Структурные особенности процессов износа и контактно-усталостных разрушений термически упрочненной колесной стали различного химического состава

• Автор: Дружинин, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Днепропетровск
• Количество страниц: 182 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
1. МАТЕРИАЛА. Факторы, определяющие надежность и долговечность железнодорожных колес в эксплуатации . Влияние условий эксплуатации на надежность и долговечность колес. Влияние химического состава, структурного состояния на комплекс механических свойств, контактную прочности и износостойкость цельнокатаных колес. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ. Материал исследований. Исследование формы карбидной фазы и степени ее дисперсности на износостойкость среднеуглеродистых сталей. Исследование структурных изменений, происходящих в материале контактной зоны образцов, испытанных на износостойкость
4. КОНТАКТНОУСТАЛОСТНАЯ ПРОЧНОСТЬ КОЛЕСНОЙ СТАЖ. Определение влияния содержания углерода на контактноусталостную прочность колесной стали . Влияние эксплуатации на состояние поверхности катания колес и их износостойкость . Изменение механических свойств материала обода колеса под воздействием эксплуатации . НИЕ ТЕКСТУРЫ НА ПОВЕРХНОСТИ И В ПОДПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ КРУГА КАТАНИЯ ОБОДА КЕЛЕЗН0Д0РСЖН0Г0 КОЛЕСА В РЕЗУЛЬТАТЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ .


В тончайших поверхностных слоях 0 нм происходит интенсивная и направленная пластическая деформация текстурировакие, т. В подслое порядка сотен микрон возникает волновой процесс распространения упругих деформаций. В работе показано, что в диапазоне нормального изнашивания специфический характер протекания пластической деформации, при которой концентрация дефектов кристаллической решетки достигает насыщения, повышает физикохимическую активность поверхности, ее взаимодействие с окружающей средой и приводит к образованию на поверхности контактирующих тел вторичных структур. Таким образом, в результате коренных изменений в поверхностных слоях образуется новая фаза вторичная структура, которая и становится объектом поверхностного разрушения. Следовательно, поверхностная прочность материала зависит от свойств новых фаз вторичных структур, образующихся из исходного материала путем его структурной перестройки и взаимодействия со внешней средой. Б.И. Костецким с соавторами установлено , что в основе этих
процессов лежит универсальное явление структурной приспосабливаемо с ти материала при трении, сущность которого состоит в том, что при его реализации имеет место масштабный скачок все взаимодействия трущихся твердых тел и среды локализуются в тонком объекте вторичных структурах, имевдих высокопрочное ультрадисперсное строение . По сравнению с внутренними слоями металла, поверхностные слои характеризуются низкой стабильностью микроструктуры вследствие действия структурных напряжений, возникающих на трущихся поверхностях, в результате протекания полиморфных превращений и химикотермических процессов . Характер поведения поверхностных областей определяется белее легкой активацией источников дислокаций, большей начальной подвижностью дислокаций и меньшим сопротивлением деформации , . Трибомеханическое нагружение, в основном, вызывает увеличение плотности дислокаций и упорядочение дислокационной структуры . На монокристалле железа было обнаружено, что в подповерхностном слое конечная дислокационная структура образуется из незакрепленных сплетений. Образующаяся при этом ячеистая структура типична для материала, подвергавшегося усталостным нагружениям. С увеличением циклов нагружения подобная структура проявляется и в более глубоких слоях материала. Границы ячеек, ориентированных нормально к направлению скольжения и расположенных около поверхности, становятся концентраторами напряжений и инициируют зарождение микротрещин, формирование макротрещин и отслаивание частичек износа . Результаты согласуются с мнением большинства исследователей , считающих, что главной причиной изнашивания материалов являются усталостные явления. Многократно повторяющиеся процессы деформирования приводит к образованию микротрещин, развитию более грубых трещин и разрушению микрообъемов материала. Многими исследователями ,,,, отмечалось, что напряженнодеформированное состояние контактной зоны при любом виде трения характеризуется резко выраженной ориентацией структуры поверхностей в направлении относительного перемещения при трении, обусловливающей анизотропию свойств деформируемых объемов, т. Кристаллографическая текстура это преимущественная ориентация отдельных кристаллитов или их фрагментов субзерен в поликристалле, благодаря наличию которой в материалах проявляется анизотропия свойств , в зависимости от которой меняются такие свойства, определяемые состоянием контактирующей поверхности, как трение и износ . Поверхностному разрушению износу предшествует пластическая деформация и формирование в материале специфических текстур . Физически обоснованное описание этих процессов получено в теории образования текстур, основанной на представлениях о симметрийном анализе, т. Согласно принципу суперпозиции, сформулированному П. Кюри еще в г. Таким образом, изучение текстур, возникающих при пластической деформации, представляет большой интерес, поскольку позволяет лучше понять механизм пластической деформации, протекающей, в частности, при трении качения с проскальзыванием и при других видах контактного нагружения.