Сталь для колісних центрів

Сталь для колісних центрів, що містить вуглець, марганець, кремній, фосфор, сірку, нікель, хром, мідь, залізо, яка відрізняється тим, що до 3 92434 4 гезивному та абразивному зношуванню і термічлення дисперсних карбідів, підвищити рівень уданою стійкістю. рної в'язкості і втомленої міцності. Однак відома сталь має недостатні показники При меншій ніж визначено (0,12%) в складі сплаву утворюється надмірна надійність центрів з такої сталі в експлуатації. кількість карбідів, що знижує рівень ударної в'язкоВ основу винаходу поставлено завдання підсті і втомленої міцності. вищення службових характеристик сталі для вигоПри вмісті кремнію нижче нижньої межі товлення колісних центрів за рахунок підвищення (0,60%) - утворюються силікокантів сталі, що забезпечить підвищення експлуатарбіди, що різко підвищують крихкість і знижують ційної надійності колісних центрів. в'язкість сталі. Поставлене завдання вирішується тим, що Вміст марганцю в кількості 0,60-0,90% підвисталь для виготовлення колісних центрів, що місщує зносостійкість і в'язкість сталі, внаслідок збітить, вуглець, марганець, кремній, фосфор, сірку, льшення в структурі сталі кількості легованих кархром, нікель, мідь, залізо відповідно, додатково бідів. Вміст марганцю нижче нижньої межі різко містить титан, при такому співвідношенні компонезнижує його позитивний вплив на структуру і власнтів, мас.%: тивості сталі, а підвищення його вмісту вище завуглець 0,35-0,42 значеного значення приводить до утворення в марганець 0,60-0,90 структурі сталі великої кількості аустеніту, що зникремній 0,35-0,60 жує твердість і зносостійкість сталі. титан 0,09-0,12 Вміст у сталі таких елементів як хром, нікель хром 0,15-0,25 та мідь в кількості до 0,25%, що використовуються фосфор 0,010-0,015 як домішки, і значного легуючого впливу не мають. сірка 0,07- 0,010 Підвищення у складі сталі кількості нікелю, або нікель 0,15-0,25 хрому більше ніж 0,25% приведе до утворення мідь 0,10-0,25 дуже твердих карбідів, що вплине на зменшення залізо решта, рівня втомленої міцності, а підвищення у названопри цьому виконується співвідношення: му співвідношенні компонентів вмісту міді приведе до появи такою дефекту, як красноломкість. За рахунок вмісту у складі сталі приблизно C 0,49 Ti 0,82 0,01% сірки і 0,015% фосфору утворюється незнаMn чна кількість сульфідів і фосфідів, яка не здійснює негативного впливу на властивості сталі. ПодальСутність винаходу в тому, що одночасне змеше зниження вмісту сірки і фосфору не дає істотншення вмісту вуглецю та збільшення вмісту марного ефекту, але значно удорожчує сталь. ганцю в порівнянні з відомою сталлю, забезпечуЦентри для коліс локомотивів виготовляли меють підвищення показників конструктивної міцності тодом прокатки в колесопрокатному цеху заводу до в=750 Мпа, т=460 Мпа при збереженні доста«Інтерпайп-НДТЗ». Сталь для виробництва тньої пластичності. центрів виплавляли у мартенівському цеху того ж Виконання співвідношення цих компонентів з підприємства. C Після виплавки сталі її сифонним способом додатковим титаном - 0,49 Ti 0,82 - в поMn розливали по виливницям і одержували стандартрівнянні із складом відомої сталі дозволяє утворині зливки круглого перерізу, призначені для виробти структуру, що забезпечує підвищення міцності ництва залізничних коліс. На багатосупортних стата в'язкості запропонованої сталі, у результаті чого нках зливки розрізали на індивідуальні заготовки, утворюється стабільно високий рівень властивосякі після нагрівання у кільцевій печі, піддавали тей по усьому перерізу колісного центру, що піддеформуванню на пресо-прокатній лінії. Після завищує експлуатаційну надійність. кінчення деформування і термічної обробки готові Внаслідок зменшення співвідношення вказалокомотивні центри охолоджували і передавали них компонентів, ніж 0,49 не забезпечуються необдо лабораторії для вирізки зразків і проведення хідні показники конструктивної міцності в, т, -1, а випробувань. збільшення співвідношення названих компонентів Виготовлено заготовки центрів зі сталіза межу 0,82 приводить до утворення у структурі прототипу та запропонованої сталі в кількості надмірної кількості карбідів, що надає сталі крихтрьох плавок і проведені їх випробування, резулькості. тати яких наведено в таблицях 1, 2. Додаткове модифікування сталі титаном в кіМеханічні випробування заготовок проводилькості 0,09-0,12% дозволяє одержати потрібну лись на універсальному пристрої UTS-100 при морфологію структури сплаву: подрібнення аустезнакопостійному циклі напружень. нітних зерен та рівномірне утворення і розподі 5 92434 6 Таблиця 1 Плавка Склад, %мас. № 1 - прототип 2 3 4 С 0,21 0,37 0,39 0,40 Μn 0,52 0,65 0,62 0,71 Si 0,24 0,38 0,40 0,45 Ρ 0,028 0,022 0,023 0,024 S 0,032 0,018 0,015 0,017 Cr 0,17 0,15 0,13 0,15 Ni 0,15 0,13 0,14 0,15 Сu 0,12 0,11 0,12 0,10 Ті 0,10 0,05 0,15 Втомлена міцність, Мпа σ-ι 280 380 300 290 Таблиця 2 Марка сталі в, Прототип Запропонована сталь KCU+20; Дж/см2 Механічні характеристики Мпа 440 750 т, Мпа 245 460 Зразок 3 має знижений рівень втомленої міцності внаслідок малої кількості дисперсних карбідів в структурі сплаву при малому вмісті титану. У структурі сплаву 4 внаслідок підвищеної кількості титану зерна аустеніту мають кордони, насичені карбідами титану, що знижує рівень показників при випробуваннях. Кращі результати, одержані при випробуваннях заготовки з плавки 2, яка містить до 0,10 титану. З наведеного в таблицях видно, що найбільш висока втомлена міцність запропонованої сталі приводить до підвищення експлуатаційної надійності колісного центру. Таким чином, запропонована сталь для виготовлення колісних центрів, що має відповідний Комп’ютерна верстка О. Гапоненко ,% 21,0 22,0 ,% 30,0 32,0 Втомлена міцність -1, ΜΠα 46,0 49,0 280 380 винаходу склад, має кращі показники конструктивної міцності (табл. 1 і 2) Запропонована сталь має підвищені міцність, в'язкість, втомлену міцність, а також оптимальні характеристики втомлюваності, швидкість зародження і зростання тріщин. При цьому ці властивості характерні для металу всіх елементів колісного центра. Практичні досліди підтвердили, що центри виготовлені з запропонованої сталі мають переваги над центрами, виготовленими із відомої сталі, (табл. 1) Сталь для виготовлення колісних центрів, за рахунок підвищення втомленої міцності та стійкості проти утворення і росту тріщин, забезпечила високу експлуатаційну надійність колісних центрів. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601