Obrabotka Metallov 2010 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (47) 2010 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 25 Рис. 1 . Железнодорожная крестовина с умеренными скоростями. В значительной степени проблема решается путем применения промежуточной вставки из стали 12Х18Н10Т [2-4]. Однако при использовании такого пере- хода не исключается возможность образования трещин в сварных швах. В наибольшей степе- ни эта опасность характерна для шва между рельсовыми окончаниями и промежуточными вставками. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Основным объектом исследования в рабо- те являлись сварные крестовины производства Новосибирского стрелочного завода (НСЗ). Об- разцы были вырезаны в зоне сварных швов и включали в себя все три стали. Структурные исследования образцов проводили на световом микроскопе AxioObserver A1m, растровом элек- тронном микроскопе Zeiss EVO50 XVP с ми- кроанализатором EDS X-Act и просвечивающем электронном микроскопе FEI Tecnai 20 TWIN. Дюрометрические исследования выполняли на микротвердомере ПМТ-3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Проведенные ранее исследования [4] позволя- ютговоритьопричинахразрушениясварногосое- динения между рельсовой и хромоникелевой ста- лями, которые заключаются в формировании в переходной зоне сварного шва высокопрочных а б Рис. 2. Закаленные области в переходной зоне сварного шва со стороны рельсовой стали структур за счет диффузии присутствующих в сплавах элементов из более обогащенных в со- седние обедненные области, а также за счет пере- мешивания свариваемых материалов. Основную роль в формировании неблагоприятной структу- ры играет диффузия углерода из рельсовой ста- ли и хрома из стали 12Х18Н10Т в зону сварного шва. За счет этого в рельсовой стали образуются области, насыщенные хромом, а в хромоникеле- вой – углеродом, что приводит к появлению мар- тенситной структуры даже при медленном охлаж- дении. На рис. 2 представлены закаленные зоны, которые сформировались со стороны рельсовой стали. Проведенные исследования показали, что микротвердость данных зон составляет 4500… 5000 МПа, в то время как уровень микротвердо- сти основного материала равен 2000…2500 МПа. Мартенситная структура со стороны хромонике- левой стали (рис. 3) также характеризуется высо- ким уровнем микротвердости (до 7000 МПа). Анализ фольг, приготовленных из материала переходной зоны «сталь Э76 – сталь 12Х18Н10», на просвечивающем микроскопе свидетель- ствует о формировании сложной структуры. 40 мкм 40 мкм