердості (250…262 НВ), встановлювали параметри формування

мартенситного шару в умовах проковзування (коефіцієнт тертя ковзання μ =

0,3) колеса по рейці [283]. Аналіз термокінетичних діаграм досліджуваних

сталей показує, що зі зниженням вмісту вуглецю зростає температура

аустенізації, а область феритного і перлітного перетворень зміщується

вправо до нижчих швидкостей охолодження.

Показано [283], що в ободі колеса (0,5%С) за швидкості поїзда 200

5
км/год і осьового навантаження 1,42·10 Н та часу проковзування 5с
0
температура в зоні контакту досягає 922 С і незалежно від швидкості (100,
200 чи 300 км/год) дещо підвищується, проте при цьому значно зростає

імовірність проковзування колеса та зміна початкового фазового складу, де

основним є вплив охолодження рейкою. При цьому температура в зоні

-1
контакту різко зростає з початку проковзування і досягає рівноваги за 10 с,
тим самим формуючи різні зони перетвореної вихідної перлітної структури.

В зоні контакту, де температура внаслідок проковзування була вища A
C
3
після охолодження був мартенсит, де була нижча A був ферит і перліт. В
C
1
зоні де температура була між A і A мала місце часткова аустенізація, через
C
C
3
1
вищу швидкість аустенізації перліту, що пов’язано з вмістом вуглецю
порівняно з феритом формувався мартенсит і ферит. Фаза мартенсит + ферит

має нижчу міцність, ніж мартенсит і нижчу ударну в’язкість від початкової

фази ободу колеса (перліт + ферит), чим можливо пояснюється полегшене

поширення тріщини вздовж нижнього краю мартенситного шару. Глибини

перлітно-феритної і мартенситної зон після 3с проковзування сягають 1 мм і

0,7 мм, відповідно. За короткочасового гальмування (менше 0,5с) формується

тонка яскраво-світла смужка, т. зв. білий шар, в зоні фазового перетворення

вздовж ободу колеса, що ідентифікується (за твердістю) як мартенсит. Отже,