НАУКОВІ ОСНОВИ ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ, МЕХАНІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗАЛІЗОВУГЛЕЦЕВИХ СПЛАВІВ ЗАЛІЗНИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ ПРИ ЗСУВНО-ДИФУЗІЙНІЙ ПЕРЕКРИСТАЛІЗАЦІЇ :

Краткое содержание

Основний зміст роботи.

У вступі обґрунтовані вибір і актуальність теми, визначено мету, задачі, об’єкт, предмет та методи дослідження, наукову новизну і практичну значимість роботи; показаний особистий внесок здобувача, публікації та апробацію.

У першому розділі розглянутий сучасний стан виробництва сплавів залізничного призначення та фундаментальні положення зсувно-дифузійного перетворення аустеніту в ході термічного зміцнення.

Проаналізовані сучасні умови експлуатації виробів залізничного призначення та окреслена проблема, що пов’язана з необхідністю розробки та впровадження нових матеріалів з підвищеним рівнем механічних та експлуатаційних властивостей. Показано, що чавуни з кулястим графітом та бейнітною матрицею є перспективним матеріалом, який може скласти конкуренцію конструкційним сталям, оскільки такий термозміцнених чавун має знос в декілька разів менший у порівнянні з парами тертя «сталь-сталь», а завдяки наявності в структурі графіту останній працює на контактній поверхні як природне мастило. Показано також, що в сучасних умовах зростання навантаження та швидкості руху, значно збільшуються напруження при контактній взаємодії пари тертя «колесо-рейка». Рухомий склад експлуатується в регіонах з температурами значно нижчими за 0°С. Використання щебеневого баласту, залізобетонних шпал та композиційних гальмівних колодок значно ускладнює умови експлуатації залізничних коліс. Аналіз перспективних напрямків підвищення якості, надійності і експлуатаційної довговічності колісно-бандажної продукції дозволив встановити, що для забезпечення максимального рівня ресурсу колеса необхідно дотримуватися співвідношення твердості пари тертя «колесо-рейка» близько 0,8…1,0. Використання на практиці рейок у термічно зміцненому стані з твердістю 311…401НВ потребує підвищення твердості ободів залізничних коліс до відповідного рівня. Це може бути здійснено при застосуванні мікролегованої, наприклад, ванадієм, колісно-бандажної сталі з тонкодисперсною бейнітною структурою та розробці відповідного режиму термічного зміцнення, яке забезпечить сполучення високих твердості, міцності та, водночас, в’язкості.

Теорії та практиці створення виробів із залізовуглецевих сплавів з бейнітною структурою присвячені роботи Е. Гудремона, Г.В. Курдюмова, Р.Й. Ентіна, Х. Бгадешіа, В.І. Большакова, В.М. Счастлівцева, О. Криземента, Ф. Вефера, Б. Ковача, І.І. Новікова, Ч.С. Баррета, Т.Б. Масальского, Л.М. Утевського та інших. Проведений аналіз досліджень та фундаментальних наукових положень щодо зсувно-дифузійного перетворення аустеніту при ізотермічному гартуванні залізовуглецевих сплавів, визначені загальні риси цього перетворення та його особливості в різних типах чавунів та сталей, проаналізовані механізми та стадії розпаду аустеніту, а також особливості морфологічних ознак бейнітних структур. Показано, що існують певні протиріччя при розгляді процесів структуроутворення внаслідок бейнітної перекристалізації аустеніту в залізовуглецевих сплавах, які призводять до стримання їх промислового застосування через неповноту уявлень про вплив на кінетику фазового перетворення мікролегування колісно-бандажних сталей та специфічних особливостей матриці бейнітних чавунів з кулястим графітом, пов’язаних з евтектичною природою формування її вихідної структури. Це дозволило визначити задачі та проблематику досліджень.

У другому розділі викладені загальні методологічні положення роботи. Матеріалами для досліджень були доевтектичні чавуни з пластинчастою (СЧ), вермикулярною (ЧВГ) та кулястою (ВЧ) формою графіту виробництва ВАТ «Кременчуцький сталеливарний завод» (СЧ за ГОСТ 1412-85), ЗАТ «Дніпропромлит» (ЧВГ за ГОСТ 28394-89), ЗАТ «Рівненський ливарний завод» (ВЧ за ДСТУ 3925-99), колісні (КП2 за ДСТУ ГОСТ 10791:2006) та бандажні (БЛ2 за ГОСТ 398-96) вироби виробництва ВАТ «ІНТЕРПАЙП НТЗ». Крім того, досліджували бейнітні чавуни з кулястим графітом (БЧКГ) та колісно-бандажні вироби (табл. 1 – КПТ та БЛТ) за створеними в роботі технічними умовами.