Development of a new system microalloyage steel for high-durable railway wheels

A. I. Babachenko, A. A. Filippov, Zh. A. Dement′Eva, A. A. Kononenko

Abstract


Abstract. Purpose.  Development of a new microalloying system for railwheels with a high level of technical and operational properties. Methodology. Analytical studies, smelting of small ingots in laboratory conditions, microstructural studies using light microscopy. Results. Analytical research of the influence of the chemical composition and various methods of hardening on mechanical properties and the formation of a structural state are performed. It is established that to achieve high operational stability of railway wheels, it is necessary to create steel with a carbon content of up to 0.6% and hardening of steel using several methods. One of the most effective directions is the formation of a structural state with the presence of refractory dispersed particles, while dispersive and grain-boundary hardening are involved. In the laboratory, ingots of small volume (up to 10 kg) of steel, microalloyed Al-Ti-N system are produced. Originality. A perspective direction has been established to change the chemical composition of steel for railway wheels, which can provide an increase in their technical and operational properties. Practical value. The technique of smelting nitrogen-containing steels in laboratory conditions is worked out, taking into account the following factors: the size of pieces of nitrided ferroalloy; conditions for the introduction of nitrided ferroalloy; preliminary deep deoxidation of the melt; achieving the required melt temperatures; optimal duration of exposure after the introduction of ligature.

Keywords


all-rolled railway wheels, chemical composition of steel, operational defects on the rolling surface, carbonitride hardening

References


Uzlov I.G. Kolesnaya stal [Wheel steel] Uzlov I.G., Gasik M.I., Esaulov A.T. – K.: Tehnik, 1985. – 168 p.

Uzlov I.G. Sozdanie novoy metalloprodykzii dlya obnovlenia zheleznodorozhnogo podvizhnongo sostava Ukrainy [Creation of new metal products for the renewal of the railway rolling stock of Ukraine] /Uzlov I.G. // Metallurgical and mining industry. - 2006.- № 1.- P. 62-66

Uzlov I.G. Promyshleoe proizvodstvo vysokoprochnyh zheleznodorozhnyh koles [Industrial production of high-strength railway wheels] / Uzlov I.G., Uzlov K.I. Knysh A.V., Polskii G.N. // Промышленное производство высокопрочных железнодорожных колес / И.Г. Узлов, К.И. Узлов, А.В. Кныш, Г.Н. Польский // Metallurgical and mining industry. - 2008. №1. P. 98 – 101.

O.P. Ostash Vtomna dovgovichnist staley zaliznychnyh kolis [Fatigue durability of steel railway wheels] / O.P. Ostash, I. M. Andreiko, V.V. Kulik, I.G. Uzlov, OI Babachenko // Physico-chemical mechanics of materials. - 2007. - № 3. - P. 93-102.

Uzlov I.G. Kriticheskiy koefizient intensivnosti naprazheniy zheleznodorozhnyh koles I vlianie nan ego parametrov struktury kolesoi stali [Critical stress intensity coefficient of railway wheels and the impact on it of the parameters of the wheel steel structure] / I.G. Uzlov, A.I. Babachenko, J.A. Dementieva, A.A. Kononenko // Building, Material Science, Mechanical Engineering: Sat. Scientific. W. - Dnepropetrovsk: PGAASA, 2007. - Issue 41. - Part 2.- P. 49-53.

I.G. Uzlov Effektivnost razlichnyh pokasateley ozenki nadezhnosti zheleznodorozhnyh koles [Efficiency of various indicators of railway wheels reliability assessment] / I.G. Uzlov, A.I. Babachenko, A.A. Kononenko, A.L. Safronov // Metallurgical and mining industry. - 2007. - No. 1. - P. 70-74.

Babachenko A.I. Vliyanie ziklicheskih nagrusok na kriticheskuyu dlinu treshiny zheleznodorozhnyh koles raslichogo himicheskogo sostava [Influence of cyclic loads on the critical length of a fatigue crack of railway wheels of different chemical composition] / A.I. Babachenko, A.A. Kononenko, A.V. Roslik, S.V. Besednov, A.E. Kamyshnyy // Materials of the international conference "2011 International Heavy Haul Association Conference". – Calgary.

