Influence of Electrolytic -Plasma Surface Hardening on the Surface Properties of Bandage Steel

• Autorzy: Tabieva Erkezhan , Rahadilov Bauyrzhan , Satbaeva Zarina , Kenesbekov Aidar , Uazyrkhanova Gulzhaz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.5971

Warianty tytułu

PL

Wpływ hartowania elektrolityczno - plazmowego na własności powierzchni stali stosowanej na obręcze kół kolejowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work is devoted to the research of the influence of the technological parameters of electrolytic-plasma surface hardening on the structure and tribological properties of the surface of samples of the retaining steel Mark 2. Electrolytic-plasma surface hardening was carried out in an electrolyte from an aqueous solution of 10% urea and 10% sodium carbonate. According to the result of metallographic and X-ray diffraction analysis, it was determined that the phase composition of steel Mark 2 after processing varies, and fine martensite with a small amount of troostite and iron oxide is formed on the surface of the samples. Tribological experiments of samples without lubrication were carried out. These experiments have shown that all the samples studied have an increased wear resistance, which may be associated with the formation of a fine-grained martensitic structure. It was shown that from the point of view of the complex of the properties obtained, and the most promising is electrolytic-plasma action with a treatment time of 4 s.

PL

Praca opisuje wpływ parametrów technologicznych elektrolityczno-plazmowego hartowania powierzchniowego na strukturę i właściwości tribologiczne stali „Mark 2“ (GOST 398-96). Stal GOST 398-96 – „Mark 2” jest niestopową stalą średniowęglową i jest najczęściej stosowanym materiałem na obręcze kół kolejowych w Kazachstanie.Hartowanie elektrolityczno-plazmowe przeprowadzono w 10-proc. roztworze wodnym mocznika z dodatkiem 10% węglanu sodu. Na podstawie wyników analizy metalograficznej i badań z zastosowaniem dyfrakcji rentgenowskiej ustalono, że skład fazowy stali „Mark 2” po obróbce cieplnej jest zróżnicowany a na powierzchni próbek powstaje drobny martenzyt z niewielką ilością trostytu i tlenku żelaza. Przeprowadzone badania tribologiczne podczas tarcia suchego wykazały zwiększenie odporność na zużycie próbek poddanych hartowaniu elektrolityczno-plazmowemu w stosunku do próbek w stanie nieobrobionym cieplnie. Efekt ten może być związany z tworzeniem się na powierzchni drobnoziarnistej struktury martenzytycznej. Badania porównawcze próbek stalowych poddanych obróbce cieplnej z różnymi parametrami technologicznymi wykazały, że najbardziej korzystna jest obróbka elektrolityczno-plazmowa wykonana w czasie 4 s.

Słowa kluczowe

EN

electrolytic-plasma surface hardening; bandage steel; wear resistance; microstructure; microhardness

PL

elektolityczno-plazmowe hartowanie powierzchniowe; stal bandażowa; odporność na zużycie; mikrostruktura; mikrotwardość

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 4
• Strony: 105--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Tabieva Erkezhan

• D. Serikbayev East-Kazakhstan State Technical University, Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan

autor

Rahadilov Bauyrzhan

• S. Amanzholov East-Kazakhstan State University, Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan

autor

Satbaeva Zarina

• S. Amanzholov East-Kazakhstan State University, Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan

autor

Kenesbekov Aidar

• D. Serikbayev East-Kazakhstan State Technical University, Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan

autor

Uazyrkhanova Gulzhaz

• D. Serikbayev East-Kazakhstan State Technical University, Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan

