Анализ макро- и микроструктуры железнодорожных колес, изготовленных различными способами производства

Abstract

RU: Цель. Сравнительные исследования макро- и микроструктуры литого колеса и цельнокатаного. Методика. Анализировали макро- и микроструктуру железнодорожных колес класса С, изготовленные по стандарту М-107/М-208 производства компании Griffin Wheel и цельнокатаные колеса из стали марки 2, изготовленные по ГОСТ 10791-2011 производства ПАО «ИНТЕРПАИП НТЗ». Результаты. Выполнены исследования макро- и микроструктуры литых и цельнокатаных железнодорожных колес. Ввиду особенностей производства литых колес (кристаллизуется обод колеса, подпитываемый жидким металлом через диск, потом кристаллизуются диск и ступица), все наблюдаемые в стальном слитке дефекты литой структуры (направленная дендритная структура, усадочные поры, скопление легирующих и примесных элементов), наблюдаются и в каждом элементе литых железнодорожных колес. Показано, что загрязненность неметаллическими включениями литых колес превышает 3 балл, присутствуют поры, выражена ликвация, микроструктура неоднородна. Микроструктура всех элементов литого колеса состоит из перлита, имеет неоднородное строение - сильно- и слаботравящиеся полосы (участки), что объясняется наличием дендритной ликвации. В цельнокатаных колесах загрязненность включениями не превышала 2 балл, пор не наблюдали, микроструктура однородная. Научная новизна. Показано, что загрязненность неметаллическими включениями литых колес превышает 3 балл, присутствуют поры, выражена ликвация, микроструктура неоднородна. В цельнокатаных колесах загрязненность включениями не превышала 2 балл, пор не наблюдали, микроструктура однородная Практическая значимость. Цельнокатаные железнодорожные колеса обладают большей эксплуатационной надежностью, так как по показателям макро- и микроструктуры их качество значительно выше по сравнению с аналогичными показателями литых колес.

UK: Мета. Порівняльні дослідження макро- і мікроструктури литого колеса і суцільнокатаного. Методика. Аналізували макро- і мікроструктуру залізничних коліс класу С, виготовлених за стандартом М-107/М-208 виробництва компанії Griffin Wheel і суцільнокатані колеса зі сталі марки 2, виготовлених за стандартом ГОСТ 10791-2011 виробництва ПАТ «ІНТЕРПАИП НТЗ». Результати. Виконано дослідження макро- і мікроструктури литих і суцільнокатаних залізничних коліс. Зважаючи на особливості виробництва литих коліс (кристалізується обод колеса, з підживленням рідким металом через диск, потім кристалізуються диск і маточина), всі спостережувані в сталевому слитку дефекти литої будови (спрямована дендритна структура, усадочні пори, скупчення легуючих і домішкових елементів), спостерігаються і в кожному елементі литих залізничних коліс. Показано, що забрудненість неметалевими включеннями литих коліс перевищує 3 бал, присутні пори, виражена ліквація. Мікроструктура всіх елементів литого колеса складається з перліту, має неоднорідне будову - смуги (ділянки), що травляться більш сильно і більш слабо, що пояснюється наявністю дендритної ліквації. У суцільнокатаних колесах забрудненість включеннями не перевищувала 2 бал, пори не спостерігали, мікроструктура однорідна. Наукова новизна. Показано, що забрудненість неметалевими включеннями литих коліс перевищує 3 бал, присутні пори, виражена ліквація, мікроструктура неоднорідна. У суцільнокатаних колесах забрудненість включеннями не перевищувала 2 бал, пор не спостерігали, мікроструктура однорідна. Практична значимість. Суцільнокатані залізничні колеса більш експлуатаційно надійні, так як за показниками макро- і мікроструктури їх якість значно вище в порівнянні з аналогічними показниками литих коліс.

EN: Purpose. The comparative studies of macro- and microstructure of the cast and all-rolled wheels. Methodology. The analysis of the macro- and microstructure of class C railway wheels, made according to the standard M-107 / M-208 manufacture by GriffinWheel, and all-rolled wheels of steel grade 2, made in accordance with ГОСТ 10791 - 2011 manufacture of PJSC «Interpipe NTRP». Findings. The macro- and microstructure studies of cast and all-rolled railway wheels have been carried out. Due to the features manufacture of the cast wheels (at first a rim crystallizes that is filled with liquid metal through a disk, then the disk and hud crystallize) all defects of cast structure (directional dendritic structure, shrinkage cavities, segregation of alloying and impurity elements) are observed in each elements of the cast railway wheels. It has been shown that contamination by non-metallic inclusions of cast wheels is more than 3 points, there are pores, expressed segregation and microstructure is heterogeneous. The microstructure of all elements of the cast wheel consists of pearlite. It has heterogeneous structure - strongly and weakly etched streaks (areas) due to the presence of dendritic segregation. The solid wheels’ contamination by non-metallic inclusions did not exceed 2 points, pores are not observed. Their microstructure is homogeneous. Originality. It has been shown that contamination by non-metallic inclusions of the cast wheels is more than 3 points, there are pores, expressed segregation, and microstructure is heterogeneous. The contamination by non-metallic inclusions of the all-rolled wheels does not exceed 2 point, pores are not observed, and their microstructure is homogeneous. Practical value. The all-rolled railway wheels have greater operational reliability, so long as their quality is significantly higher by parameters of macro- and microstructure compared with those characteristic of the cast wheels.