Larin T.V. Issledovanie mehanizma iznosa, ustalostnogo vykrashivania, obrazovania vysherbin [Investigation of the mechanism of wear, fatigue dying, the formation of scrapes and the rolling on the rolling surface of solid-rolled wheels]. - In: Improving the reliability and durability of rolling stock parts and ways: Tr. VNIIZhT. M., 1977. - P. 51-68.

Gulyaev A.P. metallovedenie [Metallurgy]. Textbook for high schools. 6 th edition.. M: Metallurgy, 1986. 544.p.

Metallovedenie I termicheskaya obrabotka stali [Metallurgy and heat treatment of steel]. Ref. Viz. - 3rd.,. In 3 volumes, T. II. Fundamentals of heat treatment, Ed. Bernshteyn M.L., Rakhshtadt A.G. M: Metallurgy, 1983. 368 p.

Goldstein MI, Grachev SV, Veksler Yu.G. spesialnie stali [Special steels]. M: Metallurgy, 1985, 408 p.

Matrosov Yu.I. Litvinenko DA, Golovanenko S.A. stal dlia magistralnyh truboprovodov [Steel for trunk gas pipelines], M .: Metallurgy, 1989. 288 p.

Metallofizika vtsokoprochnyh splavov [Metallophysics of high-strength alloys] / Goldshtein M.I., Litvinov V.S., Bronfin B.M. / M. Metallurgia, 1986. – 312 p.


GOST Style Citations


1. Колесная сталь / Узлов И.Г., Гасик М.И., Есаулов А.Т. и др. – К.: Техник, 1985. – 168 с. 2. Узлов И.Г. Создание новой металлопродукции для обновления железнодорожного подвижного состава Украины / И.Г. Узлов // Металлургическая и горнорудная промышленность.- 2006.- № 1.- С. 62-66.  3. Промышленное производство высокопрочных железнодорожных колес / И.Г. Узлов, К.И. Узлов, А.В. Кныш, Г.Н. Польский // Металлургическая и горнорудная промышленность.   2008.   №1.   С. 98 – 101. 4. Втомна довговічність сталей залізничних коліс / О.П. Осташ, І.М. Андрейко, В.В. Кулик, І.Г. Узлов, О.І. Бабаченко // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 2007. - № 3. – С. 93-102. 5. Критический коэффициент интенсивности напряжений железнодорожных колес и влияние на него параметров структуры колесной стали / И.Г. Узлов, А.И. Бабаченко, Ж.А. Дементьева, А.А. Кононенко // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. научн. тр. - Днепропетровск: ПГАСА, 2007. - Выпуск41. – ч. 2.- С. 49-53. 6. Эффективность различных показателей оценки надежности железнодорожных колес / И.Г. Узлов, А.И. Бабаченко, А.А. Кононенко, А.Л. Сафронов // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2007. - № 1. - С. 70-74. 7. Влияние циклических нагрузок на критическую длину усталостной трещины железнодорожных колес различного химического состава / А.И. Бабаченко, А.А. Кононенко, А.В. Рослик, С.В. Беседнов, А.Е. Камышный // Материалы международной конференции «2011 International Heavy Haul Association Conference». – Калгари, 2011. 8. Ларин Т.В. Исследование механизма износа, усталостного выкрашивания, образования выщербин и наволакивания на поверхности катания цельнокатаных колес. – В кн.: Повышение надежности и долговечности деталей подвижного состава и пути: Тр. ВНИИЖТ. М., 1977. – С. 51-68. 9. Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для вузов. 6-е издание., перераб. и доп. М: Металлургия, 1986. 544. 10. Металловедение и термическая обработка стали. Справ. изж. — 3-е., перереб. и доп. В 3-х т. Т. II Основы термической обработки/Под ред. Бернштейна М.Л., Рахштадта А.Г. М: Металлургия, 1983. 368 с. 11. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. Учебник для вузов. М:Металлургия, 1985, 408 с. 12. Матросов Ю.И. Литвиненко Д.А., Голованенко С.А. Сталь для магистральных газопроводов, М.: Металлургия, 1989. 288 с. 13. Металлофизика высокопрочных сплавов. Учебное пособие для вузов. Гольдштейн М.И., Литвинов В.С., Бронфин Б.М. М: Металлургия, 1986. 312 с. Статья рекомендована к публикации д-ром.техн.наук, В.А. Луценко (Украина); д-ром.техн..наук, проф. Л.Н. Дейнеко (Украина)Строительство 


Refbacks

  • There are currently no refbacks.