Про концепцію вибору сталей для високоміцних залізничних коліс

Abstract

За результатами статистичного аналізу експлуатаційних пошкоджень високоміцних залізничних коліс та відповідних лабораторних досліджень колісних сталей встановлено, що переважна більшість з них – це вищербини і повзуни на поверхні кочення. Тому необхідно змінити концепцію вибору сталі для високоміцних коліс: враховувати не тільки її характеристики міцності і твердості (зносотривкості), а й опірність тріщиноутворенню за умов контактної втоми. Вона повинна базуватися на підходах структурної механіки втомного руйнування і передбачати створення високоміцних колісних сталей з пониженим вмістом вуглецю і підвищеними характеристиками циклічної тріщиностійкості в умовах нормального відриву і поперечного зсуву.

На основании результатов статистического анализа эксплуатационных повреждений высокопрочных железнодорожных колес и соответствующих лабораторных испытаний колесных сталей выявлено, что преимущественно это выщербины и ползуны на поверхности катания. Сделан вывод о необходимости смены концепции выбора стали для высокопрочных колес: нужно учитывать не только ее характеристики прочности и твердости (износостойкости), а также сопротивляемость трещинообразованию в условиях контактной усталости. Она должна базироваться на подходах структурной механики усталостного разрушения и предусматривать создание колесных сталей с пониженным содержанием углерода и повышенными характеристиками циклической трещиностойкости в условиях нормального отрыва и поперечного сдвига.

Based on statistical analysis of operational damages for high-strength railway wheels and relevant laboratory investigations of wheel steels it is shown that dominating majority of these damages are spallings and flats on the rolling surface. It is necessary to change the concept of selection of wheel high-strength steel: both its strength and hardness (wear resistance) and also its crack growth resistance under contact fatigue must be taken into account. It must be based on the approaches of microstructural fracture mechanics and provide the manu facture of wheel steels with lower carbon content and higher fatigue crack growth resistance characteristics under mode I and mode II fracture.