Технология термической обработки деталей железнодорожного транспорта

Раздел 1. Особенности эксплуатации деталей ждт, эксплуатационные характеристики и факторы, на них влияющие

Сравнительная характеристика качества автосцепок различных заводов

Корпуса автосцепок, изготовленные Уральским заводом, характеризуются значительно меньшим количеством изломов в эксплуатации, чем корпуса Люблинского и Бежицкого заводов. Причина – сталь Уралвагонзавода содержала небольшие количества хрома, никеля, меди, повышающие ее прочность за счет легирования феррита.

На этом заводе корпуса отливают с прибылью по перемычке, которая является наиболее слабым местом детали с точки зрения трещиноустойчивости. Значительно хуже работают корпуса Бежицкого сталелитейного завода (более 30% вышедших из строя).

Что касается дефектов, то в стержне хвостовика изломавшиеся корпуса Уралвагонзавода имеют разностенность, Бежицкого – разностенность и раковины, Люблинского – раковины и спаи.

Из общего количества изломов около 15% приходится на тяговые хомуты, где основной вид изломов – усталостные. В сечении без литейных дефектов – 60% изломов, по причине литейных дефектов – 30 %.

Хрупкий излом, которому способствовали газовые поры в металле тяговой полосы, наблюдался у 10% разрушенных хомутов. Развитию трещин в тяговой полосе способствует неравномерное распределение нагрузки на полосы от задней опорной части.

Из всего этого можно сделать вывод, что в эксплуатации наблюдается 2 вида изломов – хрупкий и усталостный. Некоторое количество изломов можно отнести к промежуточному типу – малоцикловой усталостный излом. Наличие изломов, имеющих усталостный характер, указывает на необходимость проведения испытаний корпуса автосцепки и тягового хомута на выносливость для совершенствования конструкции.

Факторами, способствующими изломам, являются:

- некачественное изготовление деталей (литье);

- нарушение технологии ремонта (сварка);

- усталостное старение металла (длительная эксплуатация);

- отрицательные температуры (хладноломкость).

Наибольшее количество изломов наблюдается в деталях, проработавших в эксплуатации более 15 лет.

Основные механические и эксплуатационные характеристики деталей ждт

1. Усталостная прочность деталей.

Большинство поломок деталей происходит от усталости металла. Явление усталости в металлах зависит от многих причин, в том числе качества термической и механической обработки деталей, дефектов в металле, конфигурации и размеров поверхностных дефектов, предела выносливости металла.

Литые концентраторы напряжений:

- галтели;

- выточки;

- острые кромки;

- надрезы.

Негативно влияет на трещиноустойчивость также увеличение размера детали, правка деталей после термической обработки (механическое восстановление конфигурации покоробленной детали).

Повышение предела прочности достигается за счет создания в поверхностных слоях детали сжимающих напряжений посредством термомеханической обработки, наклепа. В упрочнении стали всю большую роль играют процессы цементации, нитроцементации (карбонитрирования), азотирования. Эти виды химико-термической обработки позволяют увеличить усталостную прочность за счет повышения механических свойств поверхностного слоя детали.

После низкотемпературного отпуска термически упрочненных деталей напряжения изменяются и могут изменить знак на растягивающие.

При стендовых испытаниях в условиях, близких к эксплуатационным, трудно выявить воздействие циклической вязкости на трещиноустойчивость.