Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The diagnostics and ways heat treatment optimization of a railway wheels steel

Vira Volodymyr, Kulyk Volodymyr, Chepil Roman, Kharchenko Yevhen, Duriagina Zoia

Diagnostyka

|

2019

|

Vol. 20, No. 2

105--111

EN

A high resolution sensor of linear displacements has been elaborated for diagnosing the size of the crack tip opening in standard test specimens. Based on the data measured during fatigue crack growth resistance tests of a wheel steel heat treated after various modes, calculations of the strain and energy parameters of local fracture were performed for the corresponding variants of treatment, and fatigue crack growth rate diagrams were constructed using different approaches of fatigue fracture mechanics. It was established that the diagrams obtained using the strain and energy approaches are more sensitive to material microstructure and its mechanical properties than the traditional diagrams obtained using the stress approach. Based on the parameters of the fatigue crack growth resistance estimated using the strain and energy approaches, the effective diagnostics and the best heat treatment mode for the wheel steel was developed. It comprises the stages of isothermal quenching and tempering at a temperature of 500 °С, providing the highest fatigue fracture toughness of the steel.

PL

Opracowano czujnik przemieszczeń liniowych o podwyższonej czułości dla diagnozowania rozwartości szczeliny na podstawie określenia odkształceń i energetycznych parametrów uszkodzenia lokalnego. W oparciu o różne podejścia mechaniki zniszczenia zmęczeniowego zostały skonstruowane diagramy prędkości propagacji pęknięć zmęczeniowych w stali koła kolejowego po różnych rodzajach obróbki cieplnej. Ustalono, że diagramy odporności na pękanie, otrzymane według odkształceniowego lub energetycznego podejścia, są bardziej wrażliwe do strukturalnych i mechanicznych własności materiałów w porównaniu z tradycyjnymi diagramami otrzymanymi według podejścia siłowego. Pokazano zalety odkształceniowego i energetycznego podejścia w porównaniu z podejściem siłowym w zakresie optymalizacji charakterystyk odporności materiałów na pękanie. Dokonano skutecznej diagnostyki stanu technicznego materiału oraz optymalizacji obróbki cieplnej stali kół kolejowych. Ustalono, że hartowanie izotermiczne z odpuszczaniem przy temperaturze 500°C zapewnia najwyższą odporność stali na pękanie.

2

Trwałość stali konstrukcyjnych po jednocyklowym przeciążeniu przy zmiennym zginaniu ze skręcaniem w warunkach rozwoju pęknięcia

Gasiak G.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 4

332--338

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu jednocyklowego przeciążenia na trwałość zmęczeniową próbek wykonanych ze stali 10HNAP i 18G2A. Badania przeprowadzono w warunkach złożonego stanu obciążenia, tj. zginania ze skręcaniem przy stosunku amplitudy momentu zginającego do skręcającego Mag/Mas = 1,73 oraz 0,57. Przeciążenie o współczynnikach kj = 1,5 i 2,0 zadano jednokrotnie dla każdej próbki przy określonej długości pęknięcia zmęczeniowego. Wykazano, że jednocyklowe przeciążenie próbek z ostrym karbem poddanych zginaniu ze skręcaniem powoduje zwiększenie ich trwałości o około 36% dla stali 10HNAP i około 39% dla stali 18G2A.

EN

The paper presents the test results concerning the influence of one-cycle overload on the fatigue life of specimens made of 10HNAP and 18G2A steels. The tests were performed under complex loading, i.e. bending with torsion for the ratios of bending moment and torsional moment Mag/Mas = 1.73 and 0.57. Overload for coefficients kj = 1.5 and 2.0 was applied one time for each specimen under a given length of a fatigue crack. It has been shown that onecycle overload of specimens with a sharp notch subjected to bending with torsion causes an increase in their fatigue life by about 36% for 10HNAP steel and about 39% for 18G2A steel.

3

Trwałość stali konstrukcyjnych przy uwzględnieniu kąta fazowego przesunięcia pomiędzy zginaniem i skręcaniem

Gasiak G.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 2

95--100

PL

Przeprowadzone w pracy badania próbek (rys. 2) wykonanych ze stali konstrukcyjnych 10HNAP i 18G2A przy cyklicznym zginaniu ze skręcaniem umożliwiły poznanie wpływu kąta fazowego przesunięcia φ pomiędzy amplitudą momentu zginającego Mag a amplitudą momentu skręcającego Mas na ich trwałość zmęczeniową Nf. Wykazano, że zwiększenie stosunku amplitudy momentu zginającego do amplitudy momentu skręcającego od wartości Mag/Mas = 1,33 do 2 przy stałej wartości początkowej amplitudy momentu zginającego Mag = 15 N·m i przyjętych kątach przesunięcia fazowego φ = 0°, 30°, 45°, 60° powoduje zwiększenie trwałości zmęczeniowej Nf próbek wykonanych zarówno ze stali 10HNAP, jak i ze stali 18G2A. Dalsze zwiększenie stosunku Mag/Mas do wartości 4 powoduje zmniejszenie wartości zmęczeniowej Nf (tab. 1÷3). Związki opisujące trwałość zmęczeniową otrzymane na podstawie wzorów Parisa i Formana bez udziału kąta fazowego przesunięcia φ oraz te same związki z wprowadzonym katem fazowego przesunięcia φ oraz ekwiwalentnym zakresem współczynnika intensywności naprężeń Δ Keq pozwalają w zadowalający sposób oszacować trwałość próbek wykonanych ze stali 10HNAP i 18G2A i obciążonych amplitudami momentu zginającego i skręcającego z przesunięciem fazowym (rys. 4÷7).

EN

The specimens (Fig. 2) made of 10NHAP and 18G2A steels were tested under cyclic bending with torsion. Determination of influence of the phase shift angle φ between the bending moment amplitude Mag and the torsional moment amplitude Mas on the steel fatigue life Nf was the aim of the tests. It has been shown that increase of the ratio Mag/Mas from 1.33 to 2 under the constant initial bending moment amplitude Mag = 15 N·m and the assumed phase shift angles φ = 0°, 30°, 45°, and 60° causes increase of the fatigue life Nf of the specimens made of both considered steels. Further increase of the ratio Mag/Mas to 4 causes decrease of the fatigue lifeN f (Tab. 1, 2, 8). The relations describing the fatigue life obtained from the formulas proposed by Paris and Forman with no participation of the phase shift angle φ, and the same relations with the included phase shift angle and the equivalent range of the stress intensity ratio ΔKeq allow to estimate the fatigue life of the specimens made of 10HNAP and 18G2A steels under the amplitudes of bending moment an torsional moment with phase shift (Fig. 4÷7).