128 / 146
Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 4. 2017
Materials Science
in Machine Building
____________________________________________________________________
128
УДК 621.747.58
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ТЕРМООБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ
ДЕТАЛЕЙ
Е.О. ЧЕРТОВСКИХ
1
, инженер ОГМет,
А.В. ГАБЕЦ
1
, канд. техн. наук, директор по развитию
Д.А. ГАБЕЦ
2
, аспирант
А.М. МАРКОВ
2
, доктор техн. наук, профессор
Г.А. ОКОЛОВИЧ
2
, доктор техн. наук, профессор
(
1
ООО «АСЛЗ», г. Барнаул,
2
АлтГТУ г. Барнаул)
Чертовских Е.О. -
656037, г. Барнаул, пр. Калинина 116/52,
ООО «Алтайский сталелитейный завод»,
e-mail:
chertovskih13@gmail.comПроведено исследование влияния режимов термической обработки стали 20ГФЛ на
ударную вязкость KCV
-60
, являющуюся оценкой надежности изделий, работающих в сложных
климатических условиях. На основе ортогональной центральной композиционной матрицы
планирования эксперимента выполнен расчет уравнения полиномы 2-х степеней показателя
ударной вязкости KCV
-60
. Применена контролируемая термическая обработка с построением
термограмм критических точек инкубационного, перлитного, промежуточного превращения.
Трансмиссионной электронной микроскопией выявлена структура феррито-сорбито-бейнитная.
Ключевые слова:
феррито-перлит, нижний бейнит, ударная вязкость, критические
точки, промежуточное превращение.
Введение
В конструкции грузового вагона до 70% литых деталей изготавливается из
низкоуглеродистой стали 20ГФЛ, где общий суммарный вес деталей в одном вагоне составляет 4
т. Это детали автосцепного устройства и тележки вагона. Средняя востребованность
машиностроительной отрасли в деталях для постройки новых вагонов составляет 140 тыс. тонн
литья/год. Особого внимания к себе требуют ответственные высоконагруженные крупные детали:
рама боковая и балка надрессорная. На боковую раму и балку надрессорную воздействуют
статические и динамические нагрузки в продольном и поперечном направлениях, а также
крутящие моменты в вертикальных и горизонтальных плоскостях. Основным видом разрушения
является вязкий-хрупко излом. Из-за износов частей узла гашения колебаний, отмечено
повышение нагрузок. Смыкание пружин и стыковые переезды усиливают ударные нагрузки. В
ходе исследования установлено, что пик разрушений наблюдается при отрицательных
температурах. На основании статистических данных известно, что зарождение трещины
происходит в летний период времени, а разрушение детали в зимний [1 - 6].
Методика экспериментального исследования
Рамы боковые и балки надрессорные изготавливаются из стали 20ГФЛ, химический
состав которой представлен в таблице 1 [3].
Таблица 1
Химический состав стали 20ГФЛ
Массовая доля химических элементов,%
С Si
Mn
P
S
Cr
Ni
Cu V Al
0,19 0,42 1,15 0,01 0,01 0,08 0,05 0,1 0,06 0,03