Page 28 - Міністерство освіти і науки України

26

Експлуатаційну надійність колісних сталей доцільно характеризувати також
запропонованим комплексним параметром конструкційної міцності матеріалів
P = [ ‧K ‧K ], який поєднує характеристики їх міцності і тріщиностійкості. З
th
fc
B
табл. 4 видно, що за цим параметром сталь варіанту Н4 переважає варіанти Н1 і Н5 в
1,26 рази і 1,14 рази, відповідно. Результати дослідження контактно-втомної
пошкоджуваності поверхні кочення
модельних коліс показують, що параметр

пошкоджуваності (D) добре корелює з
параметром конструкційної міцності (див.
табл. 4). При цьому видно, що найкращими
експлуатаційними характеристиками володіє
сталь варіанту Н4, яка має найменший
параметр D і найвищу циклічну в’язкість
руйнування K .
fc
Отже, можна стверджувати (рис. 21),

що низькою зносостійкістю і найвищим
Рис. 21. Діаграма опором пошкоджуваності (точка 1) володіє
експлуатаційної надійності сталь марки 2 (0,58%С). Подібну ситуацію
колісних сталей: спостерігали для сталі з дисперсійним
1-3 – сталі марок 2, Т і Т ; нітридним зміцненням за її оптимального
м
4 – сталь К2; 5 – сталь Н1; легування (точка 6). Сталь з твердорозчинним
6 – сталь Н4; 7 – сталь Н5. зміцненням (точка 4) має високий опір
зношуванню (1/W), але низький опір
пошкоджуваності (1/D), подібно до високоміцних сталей марок Т і Т (точки 2 і 3,
м
відповідно).
Тому у четвертому підрозділі досліджено сталі за одночасного поєднання
твердорозчинного і нітридного зміцнення (плавки Ф1 і Ф2 в табл. 5). Сталі пройшли
термічну обробку шляхом аустенізуючого нагріву до температури 950ºС з
охолодженням в воді до 550ºС та наступним інтенсивним обдуванням заготовок на
0
повітрі. Потім проводили відпуск за температур в діапазоні 450-650 С. Час
витримки при температурі аустенізації і відпуску 1 год. з охолодженням у повітрі.
З підвищенням температури відпуску сталі Ф1 її границя міцності монотонно
знижується, а пластичність зростає, досягаючи максимального значення при
температурі 600 ºС. Тому було прийнято, що оптимальне поєднання міцності та
пластичності досягається за температури відпуску 600 ºС. Поєднання високої
міцності та пластичності для сталі Ф2 досягається за температури відпуску 550ºС. В
подальшому ці сталі досліджували після відпуску при 600 ºС і 550 ºС, відповідно
(табл. 5).
За ударною в’язкістю при кімнатній та низькій температурі сталь Ф2 переважає
сталь Ф1 на 23 та 17% відповідно (табл. 5). Стандартна сталь марки Т переважає
сталі Ф1 та Ф2 за границею міцності на 10-16% за температур до 400ºС, але за

подальшого зростання температури випробувань поступається їм на 5-30%. За
температури випробувань 800ºС отримано практично однакові значення міцності
для усіх сталей.