Obrabotka Metallov 2010 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ № 2 (47) 2010 24 УДК 621.791 СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВАРНЫХ ШВОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ СТЫКОВОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ЗАГОТОВОК ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ А.А. НИКУЛИНА, канд. техн. наук, доцент, А.А. БАТАЕВ, доктор техн. наук, профессор, А.И. СМИРНОВ, канд. техн. наук, доцент, В.Г. БУРОВ, канд. техн. наук, профессор, НГТУ, г. Новосибирск Статья получена 06 апреля 2010 г. Никулина А.А. – 630092, Новосибирск, Новосибирский государственный технический университет, E-mail: aelita27@mail.ru Основным объектом исследований являлись соединения элементов железнодорожных стрелочных пере- водов, полученные методом стыковой контактной сварки. Проведены структурные исследования сварных швов на различных масштабных уровнях, определена микротвердость структурных составляющих. Анализ результатов выявил наличие высокопрочных структур в переходной зоне сварного шва, которые являются главной причиной образования хрупких трещин при эксплуатации стрелочных переводов. Ключевые слова : разнородные стали, сварка, структура. In the article the welded joints of railway element were studied. It was found that the main reason of destruction of the switches is martensite structure formed at welding. Martensite is the brittle, high-strength and high-hardness structure, thus has low plasticity. It causes high level of internal stresses in the welded joint, which give rise to cracking and further final destruction. Key words : heterogeneous steels, welding, structure. ВВЕДЕНИЕ Особенности сварки разнородных сталей свя- заны с различным структурным состоянием и хи- мическим составом соединяемых деталей. При сварке сталей аустенитного и перлитного клас- са следует учитывать также различные условия охлаждения после формирования сварного шва. В связи с ростом уровня механической на- грузки, прикладываемой к рельсам, и необхо- димостью существенного повышения скорости движения поездов резко возрастают требования к надежности важнейших элементов железнодо- рожного пути, в том числе к стрелочным пере- водам. Технология их изготовления должна обе- спечивать высокий уровень прочностных свойств и трещиностойкости применяемых материалов. В значительной степени это требование отно- сится к сварным швам современных стрелочных переводов. В процессе получения железнодо- рожных крестовин (рис. 1) по технологии, пред- ложенной авторами патента [1], образуется два шва: между сталями 12Х18Н10Т и Э76 (рельс), а также между сталями 12Х18Н10Т и 110Г13Л (крестовина). Комбинированная конструкция, включающая крестовину и рельсовые окончания, является достаточно сложной с точки зрения по- лучения качественного соединения, так как сталь Гадфильда (110Г13Л) относится к трудносварива- емым. После сварки эта сталь должна ускоренно охлаждаться с целью исключения формирования карбидной сетки по границам аустенитных зерен. Для рельсовой же стали необходимо охлаждение