Актуальные проблемы в машиностроении №2 2015

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2

Материаловедение

в машиностроении

____________________________________________________________________

411

От физико-механических свойств материала колпака скользуна во многом зависит

долговечность и величина межремонтного пробега грузового вагона. Материал колпака

должен обеспечивать его высокие прочностные и трибологические свойства при тяжелых

условиях эксплуатации.

В настоящее время широко используются два типа колпаков:

литой, изготовленный из сталей: 20ГЛ, 20ГФЛ (ГОСТ 977-88);

штампосварной, из сталей: 09Г2С, 09Г2Д, (ГОСТ 1928-89).

Используемые материалы для изготовления колпака скользуна не в полной мере

обеспечивают требуемый уровень эксплуатационных характеристик, а это приводит к

сокращению нормативного межремонтного пробега грузового вагона.

Одним из наиболее перспективных вариантов модернизации тележки является

использование более износостойких сплавов Fe-C. Альтернативным материалом для замены

существующих не обеспечивающих требования по износу и циклической стойкости может

стать износостойкий чугун ЧМН-35М [2].

Износостойкие чугуны обладают улучшенным комплексом основных физико-

механических и служебных свойств, меньшей склонностью к разрушению, а также более

высоким уровнем сопротивления ударного и длительного циклического воздействия.

В результате выполнения комплекса исследований по выплавке и оценке основных

характеристик была разработана новая композиция чугуна для отливки деталей тележки

грузового вагона. При выпуске расплав дополнительно обрабатывается комплексным

модификатором, содержащим цирконий, барий, кальций и алюминий

Разработана новая марка чугуна условной марки ЧМН-35М, химический состав и

механические свойства которого приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Химический состав чугуна марки ЧМН-35М

Таблица 2

Механические свойства чугуна марки ЧМН-35М

По результатам исследования образцов чугуна, полученного при легировании

синтетического серого чугуна марки CЧ35 никелем и молибденом, c последующей

обработкой расплава модификатором «Z-GRAPH®T», установлено, что чугун марки ЧМН-

35М обеспечивает заданные параметры по химическому составу, механическим свойствам и

структуре.

При этом средний показатель временного сопротивления на разрыв составил свыше

380 Н/мм

при средней твердости 285 НВ.

Микроструктуру чугуна для колпака скользуна исследовали на шлифах,

изготовленных из рабочей поверхности. Исследование приводилось на инвертированном

микроскопе при увеличениях х100 и х500. Просмотр шлифов, в нетравленом виде, позволил

идентифицировать графитную фазу (рис. 2 а).

Марка

чугуна

Массовая доля элементов, %

С Si

Мо

Сr

Cu P S

не более

ЧМН-35М 2,5÷2,8 1,3÷1,5 0,7÷1,0 0,6÷0,9 0,5÷0,8 ≤0,3 ≤0,3 ≤0,2 ≤0,1

Марка

чугуна

Временное сопротивление при

растяжении, МПа, (кгс/мм

), не

менее

Твердость по Бринеллю

не менее

не более

ЧМН-35М

350 (35)

250

300