Фактори, що впливають на експлуатаційну стійкість термічно зміцнених з нагріву СВЧ рамних рейок. Фізичні закономірності процесу індукційного нагріву, що впливають на формування аустенітної структури. Кінетика перетворень при безперервному нагріванні.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук РОЗРОБКА, ВИПРОБУВАННЯ ТА ВПРОВАДЖЕННЯ РЕЖИМІВ І ТЕХНОЛОГІЇ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ РАМНИХ РЕЙОК З ІНДУКЦІЙНОГО НАГРІВУРобота виконана на кафедрі термічної обробки металів Державної металургійної академії України (м. ДМЕТАУ, завідувач кафедрою термічної обробки металів Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Воробйов Геннадій Михайлович, Приднепровська державна академія будівництва та архітектури, провідний науковий співробітник центральної лабораторії експериментальних досліджень; кандидат технічних наук Вахрушева Віра Сергіївна, Державний науководослідний та конструкторсько-технологічний інститут трубної промисловості міністерства промислової політиці України, завідуюча відділенням матеріалознавства, технології термічної обробки, нагріву та охолодження металу. Захист відбудеться “08” грудня 1998 р. о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.084.02 у Державній металургійній академії України (320635,Україна, м.Проте зараз існуюча технологія не забезпечує достатню стабільність службових властивостей, не дозволяє одержати експлуатаційні характеристики рамних рейок, що вимагаються. Ці обставини обумовлюють актуальність досліджень, які повязані зі створенням нової технології і режимів термічної обробки рамних рейок з індукційного нагріву. Окремі результати дисертації наведені в заключних звітах науково-дослідних робіт: "Разработать и освоить усовершенствованную технологию и оборудование упрочнения с нагрева ТВЧ остряков и рамных рельсов", Дніпропетровськ, 1987; "Исследовать, разработать и внедрить усовершенствованную технологию закалки ТВЧ рельсовых деталей в цехе стрелочных переводов", Дніпропетровськ, 1989; "Разработать и испытать оборудование и технологию рационального водовоздушного охлаждения остряков и рамных рельсов", Дніпропетровськ, 1992. Мета даної роботи полягала в розробці, випробовуванні та впровадженні режимів і технології індукційного термічного зміцнення рамних рейок стрілочних переводів, що працюють в умовах промислових залізниць. Для досягнення поставленої мети вирішили наступні задачі:-вивчили фактори, що впливають на експлуатаційну стійкість термічно зміцнених з нагріву СВЧ рамних рейок;Войкова (найбільш розвиненої сучасної виробничої бази по виготовленню стрілочних переводів) нової гартівної каретки, збільшення продуктивності пристрою СВЧ і використання принципово нового нагрівального обладнання вимагало вивчення умов нагріву і охолоджування рейок, аналізу при цьому фізичних і термодинамічних процесів ,що відбуваються, вивчення характеру аустенітизації і розпаду переохолодженого аустеніту, розробки режимів індукційного нагріву і термозміцнення. Войкова, застосовуючи двухкатушковий або трехкатушковий індуктори потужністю до 100 або 250 КВТ і, відповідно, машинний потужністю 100 КВТ або тиристорний (ТПЧ-250-24-312-2УХЛ4 потужністю 250 КВТ) перетворювач частоти, при швидкостях переміщення рейок у гартівному приладі у 5-6.7 або 8.3 мм/с і потужності, що відбирається, у 100 або 130-200 КВТ. Температурне поле у головці рейки при нагріванні СВЧ фіксували електричним потенціометром КСП-2 за допомогою хромель-алюмелевих (Х-А) термопар, введених у головку через отвір, виконаний як східчастий конічний канал, просвердлений з боку підошви з метою усунення ефекту локального перегріву, і закарбованих на глибині 1-17 мм від поверхні катання. З рейок, які були оброблені за дослідними режимами, вирізували поперечні темплети з повним профілем рейки, які шліфували з двох сторін і вимірювали на них твердість приладом ТК-2 (Роквелл) вздовж осі і на викружках в шаховому порядку, у відповідності з вимогами ДГСТ 24182-80. Для збільшення продуктивності пристрою СВЧ і підвищення питомої потужності при нагріванні був використаний трехкатушковий індуктор потужністю до 200 КВТ і тиристорний перетворювач частоти струму, - це дозволило збільшити швидкість переміщення рейок в гартівний каретці до 8.3 мм/с.Застосовувані в наш час традиційні режими і технологія термічної обробки рамних рейок з використанням індукційного нагріву не забезпечують в повній мірі вимоги нормативних документів. Встановлено, що недостатнє зміцнення поверхневого шару рамних рейок умовлене наявністю надлишкового фериту, що сприяє стиранню поверхні катання, а перехідна зона у головці є ініціатором пластичної деформації бокової грані, що веде до утворення напливів. Виявлені нові особливості процесу аустенітизації металу голівки рейок при високотемпературному індукційному циклічному нагріванні (при температурі 1180°C), в наслідок чого іде формування некрупно зернистого, а дрібнозернистого аустеніту (зерно №8-12 по шкалі ДГСТ 5639-82), що обумовлено високою щільністю дислокацій і великими мікровикривленнями кристалічної решітки; має місце зменшення розміру областей когерентного розсіювання в кристалах фериту після зміцнення і розширення перехідної зони часткової аустенітизації.