Перевод названия: Influence of microstructure and hardness of locomotive brakeblocks on cast iron crack growth
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2016
Идентификатор DOI: 10.18324/2077-5415-2016-2-64-68
Ключевые слова: трещинообразование, crack growth, locomotive brakeblocks, wear, tribological pair "wheel - brakeblock", hardness, performance tests, локомотивные тормозные колодки, износ, трибологическая пара "колесо - колодка", твердость, эксплуатационные испытания
Аннотация: Авторами исследован вопрос о влиянии наиболее важной механической характеристики, определяющей износ трибологической пары «колесо - колодка», - твердости тормозной колодки. Актуальность данного вопроса обуславливается тем, что твердость колодки определяет величину износа, изменение твердости по сечению вызывает качественные измененПоказать полностьюия процессов трения, а большой разброс твердости по колодкам приводит к недоиспользованию материала части колодок. В статье приводится обстоятельный микроструктурный анализ чугуна тормозных локомотивных колодок и отмечается, что их твердость главным образом определяется микроструктурой чугуна. Микроструктура и твердость материала тормозных колодок оказывают влияние на процесс появления трещин, приводящий к выкрашиванию материала (чему дополнительно способствует наличие раковин в объеме колодки), уменьшению площади поверхности трения, увеличению опасности повреждения колес осколками чугуна, попадающими на рельсы, и к преждевременному выходу из строя колодок. Для получения закономерности зависимости процесса трещинообразования от твердости и от микроструктуры чугуна были проведены эксплуатационные испытания на электровозе-толкаче трех групп колодок, две из которых были разделены по твердости и имели стандартную микроструктуру, а третья группа - экспериментальную феррито-графитовую микроструктуру. Анализ исследованных отработанных колодок показал, что увеличение содержания связанного углерода не приводит к повышению их прочности, напротив, при этом увеличивается трещинообразование и происходит более интенсивное разрушение материала колодок. Изменение структуры чугуна на более устойчивую, феррито-графитовую, обеспечивает существенное увеличение прочности чугуна, а значит и более эффективное использование материала колодок. The influence of the brakeblock hardness has been examined in the article which is the most important mechanical characteristics, determining the wear of tribological pair «wheel - brakeblock». The relevance of this issue is due to the fact that the hardness of a brakeblock determines the amount of wear, changes of hardness across the section leads to qualitative changes in friction processes, and wide range of brakeblock hardness leads to under-utilization of the material of a part of brakeblocks. The article presents an extensive analysis of the microstructure of cast iron locomotive brakeblocks. It has been emphasized that the hardness is mainly determined by the cast iron microstructure. Microstructure and hardness of the brakeblock material influence the cracking process. The process results in the material shell-out (which is additionally stimulated by shells in the brakeblocks), in reducing the area of the friction surface, in increasing the risk for the wheels being damaged by cast iron fragments, and in early brakeblock functional loss. To receive the dependency for the cracking process on the hardness and cast iron microstructure, performance tests for three brakeblock groups have been conducted on an electric locomotive-pusher. Two of the groups have been divided according to their hardness and have had standard microstructure. The third one has had an experimental graphite-ferrite microstructure. The analysis of the waste brakeblocks has demonstrated that the fixed carbon increase does not result in strength increase. On the contrary, it increases the crack growth and brakeblock material is destructed more intensively. Changing the cast iron structure on more sustainable ferrite-graphite structure ensures substantial increase of the cast iron strength and, thus, more efficient use of brakeblock material.
Журнал: Системы. Методы. Технологии
Выпуск журнала: № 2
Номера страниц: 64-68
ISSN журнала: 20775415
Место издания: Братск
Издатель: Братский государственный университет