ДИПЛОМ ВЕСЬ (1226343), страница 6
Текст из файла (страница 6)
- рама станка должна находиться в крайнем нижнем положении;
- домкраты подняты, и канавки приводных роликов совмещены с гребнями колёсной пары;
- подвижные рельсы отведены;
- защитные экраны установлены [9].
4.2 Исследование свойств упрочненного бандажа
Исследование сегмента бандажа с магнитно-плазменным упрочнением гребня, присланного из локомотивного депо Хабаровск-2 ДВЖД для проведения металловедческой экспертизы качества упрочненного слоя на соответствие требованиям ТУ 0943-218-01124323-2006 и инструкции ЦТ-ТИ-ТР-16/6 «Бандажные колеса с термическим упрочнением гребня». Из сопроводительных документов установлено, что упрочнение производилось на установке УПУ «Плазмопротек».
При внешнем осмотре сегмента было выявлено, что на образующей гребня и выкружке имеется полоса термического воздействия.
Для оценки качества упрочненного слоя были проведены металлографические исследования микрошлифов с определением геометрических размеров зоны упрочнения, ее расположения, микротвердости и структуры металла в зоне упрочнения.
Макро исследование и выявление геометрических параметров упрочненного слоя проводились на поперечном макротемплете после травления 5 % раствором азотной кислоты в этиловом спирте. На рисунке 1 представлен макрошлиф гребня бандажа, на котором выявлен упрочненный слой. Ширина плазменного упрочнения составила 26 мм (согласно инструкции ширина должна быть 25–35 мм.) Глубина зоны упрочнения составляет 1,5–1,6 мм (норма по инструкции 1,5–2,0). Зона упрочнения от вершины гребня находится на расстоянии 6 мм (согласно инструкции 6–12мм).
Рисунок 4.2 – Макрошлиф гребня с упрочненным слоем
Исследование микроструктуры и микротвердости металла бандажа в зоне упрочнения:
Металлографические исследования проводились по ГОСТ 5639-82 «Сталь и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна», по ГОСТ 1778-70 «Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений» и по ГОСТ 22838-77 «Сплавы жаропрочные. Методы контроля и оценки макроструктуры». Микроструктура исследовалась на микроскопах МБС-9 и ЕС МЕТАМ-РВ21 при увеличении ×100. Химический состав определялся на приборах «Стилоскоп СЛ13» и «Спектроскан МАКС-GV» ТУ 4276-001-23124704-2001, Госреестр № 22525-02, аттестованный в ГП ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, свидетельство об аттестации № 242/19 – 2004, свидетельство о поверке № 0035507 от 19.03.2006 г. Микротвердость определялась на приборе ПМТ-3 по ГОСТ 8.398-80.
Содержание углерода в металле бандажа приведено в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Содержание углерода в металле бандажа.
Номер бандажа | С, % масс |
1 | 0,62 |
2 | 0,60 |
3 | 0,64 |
Содержание углерода в исследуемых образцах соответствует требованиям ГОСТ 398-96 на бандажную сталь марки 2 (содержание углерода должно быть 0,57–0,65 % ).
Результаты измерения микротвердости приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Результаты измерения микротвердости.
Бандаж 1 | Бандаж 2 | Бандаж3 | ||||||
Глубина, мм | HV | Глубина, мм | HV | Глубина, мм | HV | |||
0,05 | 686 | 0,05 | 680 | 0,05 | 683 | |||
0,1 | 659 | 0,1 | 675 | 0,1 | 682 | |||
0,15 | 658 | 0,15 | 676 | 0,15 | 679 | |||
0,2 | 658 | 0,2 | 660 | 0,2 | 673 | |||
0,25 | 620 | 0,25 | 631 | 0,25 | 625 | |||
0,3 | 606 | 0,3 | 605 | 0,3 | 607 | |||
0,35 | 560 | 0,35 | 562 | 0,35 | 574 | |||
0,4 | 567 | 0,4 | 560 | 0,4 | 572 | |||
0,45 | 560 | 0,45 | 562 | 0,45 | 572 | |||
0,5 | 562 | 0,5 | 564 | 0,5 | 565 | |||
0,6 | 562 | 0,6 | 564 | 0,6 | 560 | |||
0,65 | 564 | 0,65 | 562 | 0,65 | 562 | |||
0,7 | 567 | 0,7 | 564 | 0,7 | 564 | |||
0,75 | 562 | 0,75 | 562 | 0,75 | 562 | |||
0,8 | 562 | 0,8 | 560 | 0,8 | 561 | |||
0,85 | 537 | 0,85 | 545 | 0,85 | 545 | |||
0,9 | 529 | 0,9 | 534 | 0,9 | 538 | |||
0,95 | 498 | 0,95 | 495 | 0,95 | 498 |
Окончание таблицы 4.2
Бандаж 1 | Бандаж 2 | Бандаж3 | |||||
Глубина, мм | HV | Глубина, мм | HV | Глубина, мм | HV | ||
1,0 | 485 | 1,0 | 484 | 1,0 | 480 | ||
1,05 | 478 | 1,05 | 476 | 1,05 | 473 | ||
1,1 | 485 | 1,1 | 485 | 1,1 | 485 | ||
1,15 | 476 | 1,15 | 478 | 1,15 | 474 | ||
1,2 | 467 | 1,2 | 468 | 1,2 | 460 | ||
1,25 | 450 | 1,25 | 468 | 1,25 | 465 | ||
1,3 | 452 | 1,3 | 467 | 1,3 | 460 | ||
1,35 | 460 | 1,35 | 465 | 1,35 | 467 | ||
1,4 | 456 | 1,4 | 458 | 1,4 | 465 | ||
1,45 | 450 | 1,45 | 458 | 1,45 | 464 | ||
1,5 | 452 | 1,5 | 460 | 1,5 | 454 | ||
1,55 | 450 | 1,55 | 455 | 1,55 | 456 | ||
1,6 | 448 | 1,6 | 450 | 1,6 | 443 |
На рисунке 4.3 показано распределение средних значений микротвердости по глубине упрочненного слоя. Значения микротвердости изменяются в пределах 686–443 HV0,05. Согласно технической инструкции по упрочнению плазменным способом бандажей локомотивных колес микротвердость упрочненного слоя должна находиться в пределах 450 ± 50 НV
Рисунок 4.3 – Распределение микротвердости по глубине упрочненного слоя
Структура металла в зоне упрочнения представлена на рисунке 4.4. В упрочненном слое вблизи поверхности на глубине до 1,25 мм наблюдаются мартенситный и троостомартенситный слои. Далее до глубины 1,6 мм находится зона троостита. Далее находится зона сорбита. Основная структура металла бандажа представляет собой смесь сорбита и перлита.