412 / 460
Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2
Materials Science
in Machine Building
____________________________________________________________________
412
В структуре металлической основы образцов из легированного чугуна наряду с
перлитом (рис. 2 б) присутствует игольчатый феррит (малоуглеродистый бейнит) и цементит
(рис. 2 в), при этом установлено, что:
- чугун имеет перлитно-ферритную металлическую основу;
- 85% занимают перлитные области;
- 30% перлита с межпластинчатым расстоянием 0,8-1,3 мкм;
- 70% перлита с межпластинчатым расстоянием 0,3 – 0,8 мкм;
- 15% занимает феррит, насыщенный сеткой из отдельных карбидных включений,
толщиной 1-5 мкм, длиной 5-30 мкм.
а
б
в
Рис. 2
. Микроструктура образцов:
а -
пластинчатая завихренная форма включений графита;
б -
перлит и игольчатый феррит;
в -
включения цементита
На основании сравнения данных по требованию технических условий и полученного
сплава можно утверждать, что чугун ЧМН-35М полностью соответствует эксплуатационным
требованиям, исходя из наличия необходимой твердости рабочих поверхности отливок,
которая напрямую связывается с величиной межремонтного пробега грузового вагона, а
также возможностью в дальнейшем проведения конструкторских доработок колпака
скользуна с целью уменьшения его материалоемкости.
Таким образом, целью исследования является установление износостойких свойств
материалов применяемых при изготовлении узлов тележки грузового вагона.
Задачами исследования является выявление зависимости весового износа, от длины пути
в результате взаимодействия трущихся поверхностей. Проведение сравнительных испытаний
материалов на основе сравнительной оценки триботехнических характеристик посредством
весового износа. А так же проведение металлографического анализ сплавов Fe-C, выявления
взаимосвязи структуры материала и износостойкости.
Выбор оборудования осуществлялся согласно точностным и динамическим
характеристикам, удовлетворяющим всем необходимым условиям проведения эксперимента.
В качестве испытательного оборудования используется машина трения модели 2168 УМТ
[3].
В качестве параметров при испытаниях выступают:
- окружная скорость вращения на поверхности вала (V), м/с;
- усилие прижима колодки к диску (P), Н;
- длина, пройденная валом относительно поверхности колодки (L), м.
Исследуемые пары трения на примере трибосочетания материалов в тележке
грузового вагона приведены в таблице 3.
Для оценки износостойких свойств материалов использовали режим близкий к
эксплуатационному:
- длина пути: 1000 метров.
- скорость вращения вала: 500 об/мин
- нагрузка колодки: 20 кг/см
2
.
Результаты испытаний материалов на машине трения 2168 УМТ приведены в таблице
3 и на рисунках 3 и 4.