Регистрация / Вход
Прислать материал

КАНВ, как возможная причина излома рамы тележки грузового вагона

ФИО: Садыков Ф.З. у.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: к.т.н., доц. Котельников Георгий Иванович

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Металлургии стали и ферросплавов

Академическая группа: ММЧ-13-3

В настоящее время на территории СНГ в качестве тележки грузового вагона используется тележка модели 18-100 и ее модификации. Одним из основных компонентов этой конструкции является «рама боковая», т.к. она объединяет в единую систему надрессорную балку, рессорное подвешивание, колесные пары с буксовыми узлами и навесное тормозное оборудование. Несмотря на улучшение конструкции и технологии изготовления боковой рамы аварии на железных дорогах из-за её излома только увеличиваются. Согласно статистике в 2013 году произошло 35 случаев излома боковой рамы.

В данной работе сделано предположение, что боковые рамы ломаются из-за коррозионно-активных неметаллических включении (КАНВ), т.к. по статистике основное количество изломов приходит на самый влажный период года: на март и февраль. КАНВ часто содержат оксид кальция. Эти кальцийсодержащие включения имеют возможность контактировать с водой. Они могут отчасти растворятся в ней, а отчасти превращаться в твердые кристаллогидраты. После полной гидратации таких включений их объём может вырасти почти вдвое.

Поэтому, взаимодействуя с водой, алюмокальциевые включения растут и создают в металле растягивающие напряжения, достаточные для пластической деформации металла. Деформированный металл интенсивно окисляется и вблизи включения возникают микротрещины, которые могут привести к излому рам.

Идентификация КАНВ в образце была произведена с помощью электронного микроскопа и оптического микроскопа. Перед этим поверхность шлифа смачивали дистиллированной водой. Анализ изображения под микроскопом (рис. 1) показывает, что образцы материала боковой рамы тележки грузовых вагонов содержат КАНВ.

Рисунок 1 – Результат взаимодействии КАНВ с дистиллированной водой

Присутствие в стали незначительного количества КАНВ различного типа может приводить к ускоренной коррозии металла на границе «металл-включение» и разрушению рам в короткие сроки.

Один из способов устранения этой проблемы – замена кальция при раскислении на другой элемент, скорее всего, на РЗМ. Можно также использовать регламентированные добавки РЗМ вместе с кальцием.