ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

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.

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.