Page 23 - Міністерство освіти і науки України

21

Рис. 17. Діаграми
швидкостей росту втомної
макротріщини в доевтек-
тоїдній графітизованій
сталі: а – за температури
0
випробування 20 С (су-
0
цільна крива) та –40 С ( );
б – за випробувань у
повітрі (•) та у корозив-
ному середовищі (3,5%-му
водному розчині NaCl ( )).

Досліджуючи модельні колеса з доевтектоїдної графітизованої сталі після
контактно-втомних випробувань встановлено, що її пошкоджуваність становить
10,7%, тобто вона поступається за критерієм пошкоджуваності сталям марки Т , Т і
м
2 у 1,3; 2,1 та 5,3 разів, відповідно (рис. 13).
Таким чином, попри низьку високотемпературну пластичність, відсутність
негативного впливу низької температури і корозивного середовища на циклічну
тріщиностійкість доевтектоїдної графітизованої сталі, за характеристиками міцності,
циклічної тріщиностійкості і опором пошкоджуваності вона не задовольняє вимоги
згідно розробленої концепції створення нових колісних сталей.
У другому підрозділі проаналізовано роботоздатність колісних сталей з
твердорозчинним зміцненням за рахунок підвищеного вмісту кремнію та марганцю.
Досліджували зразки, вирізані з коліс зі сталей типу марки К: К1 (мас. %: 0,60C;
0,94Si; 0,80Mn; 0,08Cr; 0,086V; 0,006S; 0,009P) і К2 (мас. %: 0,58C; 0,97Si; 0,85Mn;
0,09Cr; 0,083V; 0,004S; 0,009P). У цих сталях вміст кремнію і марганцю вищий, ніж
у сталях марок 2 і Т. При цьому вміст вуглецю в досліджуваних сталях був нижчий і
однаковий порівняно зі сталями марки Т і марки 2, відповідно. Колеса були
виготовлені за чинною технологією ПАТ «Інтерпайп НТЗ» (термомеханічна
обробка: нагрів заготовки до 1240°С, штампування за деформації 50% і
охолодження; термічна обробка: нагрів до 860°С, охолодження зі швидкістю
6…10°С/сек, відпуск при 500°С). В результаті формується структура дисперсного
перліту (віддаль між цементитними пластинами ~0,06 мкм) та фериту і бейніту
(сумарно ~5%).
Отримані результати випробувань показують (табл. 3), що досліджувані сталі
мають практично однаковий комплекс механічних характеристик, що зумовлено
незначною відмінністю їх хімічного складу. Вони за міцністю, твердістю і
пластичністю незначно поступаються стандартним колісним сталям марки Т,
Сlass B, C64 з вищим вмістом вуглецю, але нижчим вмістом кремнію і марганцю,
переважаючи їх за ударною в’язкістю KCU +20 . Порівняно зі стандартними сталями
марки 2, ER8, ER9, C55 з подібним вмістом вуглецю, досліджувані сталі

демонструють вищі границі міцності, і, особливо, плинності та твердості, що
свідчить про позитивний вплив твердорозчинного зміцнення за легування кремнієм і
марганцем.