Повышение конструктивной прочности сварных стыков между рельсовыми окончаниями и литыми сердечниками железнодорожных стрелочных переводов

• Автор: Никулина, Аэлита Александровна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 188 с. : ил.

1 СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ ШВОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ СОЕДИНЕНИИ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ
1.1. Особенности сварки разнородных сталей
1.1.1. Свариваемость разнородных сталей
1.1.2. Структура переходных зон сварных соединений
1.1.3. Диффузионные процессы при сварке разнородных сталей
1.1.4. Напряжения в переходных зонах сварных швов
1.1.5. Механические свойства соединений из разнородных сталей
1.1.6. Причины разрушения сварных соединений из разнородных сталей
1.2. Особенности сварки крестовин из стали Гадфильда
с рельсами из стали М76
1.2.1. Структура, механические свойства и применение стали Гадфильда
1.2.2. Особенности строения и свойства рельсовой стали
1.2.3. Особенности строения и свойства хромоникелевой стали
1.2.4. Особенности сварки крестовин из стали Гадфильда
с рельсами из стали М76
1.2.5. Контактная стыковая сварка
1.3. Выводы
1.4. Цели и задачи исследования
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Выбор материалов исследования
2.2. Структурные исследования
2.2.1. Оптическая металлография
2.2.2. Растровая электронная микроскопия
2.2.3. Рентгеноструктурный анализ с использованием синхротронного излучения
2.2.4. Просвечивающая электронная микроскопия
2.2.5 Микрорентгеноспектральный анализ
2.3. Прочностные исследования
2.3.1. Определение прочностных свойств и показателей пластичности при статическом нагружении
2.3.2. Прочностные испытания по схеме «трехточечный изгиб»
2.3.3. Исследование микротвердости
2.4. Оценка показателей вязкости
2.4.1. Ударная вязкость
2.4.2. Определение циклической трещиностойкости
2.4.3. Статическая трещиностойкость
3. ОСОБЕННОСТИ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ СВАРНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ СТАЛИ ГАДФИЛЬДА И РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ М76
3.1. Исследование сварных швов между сталью Гадфильда и хромоникелевой вставкой
3.2. Исследование строения сварных швов между рельсовой сталью и хромоникелевой вставкой
3.3. Микротвердость сварных соединений "сталь 12Х18Н10Т -сталь М76"
3.4. Ударная вязкость сварных соединений "сталь 12Х18Н10Т -сталь М76»
3.5. Прочностные испытания

3.5.1. Прочностные свойства используемых материалов
при деформации растяжением
3.5.2. Натурные прочностные испытания сварных крестовин
3.6. Усталостная трещиностойкость сварных соединений
3.7. Выводы
4. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1 Повышение надежности сварных соединений "сталь 12Х18Н10Т - сталь М76" методом термической обработки
4.2 Сварка взрывом элементов стрелочных переводов
4.3. Разработка технологии стыковой сварки сердечника крестовины с рельсовыми окончаниями с использованием двух промежуточных вставок
4.4. Выводы
5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИПЫТАНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
5.1. Оценка эффективности стыковой контактной сварки с применением дополнительной вставки из низкоуглеродистой стали
5.2. Модернизация лабораторных установок по испытанию материалов на усталостную трещиностойкость
5.3. Выводы
ОНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

1.2.5. Контактная стыковая сварка
Контактная стыковая сварка представляет собой способ соединения деталей по всей поверхности соприкосновения с местным нагревом током, протекающим через них, и пластической деформацией - осадкой (сжатием). Усилие осадки может прикладываться до начала нагрева, одновременно с ним (сварка сопротивлением), а также после него (сварка оплавлением) [84].
При сварке сопротивлением ток протекает через предварительно сжатые торцы, нагревая широкую зону металла, уменьшающуюся с понижением давления. Сжатие производят с постоянным или резко возрастающим к концу нагрева давлением, которое снимается после отключения тока [85].
При сварке оплавлением детали, к которым подведено напряжение, сближаются с очень малым давлением на торцы. При сближении между ними в отдельных точках возникают электрические контакты - перемычки, которые быстро плавятся и взрывообразно разрушаются с выбросом частиц металла из стыка; на торцах остаются небольшие участки - кратеры с расплавленным металлом. Такой процесс, сопровождаемый интенсивным выбросом расплавленных частиц и укорочением деталей, называют оплавлением. При оплавлении частицы, выбрасываемые из стыка, и образующиеся пары металла препятствуют окислению торцов. После оплавления на требуемую величину нагретые концы деталей быстро осаживают, формируя соединение. Сварной шов после осадки имеет усиление и грат из окисленного и перегоревшего металла [86, 87].
Существует следующее представление о формировании расплава на поверхности оплавления в результате чередующихся взрывов элементарных контактов. После взрыва каждого контакта на соответствующем участке остается некоторый объем расплавленного металла, удерживаемый силами поверхностного натяжения. Химический состав такого металла должен быть идентичен составу основного металла или близок к нему, так как возможно окисление. Однако на практике иногда наблюдается значительное изменение