W artykule scharakteryzowano perlityczne stale szynowe stosowane w budowie dróg kolejowych. Przedstawiono konstrukcje i wymagania stawiane rozjazdom kolejowym. W pomiarach eksploatacyjnych określono zużycie na powierzchni tocznej dzioba krzyżownicy rozjazdu kolejowego, które przedstawiono w trzech przekrojach od czoła dzioba za pomocą profilomierza laserowego. Wykazano występowanie nierównomierności zużycia profilu powierzchni tocznej na długości dzioba krzyżownicy. Omówiono wpływ parametrów procesu wyżarzania izotermicznego na morfologię perlitu i właściwości stali R260. Strukturę perlityczną o zróżnicowanej morfologii perlitu uzyskano podczas fizycznego modelowania wyżarzania izotermicznego na symulatorze Gleeble 3800. Badania mikrostruktury wykonano na skaningowym mikroskopie elektronowym HITACHI S-3400N. Po obróbce cieplnej stwierdzono występowanie mikrostruktury perlitycznej o koloniach perlitu drobniejszych w stosunku do kolonii po walcowaniu na gorąco. Wykazano, że obniżenie temperatury wytrzymania izotermicznego wpływa na zmniejszenie odległości międzypłytkowej w stali perlitycznej. Na podstawie otrzymanych wyników opracowano zależności pomiędzy odpornością na zużycie ścierne a morfologią perlitu dla warunków eksploatacyjnych występujących w rozjazdach kolejowych. Przeprowadzone badania po twierdziły, że wytrzymałość na rozciąganie jest zależna liniowo od temperatury wyżarzania izotermicznego i zwiększa się ze zmniejszeniem odległości między płytkami cementytu. Badania odporności na zużycie przez tarcie wykonano dla stali o różnej morfologii perlitu na stanowisku Amslera w warunkach tarcia toczno-ślizgowego. Wykazano, że zużycie materiału jest zależne od parametrów eksploatacyjnych oraz odległości między płytkami cementytu. Odporność na zużycie stali R260 o różnej morfologii perlitu rośnie, gdy maleje odległość między płytkami cementytu oraz zmniejsza się ze wzrostem obciążenia i poślizgu.
EN
The article presents the characteristics of pearlite rail steels used in the construction of railways. The text shows constructions and requirements set to the switches. The tribological wear on the rolling surface of an actual frog point of the switch was determined in the operational measurements. These measurements were presented in three sections from the front of the actual frog point using a laser profile measurement gauge. It has been shown that there are some irregularities of the rolling surface section wear on the length of the actual frog point. The article discusses the influence of isothermal annealing process parameters on the pearlite morphology and properties of the R260 steel. The pearlite structure with a diverse pearlite morphology was obtained in the physical modelling of the isothermal annealing on the 3800 Gleeble Simulator. Tests of microstructure were carried out on the HITACHI S-3400N scanning electron microscope. After the heat treatment, the existence of the pearlite microstructure with pearlite colonies was identified. They were smaller in relation to colonies after the hot rolling process. It was shown that the reduction of isothermal holding temperature influences the decrease of the interlamellar distance in the pearlite steel. On the basis of the received results, the dependences between the resistance to the wear and the pearlite morphology for operational conditions occurring in the switches were estimated. The examination of mechanical properties evaluation confirmed, that the tensile strength is dependent lineally on the isothermal annealing temperature and increases as the interlamellar distance in cementite decreases. The resistance to the wear tests were conducted for steel with a different morphology of pearlite on the Amsler stand in conditions of rolling-sliding frictions. It was shown that the material wear depends on the operational parameters, as well as on the interlamellar distance. The resistance to the wear of R260 steel with a different pearlite morphology increases, when the interlamellar distance in cementite decreases and decreases as the load and slip increase.
Zróżnicowanie mikrostruktury i właściwości kształtowników szynowych ze stali R260 uzyskano w procesie walcowania oraz w procesie wyżarzania izotermicznego. W procesach analizowano wpływ temperatury końca walcowania kształtowników (880 i 930°C) oraz temperatury przemiany perlitycznej (480 do 620°C) podczas obróbki cieplnej na mikrostrukturę stali. Właściwości stali o różnej morfologii perlitu oceniono w próbie statycznej rozciągania. Badania mikrostruktury przeprowadzono na mikroskopie skaningowym. Do oceny ilościowej kolonii perlitu wykorzystano program komputerowy „Met–Ilo v.3.5”. W badaniach analizowano zmiany płaskiego pola powierzchni kolonii perlitu i odległości między płytkami cementytu oraz ich rozkłady w zależności od parametrów procesu. Stwierdzono, że właściwości stali są zależne od odległości między płytkami cementytu i średniej średnicy kolonii perlitu. Rozkład średniej średnicy kolonii perlitu jest zbliżony do rozkładu normalnego. Materiał po wyżarzaniu izotermicznym w temperaturze 550°C posiadał dużą jednorodność kolonii perlitu, mniejszą wykazały materiały z pozostałych wariantów procesu.
EN
Diverse microstructures and properties or rail sections made of the R260 steel were obtained through rolling and in the isothermal annealing process. In the processes, the influence of the sections’ rolling finish temperature (880 and 930°C) on the steel microstructure was analysed, and so was the temperature of pearlitic transition (from 480 to 620°C) during thermal treatment. The properties of steels with varied pearlite morphologies were assessed in a static tensile test. Examination of the microstructure was performed using a scanning microscope. For a quantitative analysis of pearlite colonies, the “MET-Ilo v.3.5” computer program was used. As part of the research, changes were analysed in the flat area of pearlite colonies, the interlamellar distances in cementite and their distributions depending on the process parameters. It was found that the properties of the steel depend both on the interlamellar distance in cementite and the average diameter of the pearlitic colony. Distribution of the average diameter of a pearlitic colony is similar to normal distribution. The material after isothermal annealing at a temperature of 550°C showed high homogeneity of pearlitic colonies, while the materials from the other process variants showed lower homogeneity.
Kształtowniki szynowe ze stali perlitycznych stosowane w budowie rozjazdów i dróg kolejowych muszą posiadać odpowiednie charakterystyki mechaniczne i zmęczeniowe oraz wysoką odporność na zużycie ścierne. W pracy przedstawiono podstawy doboru parametrów dla procesu wyżarzania izotermicznego. Kształtowanie mikrostruktury stali R260 przeprowadzono w procesach walcowania na gorąco oraz podczas wyżarzania izotermicznego. Określono wpływ morfologii perlitu na odporność na kruche pękanie w płaskim stanie odkształcenia KIc,, na wysokocyklową trwałość zmęczeniową i odporność na zużycie ścierne. Wykazano, że w badanych procesach można regulować w szerokim zakresie właściwości stali zmieniając w materiale morfologię perlitu.
EN
Rail sections made of pearlitic steels used in the construction of turnouts and railroads must have appropriate mechanical and fatigue characteristics as well as high resistance to abrasive wear. The paper presents the basics of the selection of parameters for the isothermal annealing process. The microstructure of R260 steel was shaped in hot rolling processes and during isothermal annealing. The influence of pearlite morphology on brittle cracking resistance in a flat state of deformation KIC, high-cycle fatigue life and resistance to abrasive wear was determined. It was demonstrated that in the examined processes the properties of the steel may be controlled within a wide range by changing the morphology of pearlite in the material.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.