An Analysys of Wear and Mechanical and Tribological Properties of High-Manganese Cast Steel Hardened by Different Methods

• Autorzy: Tryba D. , Kot M. , Antosz A.

Warianty tytułu

PL

Analiza zużycia oraz własności mechanicznych i tribologicznych wysokomanganowego staliwa umacnianego różnymi metodami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Properties of high manganese austenitic cast steel are not satisfactory; therefore, this material should be hardened. Currently, the commonly used method of hardening does not allow eliminating problems related to premature wear of railway frogs. Therefore, many studies have been carried out to find an alternative method to obtain improved wear resistance of such elements. The article presents an analysis of the mechanical and tribological properties of base and hardened, by different methods, high-manganese cast steel applied for turnouts. Tests were performed for three hardening methods: explosive, pressure-rolling, and dynamic impact. The results were compared with the properties of base material after saturation treatment. The conducted tests allowed the determination of hardness profiles of hardened surfaces, as well as the wear resistance and coefficient of friction, and the obtained results are very promising. Hardening by dynamic impact provided much better results in relation to presently used explosive hardening technology.

PL

Właściwości austenitycznego wysokomanganowego staliwa nie są zadowalające, dlatego też materiał ten należy umacniać. Obecnie powszechnie stosowana metoda umacniania nie pozwala na wyeliminowanie problemów związanych z przedwczesnym zużyciem dziobów krzyżownic. W związku z tym wykonano badania mające na celu znalezienie alternatywnej metody dającej lepsze rezultaty. W pracy przeprowadzono analizę zużycia, właściwości mechanicznych oraz tribologicznych wysokomanganowego staliwa w wyniku zastosowania różnych technik umacniania. Podczas badań zastosowano metody umacniania wybuchowego, nagniatania naporowo-tocznego oraz dynamicznego. Wyniki porównano ze sobą oraz odniesiono je do właściwości materiału nieumocnionego, po przesycaniu. Badania pozwoliły na określenie twardości powierzchni, rozkładów twardości, wskaźnika zużycia objętościowego oraz współczynnika tarcia. Otrzymane wyniki badań są obiecujące. W wyniku nagniatania dynamicznego uzyskano lepsze wyniki w stosunku do badanego materiału umacnianego wybuchowo.

Słowa kluczowe

EN

Hadfield cast steel; wear; hardness; explosive hardening; static hardening; dynamic hardening

PL

staliwo Hadfielda; zużycie; twardość; umacnianie wybuchowe; umacnianie statyczne; umacnianie dynamiczne

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 4
• Strony: 137--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Tryba D.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kot M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Antosz A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. Aniołek K., Herian J.: Obciążenie i zużycie rozjazdów kolejowych w warunkach eksploatacyjnych oraz materiały stosowane do ich budowy, Technika Transportu Szynowego, Radom, Instytut Naukowo-Wydawniczy, 2013, nr 2–3, s. 85–89.
• 2. Praca zbiorowa pod redakcją Jerzego Pacyny, Ćwiczenia z materiałów metalicznych, Kraków, Wyd. Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Akademii Górniczo-Hutniczej, 2003.
• 3. PN-EN 13848-1+A1:2008 (E) Kolejnictwo – Tor – Jakość geometryczna toru – Część 1: Charakterystyka geometrii toru.
• 4. Grulkowski S., Kędra Z., Koc W., Nowakowski M. J.: Drogi szynowe, Gdańsk, Wyd. Politechniki Gdańskiej, 2013.
• 5. Kolejowe Zakłady Nawierzchniowe Bieżanów, materiały własne.
• 6. Havlicek P., Nesvadba P.: Application of explosive hardening on railway infrastructure parts, „METAL”, Brno, Czech Republic, 18 (2011), 20.5.
• 7. Havlicek P., Nesvadba P.: Application of explosive hardening on railway infrastructure parts „METAL”, Brno, Czech Republic, (2012), 23. 25. 5.
• 8. Tryba D., Kot M.: The effect of pressure - rolling of welded turnouts and railroads on their wear resistance, Tribologia, 48 (2017), 77–81.
• 9. Harzallah R., Mouftiez A., Felder E., Hariri S.: Rolling contact fatigue of Hadfield steel X120Mn12, Wear 269 (2010), 647–654.
• 10. Warunki Techniczne wykonania i odbioru odlewów krzyżownic i dziobnic z austenitycznej stali manganowej Nr: WTWiO-01/12/MN.
• 11. Chronowska-Przywara K., Kot M., Zimowski S.: Techniki badawcze w analizie właściwości mechanicznych i tribologicznych cienkich warstw i powłok. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej 83 (2014), 39–49.
• 12. PN-EN 15689 Kolejnictwo – Tor – Rozjazdy i skrzyżowania – Odlewy elementów krzyżownic z austenitycznej stali manganowe.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).