Page 41 - Міністерство освіти і науки України

39

в’язкістю руйнування сталі за нормального відриву (ΔK ) та поперечного зсуву
І fc
(ΔK ІІ fc ). Їх можна вважати визначальними для процесу пошкоджуваності, на відміну
від порогів втоми ΔK і ΔK ІI th .
І th
Для оцінювання роботоздатності колісних сталей запропоновано
використовувати високотемпературне (500-800ºС) значення їх відносного
видовження, яке характеризує схильність до утворення повзунів на поверхні
кочення, та діаграму експлуатаційної надійності – залежність між опором
пошкодженості і опором зношуванню, що комплексно характеризує схильність
сталей до утворення вищербин на поверхні кочення коліс. Базуючись на діаграмах
конструкційної міцності та експлуатаційної надійності встановлено, що
оптимальним поєднанням характеристик міцності та циклічної тріщиностійкості,

опору зношуванню і пошкоджуваності володіють комплекснолеговані сталі з
поєднанням твердорозчинного (за підвищеного вмісту Si i Mn) та дисперсійного
(після мікролегування V i N) зміцнення. Рекомендовано комплекснолеговану сталь з
4
твердорозчинним (Si ~1% і марганцем ~1%) та дисперсійним ([V‧N]‧10 = 20…25%)
зміцненням за пониженого вмісту вуглецю (0,52…0,53%) для дослідно-промислової
перевірки з метою виготовлення залізничних коліс нового покоління.
Показано, що підвищення циклічної тріщиностійкості зони термічного впливу
ремонтної наплавки залізничних коліс досягається формуванням у цій зоні змішаної
структури верхнього і нижнього бейніту (~66%) та мартенситу (~34%) і витримкою
2…3 год, перериваючи охолодження сталі при 100ºС, тобто за температури між
точками початку (M ) і кінця (M ) мартенситного перетворення.
s
f
Ключові слова: сталі високоміцних залізничних коліс, дефекти поверхні
кочення, циклічна тріщиностійкість, твердорозчинне та дисперсійне зміцнення,
експлуатаційна надійність, відновлення поверхні кочення.

АННОТАЦИЯ

Кулык В.В. Разработка концепции создания высокопрочных колесных
сталей. – На правах рукописи.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по
специальности 05.02.01 – Материаловедение. – Физико-механический институт
им. Г.В. Карпенко Национальной академии наук Украины, Национальный
университет "Львовская политехника" Министерства образования и науки Украины,
Львов, 2019.
В диссертации с позиций структурной механики усталостного разрушения
сформулированы и обоснованы рекомендации в области материаловедения, которые
обеспечивают решение важной научно-технической проблемы повышения
надежности и долговечности высокопрочных железнодорожных колес. Предложена
новая концепция создания сталей для обеспечения высокого сопротивления износу
и повреждаемости поверхности катания колес, разработаны требования к комплексу
механических характеристик таких сталей и обоснованно химический состав стали
для железнодорожных колес нового поколения, а также режим термической

обработки их ремонтных наплавок.
Выявлено, что негативное влияние коррозионной среды на порог усталости K
th