Бабаченко О. І. Наукові основи впливу структурного стану на надійність і довговічність суцільнокатаних залізничних коліс та бандажів

Об'єкт дослідження-процес формування структурного стану феритно-перлітних сталей при гарячій деформації і подальшій термічній обробці, його вплив на властивості сталі. Мета дисертаційної роботи: підвищення надійності та довговічності суцільнокатаних залізничних коліс і бандажів на підставі керування процесами структуроутворення феритно-перлітних сталей шляхом удосконалення їх хімічного складу та оптимізації параметрів деформаційної та термічної обробки. Методи дослідження: світлова та скануюча електронна мікроскопія використана при дослідженні структурного стану сталей; рентгеноструктурний аналіз - при дослідженні тонкою структури сталей; локальний рентгеноспектральний аналіз - при дослідженні складу неметалевих включень, дилатометричний метод - при дослідженні перетворень аустеніту при безперервному охолодженні; механічні випробування - при визначенні механічних властивостей, методи математичної статистики-при обробці експериментальних даних. Теоретичні і практичні результати: Розроблено та науково обґрунтовано хімічний склад сталі та технологічні параметри деформаційної та термічної обробки залізничних коліс та бандажів, які забезпечують підвищення показників надійності і довговічності та зменшення витрат на виробництво. Розроблено методику визначення в'язкості руйнування залізничних коліс. Наукова новизна: вперше встановлено закономірності фазових перетворень при безперервному охолодженні сталі для залізничних коліс з підвищеним вмістом кремнію.Вперше встановлено нелінійну залежність глибини мартенситного шару, який утворюється при гальмуванні залізничних коліс і визначає їх стійкість до утворення на поверхні кочення дефектів термічного походження, від вмісту в них вуглецю. Вперше одержано залежності критичного коефіцієнта інтенсивності напружень при циклічному навантаженні (циклічної в'язкості руйнування) Кfc феритно-перлітних сталей від швидкості охолодження з аустенітного стану і вмісту вуглецю. Ступінь упровадження: розроблено та впроваджено в умовах ПАТ "ІНТЕРПАЙП НТЗ" технологію термічної обробки бандажів, виготовлених із вакуумованої сталі, без використання протифлокенної обробки. Фактичний економічний ефект склав 74грн/т (за цінами 2009 року). В умовах ПАТ "ІНТЕРПАЙП НТЗ" розроблено технологію виробництва залізничних коліс з підвищеним вмістом кремнію, що забезпечує підвищення їх стійкості до утворення дефектів на поверхні кочення на 44%; розроблено новий спосіб прискореного охолодження бандажів та технологічні параметри їх термічної обробки, що забезпечують підвищення зносостійкості. Сфера використання: виробництво виробів із вуглецевих сталей на металургійних підприємствах.