Регистрация / Вход
Прислать материал

Оценка трещиностойкости образцов стали 20ГФЛ, вырезанных из боковых рам тележек грузовых вагонов, после различных термических обработок

Фамилия
Каримов
Имя
Закир
Отчество
Маратович
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Металловедения и физики прочности
Академическая группа
MT-13-1
Научный руководитель
доц., к.т.н. Белов В.А.
Название тезиса
Оценка трещиностойкости образцов стали 20ГФЛ, вырезанных из боковых рам тележек грузовых вагонов, после различных термических обработок
Тезис

Боковые рамы являются одними из несущих элементов тележек грузовых вагонов железнодорожного состава, которые работают в условиях повышенных динамических нагрузок.

Применение объемно-поверхностной закалки (ОПЗ) быстродвижущимся потоком воды для упрочнения боковых рам является перспективным видом термической обработки, позволяющим существенно повысить их статическую и циклическую прочность. Повышение статической прочности боковых рам в ~1,7 раза после ОПЗ по сравнению с нормализованным состоянием может повлиять на статическую трещиностойкость материала.

Основной целью работы являлось исследование влияния ОПЗ на трещиностойкость и характер разрушения материала боковых рам.

Для оценки трещиностойкости была применена методика испытаний образцов по нелинейному параметру механики разрушения J-интегралу.

Испытания на трещиностойкость материала боковых рам проводили на плоских прямоугольных образцах с надрезом, вырезанных из боковых рам тележек грузовых вагонов, изготавливаемых из стали 20ГФЛ после нормализации и ОПЗ.

Плоские прямоугольные образцы с надрезом вытачивались на токарном станке CKE 6130i с ЧПУ. После чего, на электроискровом отрезном станке Chmer GX-360L с ЧПУ медной проволокой диаметром 0,2 мм на образцах делали надрезы - концентраторы напряжений, глубиной l=1, 2, 3 и 4 мм и шириной e=2 мм.

Испытания на трещиностойкость проводили по схеме трехточечного изгиба на испытательной машине Instron 150 LX со скоростью перемещения активного захвата 0,2 мм/мин и максимальным усилием P = 150 кН. Образование трещины в вершине надреза на плоских прямоугольных образцах регистрировалось по сигналам акустической эмиссии (АЭ). Критическую нагрузку Pc, в момент старта трещины, определяли по АЭ измерениям на специальной установке регистрации АЭ для испытаний на трещиностойкость.

После испытаний проводили фрактографический анализ элементов изломов на сканирующем электронном микроскопе JSM–6610LV (JEOL) при увеличении ×100–2000.

Испытания на трещиностойкость показали, что формирование однородной мелкодисперсной структуры в образцах из боковой рамы стали 20ГФЛ после ОПЗ обеспечивает формирование более однородных вязких изломов и повышает статическую трещиностойкость материала в ~1,5 раза по сравнению с нормализованным состоянием.