Структура та механічні властивості зони термічного впливу відновлених залізничних коліс

Abstract

За результатами дослідження впливу термічної обробки сталі 65Г, яка моделює термодеформаційний цикл відновлювального наплавлення залізничних коліс, встановлено, що підвищити опірність крихкому руйнуванню металу колеса в зоні термічного впливу до рівня основного металу можна формуванням у ній бейнітно-мартенситної структури і витримкою 2…3 h при 100°С під час його охолодження після наплавлення. Така витримка сприяє зростанню пластичності металу в 1,8 рази, ударної в’язкості – в 2–3 рази, порога втоми зразка з тріщиною – в 1,6 рази, циклічної в’язкості руйнування – в 1,8 рази за практично незмінної міцності. Це спричинено падінням в ~ 1,5 рази напружень ІІ роду і локальних деформацій в об’ємі рейок бейніту та мартенситу.

На основании результатов исследования влияния термической обработки стали 65Г, которая моделирует термодеформационный цикл восстановительной наплавки железнодорожных колес, выявлено, что повысить сопротивляемость хрупкому разрушению металла колеса в зоне термического влияния до уровня основного металла возможно формированием в этой зоне бейнитно-мартенситной структуры и выдержкой в процессе его охлаждения после наплавки 2...3 h при 100°С. Это способствует росту пластичности металла в 1,8 раза, ударной вязкости – в 2–3 раза, порога усталости образца с трещиной – в 1,6 раза, циклической вязкости разрушения – в 1,8 раза при практически неизменной прочности. Это обусловлено снижением в ~1,5 раза напряжений ІІ рода и локальных деформаций в объеме реек бейнита и мартенсита.

Based on study of the effect of 65Г steel heat treatment, which simulates termodeformation cycle under reconstruction welding of railway wheels, it is shown that increase of the resistance to brittle fracture of metal in the wheel heat-affected zone to the level of base metal may be caused by the formation in this zone of the bainite-martensite structure and exposure 2...3 h at 100°C during welded wheel cooling. Such exposure improves metal plasticity in 1.8 times, impact toughness – in 2...3 times, fatigue threshold of cracked specimen in – 1.6 times, cyclic fracture toughness –in 1.8 times at almost constant strength. This is due to the ~1.5 fold reduction of the second kind stresses and local strain in the volume of bainite and martensite rails.