Разработка стали и технологии термической обработки упругих клемм верхнего строения пути

• Автор: Казанцева, Татьяна Владимировна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 207 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
1. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ И МЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ ВСП. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ВИДОВ СКРЕПЛЕНИЯ С УПРУГИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.

1.1. Конструкция и условия эксплуатации упругих элементов в ВСП.

1.1.1. Назначение и условия работы пружинных клемм для промежуточного скрепления рельсов со шпалами.

1.2. Опыт производства упругих элементов

1.2.1. Опыт производства упругих элементов в зарубежных странах.

1.2.2. Опыт производства и основные отечественные конструкции упругих элементов

1.2.3. Долговечность упругих элементов ВСП в эксплуатации

1.3. Анализ марочного состава, свойства пружинных сталей и опыта производства упругих элементов в зарубежных странах
1.4. Методы совершенствования пружинных сталей и технологии их упрочнения.
1.4.1. Влияние легирующих элементов на основные свойства пружинных сталей.
1.4.2. Методы упрочнения пружинных сталей.
1.5. Принцип и особенности выбора марки стали и режима
термообработки упругой клеммы ЖБР.
1.6. Постановка целей и задач исследования.
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Выплавка сталей и их химический состав.
2.2. Металлографические исследования
2.2.1. Структура
2.2.2. Размер аустенитного зерна
2.2.3. Неметаллические включения
2.3. Фракгография.
2.4. Определение прокаливаемости стали
2.5. Механические свойства, определяемые при статических и динамических испытаниях
2.6. Определение критических точек и построение термокинетической диаграммы
2.7. Определение остаточных напряжений
2.8. Оценка циклической долговечности образцов клемм
2.9. Оценка статической прочности.
2 Коррозионные испытания
2 Усталостные и коррозионномеханические испытания
3. ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА СТАЛИ И ТЕМПЕРАТУРНОВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ УПРУГИХ КЛЕММ ЖБР.
3.1. Оценка требуемой прокаливаемости стали.
3.1.1 .Исходные данные для расчета
3.1.2. Выбор тепловой модели закаливаемого изделия
3.1.3. Расчет скоростей охлаждения по сечению тепловых моделей при закачке с охлаждением в выбранных охлаждающих средах
3.1.4. Оценка распределения твердости но сечению закаленных изделий
3.2. Выбор составов стаж для экспериментального апробирования
3.3. Термическая обработка клемм из выбранных стачей
3.4. Оценка циклической долговечности клемм из выбранных марок
стали с различными видами термообработки
3.5. Выбор и исследование стали для упругих клемм ЖБР
ВЫВОДЫ
4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СТАЛИ ДЛЯ КЛЕММЫ ЖБР.
4.1. Химический состав исследуемых сталей
4.2. Исследование качества стали в состоянии поставки
4.2.1. Свойства материала в состоянии поставки.
4.2.2. Загрязненность неметаллическими включениями.
4.2.3. Оценка макроструктуры металла в состоянии поставки
4.3. Определение температуры фазовых превращений, изучение прокаливаемости исследуемых сталей.
4.4. Исследование кинетики роста зерна аустенита.
4.5. Исследования остаточных напряжений в сталях на клеммах ЖБР после термической обработки
4.6. Механические свойства исследуемых сталей при испытании на растяжение.
4.7. Свойства исследуемых сталей после испытаний на изгиб
4.8. Усталостные и коррозионномеханические испытания образцов исследуемых сталей с различной чистотой поверхности
4.9. Фрактографические исследования изломов образцов исследуемых сталей.
4 Исследования микроструктуры
4 Влияние обезуглероженного слоя на свойства исследуемых сталей.
4 Коррозионная стойкость сталей
ВЫВОДЫ.
5. Разработка и реализация основных параметров технологии
термической обработки упругих клемм ЖБР.
5.1. Термическая обработка опытных партий клемм.
5.2. Релаксационная стойкость клемм после термообработки
5.3. Стендовые испытания клемм на циклическую долговечность.
5.3.1. Фрактографические исследования клемм, разрушившихся после испытаний на циклическую долговечность
5.4. Разработка и реализация промышленного производства клемм ЖБР.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