Bibliografia

• 1. Razumov A. S., Pasholok I. L., Zurenko V. N.: Wheels high operational stability for freight cars of new generation, Development of railway transport in the context of reforms, 2007, pp. 199–206 (in Russian).
• 2. Aksoy A., Altan A.: The integrated Locomotive Assigment and Crew Scheduling Problem, International Journal of Computational Engineering Research, 2013, pp. 18–24.
• 3. Babachenko A. I., Kononenko A. A., Dementieva G. A., Litvinenko P. L., Knush A. V.: Issledovanie prichin obrasovania defektov na poverhnosti katania vusokoprochnuh koles v prozesse ekspluatazii (Research the causes of defects on the surface of the high-rolling wheels during operation), Rail Ukraine, 5, 2010, pp. 35–38 (in Russian).
• 4. Babichenko A. S., Togobitsky D. N., Kozachok A. S., Golovko L. N., Kononenko A. A.: Knysh Conceptual framework for the selection of the chemical composition of steel for railway wheels, Metallography and heat treatment of metals, 4, 2014, pp. 34–48 (in Russian).
• 5. Klimenov V. A., Kovalevskaya Zh. G., Uvarkin P. V., Belyavskaya O. A., Tolmachev A. I.: Ultrasonic surface treatment – a method of increasing the service life of locomotive wheel bandages, Heavy engineering 12, 2009, pp. 24–28 (in Russian).
• 6. Yokoyama H., Mitao S., Yamamoto S., Kataoka Y., Sugiyama T.: High Strength Bainitic Steel Rails for Heavy Haul Railways with Superior Damage Resistance,NKK Technical Review No. 84, taken on Feb 8th 2011.
• 7. Meletis E. I., Nie X., Wang F. L., Jiang J. C.: Electrolytic plasma processing for cleaning and metal-coating of teel surface, Surfce and Coatings Nechnology 150 (2002), pp. 246–256.
• 8. Saltykov S. А.: Stereometric metallography, M: Metallography, 1970, p. 376.
• 9. Chernyavsky К. S.: Stereology in Metallurgy, Moscow:Metallurgy, 1977, p. 280.
• 10. Skakov М. К., Rahadilov B. К., Zarva D. B., Gulkin A. V.: Installation of electrolytic-plasma processing, Innovative patent for the invention of the Republic of Kazakhstan: IPC С255F 7/00 – No. 29978, Application. 03/02/2014; Publ. 15.06.2015, Bul. № 6.
• 11. Rakhadilov B., Zhurerova L., Pavlov A.: Method of Electrolyte-Plasma Surface Hardening of 65G and 20GL Low-Alloy Steels Samples, Materials Science and Engineering, 2016 (142), pp. 1–7.
• 12. Skakov M., Rakhadilov B., Scheffler M., Batyrbekov E.: Microstructure and tribological properties of electrolytic plasma nitrided high-speed steel, Materials Testing, 2015, 57(4), pp. 360–364.
• 13. Yi J., Li J., Lu J., Liu Z.: On the stability and agility of aggressive vehicle maneuvers: a pendulum-turn maneuver example, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 3, 2012, pp. 663–676.
• 14. Babachenko A. I., Knish A. V., Kuzmitchov V. M., Litvinenko P. L., Polsky G. M., Bєsєdnov S. V., Roslіk O. B.: Zamovnik i patentovlasnik Іnstitut chornoї metalurgії Natsіonalnoї Academiy Nayk Ukrainu (Customer and patentee Iron and Steel Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine), 2011, publ. 04.25.2013, Bull. No. 8.
• 15. Skakov M., Rakhadilov B., Batyrbekov E.: The formation of modified layers at high-speed steels after electrolyticplasma nitriding, Applied Mechanics and Materials, 682, 2014, pp. 104–108.
• 16. Mazhyn S., Bauyrzhan R., Michael S.: Effects of electrolyte plasma carbonitriding on tribological properties of high speed steel, Advanced Materials Research, 2013, pp. 7–11.
• 17. Skakov M., Rakhadilov B., Scheffler M., Batyrbekov E.: Microstructure and tribological properties of electrolytic plasma nitrided high-speed steel, Materials Testing, 57(4), 2015, pp. 360–364.
• 18. Skakov М. К., Sapatayev E., Verigin A.: Abrasive wear test plant, Innovative patent for the invention of the Republic of Kazakhstan: G01N 3/56 – № 2328720, Application 09/07/2012; Publ. 15.05.2013, Bul. No 5.
• 19. Skakov M., Rakhadilov B., Scheffler M.: Modification of structure and properties of steel P6M5 at electrolyteplasma treatment, Advanced Materials Research, 601, 2013, pp. 64 68.
• 20. Tulenbergenov T., Skakov M., Kolodeshnikov A., Zuev V., Rakhadilov B., Sokolov I., Ganovichev D., Miniyazov A., Bukina O.: Interaction between nitrogen plasma and tungsten, Nuclear Materials and Energy, 13, 2017, pp. 63–67.

Uwagi

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