РОЗРОБКА РОЗРАХУНКОВОЇ МОДЕЛІ ЗМІНИ ТЕМПЕРАТУРИ РЕЙКОВОЇ СТАЛІ К76Ф ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ
DOI:
https://doi.org/10.15407/scine17.04.025Ключові слова:
залізнична рейка, твердість, прожарювання , математична модель , швидкість охолодженняАнотація
Вступ. Умови експлуатації залізниць України, перспектива входження їх до міжнародної системи транспортних коридорів, вимагають розвитку та модернізації залізничної колії, зокрема й рейок.
Проблематика. З огляду забезпечення основної експлуатаційної характеристики рейок — зносостійкості, нормативно-технічна документація регламентує твердість. Найпрогресивніший Європейський стандарт EN 13674-1-2011 визначає рівень твердості головки рейки на глибині 20 мм не менше 321 НВ, а ДСТУ 4344:2004 — мінімум 321 НВ на
глибині 11. При цьому, згідно з EN 13674-1-2011, на поверхні рейки твердість має бути не менше 405 НВ без утворення структур гарту.
Мета. Визначити можливості досягнення твердості без структур гартування в головці рейки зі сталі 0,80 % C, 0,25 % Si, 0,97 % Mn, 0,055 % V (далі К76Ф) рівня світових вимог на підставі експерименту на прожарюваність (за Джоміні, ГОСТ5657) та розрахунків за допомогою моделі; визначення раціональної швидкості охолодження сталі К76Ф при термічній обробці.
Матеріали й методи. Матеріал: рейкова сталь К76Ф з 0,80 % C, 0,25 % Si, 0,97 % Mn, 0,055 % V. Методики: металографічні дослідження, вимірювання твердості, визначення прожарюваності методом торцевого загартування, моделювання за допомогою математичного розрахунку в середовищі програмного комплексу термообробки QForm.
Результати. Змодельовано зміну температури, формування структури та твердості по перерізу зразка для випробувань на прожарюваність за ГОСТ5657 зі сталі К76Ф. Експериментально встановлено зміну твердості та мікроструктури залежно від відстані до поверхні тепловідводу, визначено швидкість охолодження у точках, твердість у яких відповідає вимогам EN 13674-1-2011 до рейок.
Висновки. Аналіз адекватності моделі показав її високу точність та збіжність експериментальних результатів з розрахунковими. Встановлено можливість досягнення вимог EN 13674-1-2011 до рівня твердості 405 НВ без утворення голчастих структур на сталі, яка відповідає за хімічним складом К76Ф згідно ДСТУ 4344: 2004.
Посилання
Podolskyi, R. V., Deineko, L. N. (2019, May). Determination of ways to increase the operational stability of the railway track. Proceedings of the All-Ukrainian Scientific and Technical Conference of Students and Young Scientists “Young Academy 2019” (May 18, 2019, Dnipro), 82. Dnipro [in Russian].
Podolskyi, R. V., Safronova, O. A., Babachenko, O. I., Kononenko, G. A. (2020, March). Investigation of the influence of heat treatment on the formation of the microstructure and hardness of experimental rail steels. Proceedings of the XI All-Ukrainian Conference of Young Scientists “Young Scientists — 2020” (March 16, 2020, Dnipro), 53—56. Dnipro [in Ukrainian].
Podolskyі, R. V., Deineko, L. M. (2020, May). Determination of further areas to increase the operational reliability of the new generation of railway tracks. Proceedings of the All-Ukrainian Scientific and Technical Conference of Students and Young Scientists “Young Academy 2020” (May 12, 2020, Dnipro), 59. Dnipro [in Ukrainian].
Babachenko, O. I., Kononenko, G. A., Filonenko, N. Yu., Khulin, A. Yu. (2018). Development of a mathematical model for calculating the thermal field at the cross section of the railway rail during heat treatment. Construction, materials science, mechanical engineering, 100, 31—35 [in Ukrainian].
DSTU 4344: 2004. Rails are common for wide gauge railways. General technical conditions. Kyiv, 2005. 31 p. [in Ukrainian].
GOST R 51685-2013. Railway rails. General technical conditions (EN 13674-1: 2011, NEQ). Moscow, 2014. 96 p. [in
Russian].
EN 13674-1: 2011 (E). Railway applications — Track — Rail — Part 1: Vignole railway rails 46 kg / m and above. Brussels, 2011. 108 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Положення про авторські права Автори, які публікуються у журналі «Наука та інновації», погоджуються на такі умови: Автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації. Автори можуть вступати в окремі, додаткові договірні угоди для не ексклюзивного розповсюдження надрукованої у журналі «Наука та інновації» версії своєї роботи (статті) (наприклад, розмістити її в інституційному сховищі або опублікувати в своїй книзі), із підтвердженням її первинної публікації у журналі «Наука та інновації». Авторам дозволено розміщувати свою роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їх веб-сайті).
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
