Page 6 - Міністерство освіти і науки України

4

що відповідає максимальному значенню нового параметра конструкційної міцності
матеріалів P = [ ‧K ‧K ] при знижені вмісту вуглецю з 0,63 до 0,57%. Така сталь
fc
В
th
забезпечує високий опір пошкодженості, але низький опір зношуванню поверхні
кочення модельного колеса.
6. Виявлено, що твердорозчинне зміцнення за рахунок підвищеного вмісту
кремнію (до 0,97%) і марганцю (до 0,85%) за пониженого вмісту вуглецю (до 0,58%)
сприяє підвищенню опору зношуванню, проте обумовлює зниження циклічної

тріщиностійкості, у тому числі після термосилового впливу під час гальмування.
Встановлено, що оптимальним поєднанням характеристик міцності і циклічної
тріщиностійкості та опору зношуванню і пошкоджуваності володіють
комплекснолеговані сталі з твердорозчинним та дисперсійним зміцненням.
7. Вперше показано, що підвищення циклічної тріщиностійкості зони
термічного впливу ремонтної наплавки залізничних коліс досягається формуванням
у цій зоні змішаної структури бейніту і мартенситу та ізотермічною витримкою за
температури між точками початку (M ) і кінця (M ) мартенситного перетворення.
f
s
Така витримка сприяє зростанню порога втоми зразка з тріщиною в 1,6 рази,
циклічної в’язкості руйнування – в 1,8 рази за практично незмінної міцності, що
спричинено падінням в ~ 1,5 рази залишкових напружень ІІ роду в об’ємі рейок
бейніту та мартенситу. При цьому відома і модифікована Q-n-P-обробки менш
ефективні.

Практична цінність отриманих результатів.
1. Спроектовано та виготовлено випробувальний стенд, який дає змогу
моделювати пошкодження поверхні кочення коліс в умовах контактної втоми.
Розроблена методологія і засоби дозволяють достовірно прогнозувати
роботоздатність залізничних коліс за результатами лабораторних випробувань
зразків колісної сталі.
2. На основі отриманих результатів досліджень сформульовано відомчий
нормативний документ “Додаткові вимоги до сталей суцільнокатаних високоміцних
залізничних коліс”, погоджений Головним управлінням вагонного господарства
Укрзалізниці. Розроблені нормативи служать основою для створення Технічних
умов на високоміцні залізничні колеса нового покоління.
3. На підставі дослідження закономірностей зміни ресурсних характеристик
колісних сталей, рекомендовано комплекснолеговану сталь з твердорозчинним (Si
4
~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.
4. Обґрунтовано рекомендації для підвищення циклічної тріщиностійкості зони
термічного впливу наплавок, які включені в технічний регламент ремонту
залізничних коліс, розроблений в ІЕЗ НАН України.
5. Отримані результати досліджень впроваджено в навчальний процес кафедри
прикладного матеріалознавства і обробки матеріалів НУ «Львівська політехніка»
при підготовці бакалаврів та магістрів за напрямком 132 «Матеріалознавство» та

136 «Металургія».