Problems of Ensuring Safe Operation of Freight Wagon Trolleys at Low Temperatures

Abstract

Представлена оценка хладостойкости стали 20ГЛ, которая широко применяется для изготовления ответственных конструкций (в частности, тележек грузовых вагонов), эксплуатирующихся при пониженных температурах.Для решения поставленной задачи были проведены испытания на ударный изгиб исследуемых металлов в диапазоне температур климатического холода (–80…–20 оС) с последующим исследованием изломов металлов, проведена оценка структурного состояния стали, которая подвергалась термической обработке по режиму завода-изготовителя и термоциклической обработке (ТЦО).Исследования проводились с использованием маятникового копра МК-300, специально разработанного для охлаждения образцов камеры, а также методов оптической (KEYENCE VHX-1000) и электронной микроскопии (JSM-3U), фрактографических исследований. В ходе исследования были получены данные по изменению ударной вязкости, механизмам разрушения металла для широкого диапазона низких температур, а также по температуре вязко-хрупкого перехода. Проведена операция ТЦО сплава 20ГЛ для оценки влияния измельчения зерна на работоспособность при отрицательных температурах.В результате проведенной работы дана оценка хладостойкости стали 20ГЛ. Установлено, что термическая обработка завода-изготовителя, состоящая из нормализации и высокого отпуска, позволяет обеспечивать надежную эксплуатацию изделий из исследуемой стали до –20 оС, что соответствует температуре вязко-хрупкого перехода (Т50). Показано, что измельчение зерна при ТЦО не улучшает хладостойкость стали 20ГЛ, наоборот, происходит смещение температуры вязко-хрупкого перехода в сторону бόльших температур (Т50 = –13 оС). Однако результаты измерения микротвердости (до ТЦО 1591 МПа, после ТЦО 1911 МПа) показывают улучшение прочностных характеристик исследуемой стали после термоциклической обработки.