Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 411 От физико-механических свойств материала колпака скользуна во многом зависит долговечность и величина межремонтного пробега грузового вагона. Материал колпака должен обеспечивать его высокие прочностные и трибологические свойства при тяжелых условиях эксплуатации. В настоящее время широко используются два типа колпаков: - литой, изготовленный из сталей: 20ГЛ, 20ГФЛ (ГОСТ 977-88); - штампосварной, из сталей: 09Г2С, 09Г2Д, (ГОСТ 1928-89). Используемые материалы для изготовления колпака скользуна не в полной мере обеспечивают требуемый уровень эксплуатационных характеристик, а это приводит к сокращению нормативного межремонтного пробега грузового вагона. Одним из наиболее перспективных вариантов модернизации тележки является использование более износостойких сплавов Fe-C. Альтернативным материалом для замены существующих не обеспечивающих требования по износу и циклической стойкости может стать износостойкий чугун ЧМН-35М [2]. Износостойкие чугуны обладают улучшенным комплексом основных физико- механических и служебных свойств, меньшей склонностью к разрушению, а также более высоким уровнем сопротивления ударного и длительного циклического воздействия. В результате выполнения комплекса исследований по выплавке и оценке основных характеристик была разработана новая композиция чугуна для отливки деталей тележки грузового вагона. При выпуске расплав дополнительно обрабатывается комплексным модификатором, содержащим цирконий, барий, кальций и алюминий Разработана новая марка чугуна условной марки ЧМН-35М, химический состав и механические свойства которого приведены в таблицах 1 и 2. Таблица 1 Химический состав чугуна марки ЧМН-35М Таблица 2 Механические свойства чугуна марки ЧМН-35М По результатам исследования образцов чугуна, полученного при легировании синтетического серого чугуна марки CЧ35 никелем и молибденом, c последующей обработкой расплава модификатором «Z-GRAPH®T», установлено, что чугун марки ЧМН- 35М обеспечивает заданные параметры по химическому составу, механическим свойствам и структуре. При этом средний показатель временного сопротивления на разрыв составил свыше 380 Н/мм 2 при средней твердости 285 НВ. Микроструктуру чугуна для колпака скользуна исследовали на шлифах, изготовленных из рабочей поверхности. Исследование приводилось на инвертированном микроскопе при увеличениях х100 и х500. Просмотр шлифов, в нетравленом виде, позволил идентифицировать графитную фазу (рис. 2 а). Марка чугуна Массовая доля элементов, % С Si Mn Мо Ni Сr Cu P S не более ЧМН-35М 2,5÷2,8 1,3÷1,5 0,7÷1,0 0,6÷0,9 0,5÷0,8 ≤0,3 ≤0,3 ≤0,2 ≤0,1 Марка чугуна Временное сопротивление при растяжении, МПа, (кгс/мм 2 ), не менее Твердость по Бринеллю не менее не более ЧМН-35М 350 (35) 250 300