Термическое упрочнение быстродвижущимся потоком воды упругих клемм рельсовых скреплений

• Автор: Ронжина, Юлия Вадимовна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 226 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ УПРУГИХ КЛЕММ РЕЛЬСОВЫХ СКРЕПЛЕНИЙ. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТАНДАРТНЫХ И НОВЫХ МАРОК СТАЛЕЙ ДЛЯ УПРУГИХ КЛЕММ С УЧЕТОМ ПРИМЕНЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ ЗАКАЛОЧНОЙ СРЕДЫ БЫСТРОДВИЖУЩЕГОСЯ ПОТОКА ВОДЫ
1.1. Анализ производства упругих клемм рельсовых скреплений
1.2. Анализ нагруженности и повреждаемости упругих клемм рельсовых скреплений
1.2.1. Анализ нагруженности упругих клемм рельсовых скреплений при эксплуатационном содержании
1.2.2. Анализ повреждаемости упругих клемм рельсовых скреплений
1.3. Влияние параметров давления и скорости на закалочное охлаждение стали
1.3.1. Влияние сверхвысокого давления
1.3.2. Влияние нормального давления
1.3.3. Влияние скорости охлаждения
1.3.4. Интенсификация теплообмена в области мартенситных превращений и механизмы упрочнения стали
1.4. Анализ применения принципов объемно-поверхностной закалки для ответственных изделий и перспективы расширения закалочного охлаждения быстродвижущимся потоком воды на производство упругих клемм рельсовых скреплений
1.4.1. Опыт применения объемно-поверхностной закалки тяжелонагруженных деталей машин
1.4.2. Разработка и развитие индукционной поверхностной закалки
1.4.3. Конструкционные материалы для упругих клемм рельсовых скреплений и влияние легирующих компонентов на их прокаливаемость
1.4.4. Закалочные устройства и охлаждающие среды
Выводы:
ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКАЛОЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ БЫСТРОДВИЖУГЦИМСЯ ПОТОКОМ ВОДЫ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УПРУГИХ КЛЕММ РЕЛЬСОВЫХ СКРЕПЛЕНИЙ
2Л. Оценка влияния технологических параметров термической обработки на прочность исследуемых сталей для упругих клемм рельсовых скреплений при изгибе
2.2. Образование трещин в стали при закалочном охлаждении в различных средах
2.3. Результаты моделирования температурно-структурного и напряженного состояний в прутках пружинной стали после стандартной термической обработки и закалки быстродвижущимся потоком воды
2.4. Оценка требуемой прокаливаемости составов сталей для упругих клемм рельсовых скреплений с диаметрами прутков 11 мм; 14 мм; 16 мм; 17мм; 19 мм
2.4.1. Постановка задачи
2.4.2. Теоретический анализ кинетики охлаждения в изделиях цилиндрической формы в условиях интенсивного охлаждения
2.4.3. Выбор вариантов химического состава стали для упругих элементов с диаметрами прутков 11 и 14 мм на основе результатов расчета по приведенной методике
2.4.4. Проверка варианта химического состава стали для упругих клемм рельсовых скреплений с диаметрами прутков 16 и 17 мм на основе результатов расчета по методике
2.4.5. Апробация расчетных данных прокаливаемости по методике с результатами экспериментальной работы
2.5. Усталостные испытания различных образцов сталей для упругих клемм рельсовых скреплений после различных вариантов термической обработки
2.5.1. Статистическая обработка результатов усталостных испытаний образцов пружинных сталей
2.5.2. Результаты статистической обработки данных усталостных испытаний

2.6. Исследование кинетики роста зерна аустенита в стали из рельсового передела, стали 60С2А и стали пониженной прокаливаемости 50ПП
2.7. Исследование фазового состава стали рельсового передела после различных режимов термической обработки
2.8. Исследование остаточных напряжений в стали 60С2А и стали пониженной прокаливаемое 55ПП после закалки быстродвижущимся потоком воды и отпуска
2.9. Исследование неметаллических включений в сталях пониженной прокаливаемое 50ПП и рельсового передела
2.10. Микрорентгеноспектральное исследование зоны разрушения клеммы ЖБР-65 после усталостных испытаний
2.11. Микрорентгеноспектральное исследование обезуглероженного слоя на стали 60С2А после печного газового нагрева образца со шлифованной поверхностью и горячекатаного
2.12. Определение остаточной деформации после динамических нагружений исследуемых сталей при испытаниях на вертикальном копре .
2.13. Исследование влияния обжатия упругих клемм рельсовых скреплений в горячем и холодном состоянии на релаксационную стойкость и циклическую долговечность
Выводы:
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЛИНИЙ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ УПРУГИХ КЛЕММ РЕЛЬСОВЫХ СКРЕПЛЕНИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В КАЧЕСТВЕ ЗАКАЛОЧНОЙ СРЕДЫ БЫСТРОДВИЖУЩЕГОСЯ ПОТОКА ВОДЫ
3.1. Установка для входного контроля металлопродукции для производства упругих клемм рельсовых скреплений
3.2. Конструктивные параметры закалочных устройств при использовании в качестве охлаждающей среды быстродвижущегося потока воды и влияние параметров индукционного нагрева и охлаждения на качество термической обработки
3.3. Системы закалочного охлаждения упругих клемм при промышленном применении
3.3.1. Закалочное охлаждение упругих клемм рельсовых скреплений

В работе [16] так же отмечается, что большое число имеющих практическое значение физических процессов, наблюдается в твердых телах при высоких давлениях. Например, структурные превращения при больших степенях сжатия. Согласно существующим кристаллохимическим представлениям при сжатии должны возникать структуры, имеющие все более плотные упаковки атомов с соответствующим увеличением координационного числа, то есть кристаллическая решетка фаз высокого давления должна обладать более высокой симметрией и более плотной упаковкой. При небольших степенях сжатия, когда величина давления существенно меньше величины упругих постоянных материала, такая модель хорошо объясняет полиморфизм элементов и простых соединений.
Установлено, что сверхвысокие давления изменяют начальную температуру превращения аустенита в мартенсит незначительно, поэтому они не нашли практического применения для управления процессами фазовых превращений.
Реализация параметров, приведенных на р4 диаграмме (см. рис. 1.9) при закалочном охлаждении быстродвижущимся потоком воды в силу специфики применения при промышленной реализации не может иметь практического применения.
1.3.2. Влияние нормального давления
В работе [17] установлено, что с помощью регулирования давления в жидкой среде можно задержать превращение аустенита в мартенсит. Поскольку с помощью давления в области пузырькового кипения возможно на некоторое время приостановить мартенситное превращение, чтобы в области конвективного теплообмена организовать интенсивное охлаждение, достигаемое различными путями, с целью получения высокопрочной стали, то использование давления для этих целей является перспективным.
Достигаемые параметры при использовании давления могут быть применены при распространении быстродвижущегося потока воды в качестве