Структура литой и деформированной колесной стали марки 2

       Механизм деформации неметаллических включений зависит от температуры. Упрочнение во включениях, как и в металлах, в процессе деформации развивается по тем же стадиям, однако наличие ковалентных связей делает его более интенсивным во включениях, где первая стадия эквивалентна второй стадии упрочнения металлов [6].

       В колесе после пластической деформации можно наблюдать дефекты, связанные с неметаллическими включениями. Стальная матрица течет вокруг недеформируемого включения и возможно расслоение вдоль границы включение-матрица вследствие образования конических полостей. Полости могут возникать во время разрушения недеформируемого включения при разобщении его осколков, увлекаемых текущей стальной матрицей, на некоторое расстояние. Сферические полости около включений образуются при охлажении колеса после деформации из-за различия коэффициентов термического расширения включения и стальной матрицы. В скоплениях включений возникают грубые расслоения.

       Обсуждая механизм деформации неметаллических включений, не следует рассматривать их в отрыве от стальной матрицы, в которой они находятся. Главными связующими звеньями совместной деформации матрицы и включений является проскальзывание вдоль межфазных границ включение-матрица и их динамическая миграция.

       Дислокационно структура колесной стали в процессе развития деформации проходит этапы увеличения плотности дислокаций, образования дислокационных скоплений (клубков) и формирования ячеистой структуры [2,3]. Включения локализуют описанные эти процессы. Пластическая релаксация становится возможной благодаря коллективной перестройке в ансамблях сильно взаимодействующих дислокационных зарядов, приводящих к развитию пластических ротаций.

       С помощью программы ImageExpert Pro 3.5 были проанализированы следующие параметры литого и деформированного состояния колесной стали марки 2 : площадь отдельных включений, а также их вытянутость (рис 3 б, г, е)

                                а)                                                   б)          

                          в)                                                    г)

                                           д)                                                    е)

       Рис 3.- гистограммы распределения по площади неметаллических включений и их вытянутости  а,б,в,г – в деформированном металле; д,е – в литом металле. 

       По гистаграммам видно, что те частицы, у которых вытяннутость соответствовала 1-2 на снимках литого материала (рис 3, д, е) изменили соотношение сторон в сторону увеличения, при этом суммарная площадь включений не изменилась (рис. 3, а, б, в, г) . Из этого можно сделать вывод, что в литом состоянии доля недеформируемых (таких как оксилы или карбонитриды титана) неметаллических включений мала.

Выводы:

1. Проведен анализ литературных источников, касающихся темы КНИР;
2. Освоена методика приготовления шлифов для последующего выявления неметаллических включений, а также наблюдения структуры материала;
3. Освоен метод количественной оценки неметаллических включений (на примере программы «ImageExpert Pro 3.5»).

Планы дальнейшей работы.

    В течении дальнейшей работы планируется изменение структуры материала. Ставится задача сделать из исходного материала структуру, соответствующую структуре нижнего бейнита. Для этого необходимо провести следующую термообработку:

    1.Закалка из однофазной (аустенитной) области до температуры 320-340 ^оС

    2. Изотермическая выдержка в соляной ванне в течении 10⁵ сек. 

    В дальнейшем планируется проведение различных испытаний с получившимся образцом для выяснения его пригодности в производстве железнодорожных колесных дисков. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список литературы.

1. Колесная сталь / Узлов И. Г., Гасик М. И., Есаулов А.Т. и др. Киев: Техника, 1985, 168 с.
2.       Губенко С.И. Трансформация неметаллических включений в стали. М.: Металлургия, 1991. 225 с.
3.      Бельченко Г.И., Губенко С.И. Неметаллические включения и качество стали. Киев: Техника, 1980. 168 с.
4.       Губенко С.И., Парусов В. В., Деревянченко И. В. Неметаллические включения в стали. Днепропетровск: АРТ-ПРЕСС, 2005. 536 с.
5.       Pickering F. B. J., Met A. Some influence of mechanical irking on the deformation of non-metallic inclusions. Journal Iron and Steel Institute. 1958. V. 189. N 3. p.148-159.
6.       Андриевский Р. А., Ланин А. Г., Рымашевский Г. А. Прочность тугоплавких соединений. М.: Металлургия, 1974. 232 с.
7.       Сторожев М. В., Попов Е. А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1971. 424 с.
8.       А. П. Гуляев. Металловедение. Учебник для ВУЗов. 6-е изд.,перераб. и дополн. — М. : Металлургия, 1986. — 544 с.