

Механики XXI веку. №15 2016 г.
300
transformation structural scheme of this system is offered. Negative feed back tie physically at action on system of force
(kinematical) external disturbance is dynamical stiffness of isolate elastical system and generalized spring (quasi-
spring) in statical condition. Ising of method is considered on example of system with two freedom degrees.
УДК 621.791.01
Влияние промежуточных вставок на структуру сварного шва
разнородных сталей
Денисова А.С.
Новосибирский государственный технический университет, пр. К.Маркса, 20, г. Новосибирск, Россия
bann2010@mail.ruКлючевые слова:
разнородные стали, контактная сварка, промежуточные вставки, структур-
ные исследования
В данной работе объектом исследований являлись соединения элементов железнодорожных стрелоч-
ных переводов. Основная проблема, возникающая при сварке разнородных сталей, заключается в формирова-
нии высокохрупких мартенситных прослоек в сварном шве, снижающих трещиностойкость соединения. Од-
ним из способов уменьшения объемной доли формирующегося мартенсита и снижения его твердости являет-
ся использование барьерных слоев при сварке. В работе приведены результаты структурных исследований
сварных швов, полученных стыковой контактной сваркой заготовок из разнородных сталей Э76 и 12Х18Н10Т,
выполненных без вставки и через вставку из стали 20, толщиной 5 и 20 мм. Кроме того, была исследована
структура, формирующаяся в облое. Для исследования структуры сварных швов использовался метод свето-
вой микроскопии, а также измерение микротвердости по методу Виккерса.
Введение. Одним из важнейших элементов железнодорожного пути является стрелочный пе-
ревод. Годы эксплуатации показали, что традиционное болтовое соединение является менее выгод-
ным по сравнению со сварным стрелочным переводом. Сваренный рельс обладает непрерывной гео-
метрией, что благоприятно влияет на надежность и долговечность конструкции. Также применение
сварки позволяет уменьшить количество дорогостоящей стали Гадфильда, которая используется для
создания крестовины [1 - 3]. Развитие технологий приводит к тому, что с течением времени значи-
тельно увеличивается скорость движения поездов и уровень механической нагрузки, прикладывае-
мой к рельсам, а значит, повышаются требования к надежности стрелочных переводов [4]. Метод со-
единения крестовины и рельсового окончания должен обеспечивать высокую трещиностойкость и
прочность применяемых материалов. В соответствии с технологией, предложенной авторами патента
[5], при получении крестовины образуется два сварных шва: между сталями Э76 и 12Х18Н10Т, а
также между сталями 110Г13Л и 12Х18Н10Т. Применение промежуточной вставки из хромоникеле-
вой стали позволяет совместить условия сварки стали Гадфильда и рельсовой стали. Соединение вы-
сокомарганцовистой и хромоникелевой сталей не вызывает затруднений, так как обе стали принад-
лежат к одному структурному классу и отличаются лишь химическим составом. Однако в процессе
формирования второго шва образуется сложная переходная зона с локальными мартенситными уча-
стками, понижающими трещиностойкость конструкции. Это обусловлено различием структурных
классов соединяемых материалов. Хромоникелевая сталь принадлежит аустенитному классу, а рель-
совая – перлитному. Для того чтобы повысить надежность сварного соединения, необходимо умень-
шить количество мартенсита в пришовной зоне или понизить уровень его прочностных характери-
стик [6].
В работе [7] был исследован один из способов, позволяющих устранить мартенсит – термиче-
ская обработка. Сварное соединение подвергали отпуску в диапазоне температур 300…800 °С, а так-
же высокотемпературному отжигу при 1000 °С. Однако структурные исследования показали, что
проведение отпуска при различных температурах приводит к увеличению ширины переходной зоны с
1000 до 2000 мкм, при этом распада мартенсита не происходит, его микротвердость составляет около
600 HV, твердость исходных сталей незначительно понижается. Высокотемпературный отжиг приво-
дит к значительному увеличению ширины переходной зоны (до 7000 мкм). Таким образом, термиче-
ская обработка не способствует повышению трещиностойкости данных сварных соединений. Мар-
тенсит сохраняется в локализированных участках даже при высоких температурах обработки. Это
связано с повышенным содержанием легирующих элементов в таких зонах.