ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ТЕХНОЛОГИЯ • ОБОРУДОВАНИЕ • ИНСТРУМЕНТЫ
Print ISSN: 1994-6309    Online ISSN: 2541-819X
English | Русский

Последний выпуск
Том 20, № 4 Октябрь - Декабрь 2018

Влияние нормализации на структуру и механические свойства алюминотермитных сварных соединений рельсов

Выпуск № 1 (70) Январь - Март 2016
Авторы:

Тихомирова Людмила Борисовна,
Ильиных Андрей Степанович,
Галай Марина Сергеевна,
Сидоров Эдуард Сергеевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1994-6309-2016-1-60-66
Аннотация
Рассматриваются вопросы повышения качества сварных соединений рельсов, полученных алюминотермитной сваркой. Приведен анализ причин выхода из строя алюминотермитных сварных соединений рельсов. Изложены результаты экспериментального исследования влияния нормализации на твердость и структуру металла головки сварных соединений рельсов. Установлено, что без термической обработки сварных швов рельсов в зоне сплавления сварного шва и металла рельса наблюдается резкое увеличение твердости с 24 до 38 HRC, что подтверждается микроструктурным анализом разницей в зернистости металла в зонах сварного шва и термического влияния. В зоне сварного шва  металл имеет игольчатую дендритную структуру, в зоне термического влияния – крупнозернистую структуру. Вследствие неоднородности структуры сварного соединения вероятность возникновения трещин на границе сплавления сварного шва и металла очень высока.

Установлено, что нормализация алюминотермитных сварных соединений головки рельсов при температурах 850…900 °С обеспечивает формирование ферритно-перлитной структуры в зоне сварного шва. В зоне термического влияния (за границей сплавления) образуется мелкозернистая структура металла с твердостью, близкой к твердости основного рельса, что является следствием устранения вредного влияния перегрева металла при сварке. Отмечено, что термообработка сварных соединений головки рельсов мало изменяет механические свойства, в частности твердость, в зоне сварного шва.  Но, при этом в зоне термического влияния наблюдается значительное уменьшение твердости на 8...10  HRC после проведения нормализации. Обосновано применение нормализации алюминотермитных сварных соединений рельсов для уменьшения вероятности появления хрупкого разрушения в зоне термического влияния при эксплуатации бесстыкового пути.
Ключевые слова: рельсы, алюминотермитная сварка, термическая обработка, микроструктура, твердость, сварной шов.

Список литературы
1. Пасько С.В., Тихомирова Л.Б., Болотова О.В. Алюминотермитная сварка рельсов методом промежуточного литья по технологии фирмы «СНАГА»: учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2010. – 99 с. – ISBN 5-93461-418-5.

2. Виногоров Н.П. Бесстыковой путь на дорогах Сибири и Дальнего Востока // Путь и путевое хозяйство. – 2004. – № 7. – С. 23–27.

3. Технология алюминотермитной сварки рельсов: учебное пособие / Н.Н. Воронин, В.В. Засыпкин, В.И. Коненков, Э.В. Воробьев, О.Н. Трынкова; под ред. Н.Н. Воронина. – М.: МИИТ, 2008. – 117 c.

4. Гудков А.В., Лыков А.М., Кярамян К.А. Расчет процесса алюминотермитной сварки рельсов // Вестник ВНИИЖТ. – 2013. – № 2. – С. 50–54.

5. Алехин А.Л. Параметры твердости стыков, сваренных алюминотермитной сваркой // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2010. – № 2. – С. 51–56.

6. Каргин В.А., Тихомирова Л.Б., Галай М.С. Упрочнение сварных соединений рельсов методом поверхностного пластического деформирования // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2010. – № 3 (48). – С. 17–18.

7. Берлин В.И., Захаров Б.В., Мельниченко П.А. Транспортное материаловедение: учебник для вузов железнодорожного транспорта. – М.: Транспорт, 1982. – 287 с.

8. Способы повышения качества алюминотермитных сварных соединений рельсов / Д.С. Насонов, А.В. Гудков, А.И. Борц, А.И. Николин // Развитие железнодорожного транспорта в условиях реформирования: сборник статей ученых и аспирантов. – М., 2006. – С. 189–194.

9. Improving service properties of welded joints produced by aluminothermic welding / V.A. Kargin, L.B. Tikhomirova, M.S. Galay, Y.S. Kuznetsova // Welding International. – 2015. – Vol. 29, iss. 2. – P. 155–157. – doi: 10.1080/09507116.2014.897809.

10. Тихомирова Л.Б., Галай М.С. Повышение твердости алюминотермитных сварных соединений рельсов поверхностным пластическим деформированием // Политранспортные системы: материалы VIII международной научно-технической конференции. – Новосибирск, 2015. – С. 564–567.

11. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: учебник для вузов. – 4-е изд., перераб. – М.: Альянс, 2009. – 527 с. – ISBN 978-5-903034-54-3.

12. Технология термической обработки стали / пер. с нем. В.В. Левина; под ред. М.Л. Бернштейна. – М.: Металлургия, 1981. – 608 с.

13. ТУ 0921-127-01124323–2005. Сварка рельсов алюминотермитная методом промежуточного литья. Технические условия. – Введ. 01.04.2005. – М.: ФГУП ВНИИЖТ, 2005. – 27 с.

14. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: справочник. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992. – 480 c. – ISBN 5-217-01306-0.

15. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента: учебное пособие для металлургических специальностей вузов / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, А.Р. Бондин, В.В. Лобанов; под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. – 260 с.
Просмотров: 573