По исследованиям Московского института инженеров железнодорожного транспорта МИИТ и ВНИИЖТ при современных конструкциях скреплений модуль упругости пути с железобетонными шпалами летом находится в пределах МПа кгссм2, зимой он повышается до МПа кгссм2. При деревянных шпалах он равен летом и зимой МПа кгссм интенсивность накопления остаточных осадок пути при железобетонных шпалах и наличии неровностей возрастает в 1,,3 раза по сравнению с деревянными. Это объясняется увеличением давления железобетонных шпал на балластный слой и повышением его вибраций. Оптимальный вертикальный модуль упругости при железобетонных шпалах для современного подвижного состава по исследованиям МИИТа находится в пределах 0 МПа. Уменьшение жесткости скреплений в поперечном направлении значительно снижает горизонтальные силы, передающиеся подошвой рельсов на железобетонные шпалы. Однако уменьшение горизонтальной жесткости ниже оптимальной величины может привести к сверхнормативному уширению рельсовой колеи в процессе эксплуатации. К одному из важнейших технических требований относится определение надежной и постоянной связи рельсов с основанием, при котором минимально снижается прижимное усилие при воздействии всего комплекса силовых воздействий и обеспечивается постоянная стабильность рельсовых нитей. При применяемом подвижном составе требуется, чтобы погонное сопротивление одной рельсовой нити без учета погонного пригруза от веса поезда было не менее кгссм2. При щебеночном балласте и при применении резиновых прокладок при существующем силовом воздействии подвижного состава на путь требования по обеспечению стабильности пути выполняются при нажатии одной клеммы в пределах 0 кгс. Для нормального содержания пути с железобетонными шпалами в зимних условиях при разработке скреплений необходимо предусматривать возможность выправки пути по уровню в пределах мм с помощью прокладок, изготовляемых из жестких материалов. Проблема рельсовых скреплений заключается не только в нахождении конструктивного решения, наиболее полно удовлетворяющего техническим требованиям, которые во многих случаях противоречивы, но и в определении наиболее целесообразных путей оптимизации решений для различных эксплуатационных и климатических условий. Большое значение при этом имеет разработка производственнотехнологических условий изготовления скреплений и целесообразной технологии механизированной сборки и разборки рельсовых звеньев, замены элементов скреплений, а также контроля над их состоянием в пути. Назначение и условия работы пружинных клемм для промежуточного скрепления рельсов со шпалами. Скрепления делятся на промежуточные и стыковые. Промежуточные скрепления соединяют рельсы со шпалами опорами. Стыковые скрепления соединяют рельсы в стыках друг с другом. Промежуточные скрепления делятся на два класса жесткие и упругие. В качестве жестких скреплений применяют путевые подкладки и костыли, вбиваемые в деревянные шпалы. Длительный опыт эксплуатации показал, что в любых типах скреплений в большей или меныней мере со временем ослабляется связь между соединяемыми элементами и особенно между прикрепителями и шпалой. I Гоэтому является обязательным требование, которое предъявляется к современным скреплениям, обеспечить упругую связь между рельсом, подкладкой при ее наличии и опорой. При упругой связи ударнодинамические воздействия колес подвижного состава, воспринимаемые рельсом, упруго перерабатываются скреплениями. Это приближает динамическое взаимодействие подвижного состава и пути но своему эффекту к статическому и улучшает работу пути. Для обеспечения упругой связи применяют пружинные скрепления. Пружинные скрепления должны обеспечивать достаточную и притом надежную связь рельса с опорой как при взаимодействии вертикальных, так и горизонтальных поперечных и продольных сил и соответствующих моментов. Кроме того, скрепления должны, обеспечивая указанные выше требования, состоять по возможности из минимума частей. Основание под рельсовыми опорами должно быть настолько тщательно и достаточно уплотнено и настолько должна быть однородной по длине пути работа опор и их основания, чтобы не возникали местные деформации, требующие исправления пути по уровню.