Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 70 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 621.74.019:621.747.58 ПОЛУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ БЕЙНИТА РЕГУЛИРУЕМОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ СТАЛИ 20ГФЛ Е.О. ЧЕРТОВСКИХ 1 , инженер-технолог А. В. ГАБЕЦ 1 , канд. техн. наук, директор по развитию Д.А. ГАБЕЦ 2 , аспирант А.М. МАРКОВ 2 , доктор техн. наук, профессор Г.А. ОКОЛОВИЧ 2 , доктор техн. наук, профессор П.Н. КОМАРОВ 3 , аспирант ( 1 ООО «АСЛЗ», г. Барнаул, 2 АлтГТУ, г. Барнаул, 3 НГТУ, г. Новосибирск ) Поступила 22 февраля 2016 Рецензирование 29 апреля 2016 Принята к печати 15 мая 2016 Чертовских Е.О. - 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46, Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, e-mail: chertovskih13@gmail.com Рассмотрены недостатки существующего режима нормализации с отжигом 1-го рода крупногабаритных железнодорожных деталей из стали 20ГФЛ. Получено повышение ударной вязкости путем регулируемой закалки воздухом на бейнитную структуру с применением ортогональной матрицы планирования по 15 ре- жимам. Определен интервал допустимой твердости для обеспечения значения ударной вязкости не менее 20 Дж/см 2 . Рассчитаны регрессионные уравнения – полиномы 2-й степени для определения ударной вязко- сти KCV –60 , твердости, микротвердости структурных составляющих в виде феррита, легированного феррита, перлита. Предложен сложный цикл термической обработки для массивных железнодорожных деталей с со- хранением внутренней энергии отливки для рекристаллизации. Ключевые слова: низкоуглеродистая сталь, ферритно-перлитная структура, бейнит, ударная вязкость, микротвердость. DOI: 10.17212/1994-6309-2016-2-70-79 Введение Применяемый способ термообработки стали 20ГФЛ для деталей тележки грузового вагона остается постоянным на протяжении 50 лет, при этом в последнее время отмечена тенденция ро- ста требований к хладостойкости стали из-за из- ломов ходовых частей (рис. 1). Детали грузовой тележки – рама боковая и балка надрессорная – испытывают воздействие статических и динами- ческих нагрузок с частотой 2 Гц при тензорном напряжении в продольном направлении 150 МПа и в поперечном 200 МПа. Температура эксплуа- Рис. 1. Тележка грузового вагона тации изменяется от –60 до +50 о С. Воздействие интенсивных нагрузок и температуры приводит к формированию быстро развивающихся уста-