ВЛИЯНИЕ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА НА СТРУКТУРУ КОЛЕСНОЙ СТАЛИ  В ПРОЦЕССЕ РЕМОНТА

 

Жуков Д.А., Иванов И.А., Соболев А.А. (ПГУПС, г. Санкт-Петербург, РФ)

 

In this article the influence of induction treatment on the structure of the wheel’s steel during the repairs.

 

Цельнокатаные колеса являются тяжелонагруженной частью подвижного состава, напрямую отвечающей за безопасность движения. Надежность и долговечность колес определяется их структурой, которая, в свою очередь зависит от технологии ремонта. Поэтому, выбор оптимальной технологии ремонта колес повышает уровень безопасности и эффективность эксплуатации объектов железнодоржного транспорта.

Были проведены исследования колесной и бандажной стали в состоянии поставки и после циклической термообработки (ЦТО) на установке ТВЧ. ЦТО проводилась с индукторами конструкции ЛИИЖТа в электродепо «Дачное».

При сравнительном анализе использовался метод растровой электронной микроскопии (РЭМ) и локальный рентгеноспектральный анализ (ЛРСА) с использованием растрового электронного микроскопа-рентгеновского анализатора Камебакс SX-50 (Франция). Исследования проводились на поверхности микрошлифов и изломов образцов после испытания на ударный изгиб во ВНИИЖТе.

На рис.1 показана микроструктура колесной стали в состоянии поставки.

 

                        

  

Рисунок 1-Микроструктура колесной стали в зоне гребня в состоянии поставки. Увеличение 1000. Растровый электронный микроскоп

 

На рис.2 представлено изменение микроструктуры колесной стали по мере удаления от поверхности после ТЦО в ЛИИЖТе. Кардинальное изменение микроструктуры проявляется на глубину до 2 мм. В этом диапазоне структура представляет собой дисперсный сфероидизированный сорбит. Мелкозернистая структура в сочетании с повышенной твердостью придает колесной стали оптимальный комплекс механических свойств в пределах допустимой твердости. Изменение структуры наиболее полно протекает на поверхности колеса. Это объясняется спецификой индукционного нагрева ТВЧ. Наиболее полное изменение структуры протекает в зонах, претерпевших полную аустенитизацию в процессе нагрева.

 

  

 

0,5 мм                                      1 мм

 

  

 

2 мм                                       4 мм

 

  

 

6 мм                                     10 мм

 

Рисунок 2-  Микроструктура колесной стали в зоне гребня после ТЦО в зависимости от расстояния от поверхности.

Увеличение 1000. Растровый электронный микроскоп.

 

Следует также отметить, что получаемая в результате ЦТО структура – сорбит является неравновесной, т. к. образуется при ускоренном охлаждении. Возникающие при образовании сорбита сжимающие напряжения оказывают позитивное влияние на работоспособность поверхности колеса. В результате повышается надежность работы колеса по случайным отказам (выщербины, сколы и т.д.) и, как следствие повышается безопасность эксплуатации подвижного состава.

Рациональное использование технологии индукционного нагрева колес при ремонте позволит повысить эффективность использования подвижного состава за счет заметного снижения количества закупок новых колесных пар.

 

Список использованных источников

1.    Восстановление профиля катания колесных пар. Уч. пособие / Богданов А.Ф., Иванов И.А., Ситаж М. -СПб: ПГУПС. -2000. -128 с.