ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ХІМІЧНОГО СКЛАДУ СТАЛЕЙ ДЛЯ ЗАЛІЗНИЧНИХ ОСЕЙ НА РІВНОМІРНІСТЬ КІНЦЕВОЇ МІКРОСТРУКТУРИ

Анотація

Актуальність роботи. Для сучасного залізничного транспорту актуальним завданням стало збільшення міцності та службової надійності деталей рухомого складу, зокрема, залізничних осей. Відомо, що неоднорідність розподілу хімічних елементів у структурі вуглецевих сталей конструкційного класу утворюється переважно під час їх кристалізації та в подальшому може впливати на кінцевий структурний стан та комплекс властивостей. Мета – дослідження впливу хімічного складу сталей для залізничних осей на рівномірність структури. Методика. В лабораторних умовах виготовлено дослідні зливки різного хімічного складу з різною кількістю та відношенням основних хімічних елементів у межах марки ОС та EA1N. Зеренну структуру досліджували на мікрошліфах після травленням ніталем. Хімічну неоднорідність («сліди» дендритної структури) – розподіл хімічних елементів у мікроструктурі зразків литої заготовки виявляли травленням у гарячому розчині пікрату натрію. Металографічний аналіз виконано на світловому (оптичному) мікроскопі «Axiovert 200 M MAT» виробництва фірми «Carl Zeiss». Наукові результати. Визначено вплив зміни хімічного складу вуглецевої сталі, яка призначена для виготовлення залізничних осей, на особливості формування феритно-перлітної неоднорідності та різнозернистості. Показано, що в зразках сталей, які відповідають марці EA1N з меншим вмістом вуглецю, розподіл фаз нерівномірний. Наведено пояснення механізму формування такої структури з погляду двох теорій. У зразках сталей із середнім вмістом вуглецю, що відповідають сталі марки ОС, розподіл перлітної та феритної фази більш рівномірний, встановлено зв'язок розміру та ступінь затемнення перлітних ділянок із порядком колишніх дендритних гілок. За результатами кількісного аналізу кінцевої зеренної структури встановлено, що сталь ОС із середнім вмістом вуглецю за різного відношення Mn/Si має більш рівномірну зеренну структуру. Сталь EA1N із меншим вмістом вуглецю має виражену різнозернистисть, у разі збільшення відношення Mn/Si найбільший максимум залежності розподілу зміщується до більшого розміру (меншого номера) зерна. Практичні результати. Підвищення однорідності кінцевої мікроструктури сприяє підвищенню показників пластичності та в’язкості сталі, що безпосередньо впливає на надійність та довговічність залізничних осей.