ПОВЫШЕНИЕ ХЛАДОСТОЙКОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ

Abstract

Представлены результаты теоретических, лабораторных и промышленных исследований, направленных на повышение работоспособности железнодорожных рельсов в районах с тяжелыми условиями эксплуатации: пониженной температурой, сложным планом пути и повышенными нагрузками, что характерно для дорог Восточного полигона. Изучено влияние микролегирования рельсовой стали карбонитридообразующими элементами (ванадием, титаном, цирконием, ниобием) и азотом. Показано, что наиболее эффективно механические свойства и эксплуатационные показатели рельсов повышает введение в сталь ванадия и азота. Исследовано влияние редкоземельных металлов на неметаллические включения, микроструктуру и механические свойства рельсов. Выявлено, что модифицирование высокоуглеродистой стали редкоземельными элементами уменьшает ее загрязненность неметаллическими включениями и повышает хладостойкость рельсов. Рассмотрены вопросы оптимизации химического состава стали, направленной на повышение износостойкости рельсов. Установлено, что уровень износостойкости рельсов определяется сочетанием твердости и пластических свойств. Показано, что эффективным способом получения рельсов высокой надежности против хрупких и усталостных разрушений является технология TEC-DT — дифференцированное термоупрочнение рельсов с повторного нагрева воздухом управляемой влажности. Приведены результаты разработки химического состава и термической обработки рельсов из бейнитной стали, обладающих комплексом свойств, недостижимым для рельсов из перлитной стали: сочетанием высокой прочности, твердости, пластичности и ударной вязкости. Рельсы из бейнитной стали одновременно удовлетворяют требованиям к рельсам повышенной износостойкости, контактной выносливости и хладостойкости. Исследования проведены методами оптической и электронной микроскопии, микрорентгеноспектрального и рентгеноструктурного анализов. Приведены результаты определения механических свойств при растяжении, ударном изгибе, усталостных испытаниях, испытаниях на износ.