Page 83 - Кулик В.В.

83

Наноструктуровані залізничні колеса (мас. %: 0,21C; 1,53Si; 1,92Mn;

0,03Cr; 0,30Mo; 0,10V) мають бейнітну структуру без карбідів, з тонкими

рейками бейнітного фериту і плівками залишкового аустеніту вздовж

границь рейок [305]. Розмір плівок залишкового аустеніту має

нанорозмірність, що забезпечує йому прекрасну термічну і механічну

стабільність. Бейнітна сталь має вищі ресурсні характеристики, зокрема

границю текучості (955МПа) і міцності (1020 МПа), відносне видовження

2
(19%), ударну в’язкість (Aku 163,8 Дж/см ), твердість (312 НВ) та циклічну
в’язкість руйнування (K max = 91 МПа м ) проти сталі традиційного колеса

2
CL60 (686 МПа і 1072 МПа, 17%, 39 Дж/см , 305 НВ та K max = 63 МПа· м ,

відповідно), мікроструктура якої складається з перліту і заевтектоїдного

фериту. Бейнітна сталь має і інші переваги над перлітними колісними

сталями, зокрема вищу опірність термічному руйнуванню і водневому

окрихченню. Імунітет до термічного руйнування пов'язаний з особливостями

трансформування аустеніту у мартенсит. В традиційних перлітних сталях

мартенсит є у вигляді чечевичних (лінзовидних) пластинок, котрі є

крихкими, тоді як у низьковуглецевих сталях – рейок, котрі є в’язкі. Вищий

опір до водневого окрихчення бейнітних сталей пов’язується з підвищеним

вмістом кремнію [306].

Досліджуючи стабільність структури бейнітних сталей (щільні рейки

фериту і плівки залишкового аустеніту вздовж бейнітно-феритних рейок) в

ободі колеса дифракцією рентгенівських променів, високороздільним

мікроскопом і за замірами мікротвердості [307], встановлено що коли

0
нагрівати в діапазоні 150-350 С плівки залишкового аустеніту залишаються,
0
відносно стабільними, при 400 С – 50% їх розпадаються. Мікротвердість
0
0
зростає за нагріву при 150 С і знижується – при 200-500 С. Низький і
середній ступінь деформації не порушують механічну стабільність плівок

залишкового аустеніту, тоді як за високого її рівня вони розпадаються. При

цьому за нагріву чи деформації не виявлено карбідів (відсутній

дифракційний пік карбідів) у бейнітній сталі, збагаченій кремнієм