The effect of normalization on the structure and mechanical properties of rails aluminotermitic welded joints

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article is devoted to improving the quality of rail aluminotermitic welded joints. The analysis of the causes of rail aluminotermitic welded joints failure is given. The results of an experimental research of the effect of normalization on the hardness and structure of metal rail welded joints are studied. It is shown that without heat treatment the hardness of rail welded joints increases from 24 HRC to 38 HRC in the fusion zone of the weld metal and rail metal. The hardness is confirmed by microstructural analysis. Microstructural analysis showed the differences in the grains sizes of metal welded zone and heat affected zone. The structure of welded metal is acicular dendritic. Owing to a difference between structures of the welded joint zones the probability of occurrence of cracks on the boundary of fusion weld and metal is increased. It is found that the normalization of rail top aluminotermitic welded joints at temperature 850…900 °C provides the formation of ferrite-pearlite structure in the welded zone. The normalization formed fine-grained metal structure with a hardness, which approximate to the hardness of rail in the heat affected zone (along the fusion line). The normalization eliminates the harmful effects of overheating of the metal during welding. It is noted that heat treatment of rail aluminotermitic welded joints slightly changes mechanical properties, such as hardness, in the welded zone. But, hardness decreased by 8..10 HRC in the heat affected zone. This investigation has shown that the normalization of rail aluminotermitic welded joints reduces the probability of occurrence of brittle destruction in the heat affected zone during the operation of continuous welded rail.

About the authors

L. B Tikhomirova

Siberian Transport University

Email: ter@stu.ru
191, Dusi Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, Russian Federation

A. S Ilinykh

Siberian Transport University

Email: asi@stu.ru
191, Dusi Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, Russian Federation

M. S Galay

Siberian Transport University

Email: galayms@mail.ru
191, Dusi Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, Russian Federation

Je. S Sidorov

Siberian Transport University

Email: sesnsk@mail.ru
191, Dusi Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, Russian Federation

References

  1. Пасько С.В., Тихомирова Л.Б., Болотова О.В. Алюминотермитная сварка рельсов методом промежуточного литья по технологии фирмы «СНАГА»: учебное пособие. - Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2010. - 99 с. - ISBN 5-93461-418-5.
  2. Виногоров Н.П. Бесстыковой путь на дорогах Сибири и Дальнего Востока // Путь и путевое хозяйство. - 2004. - № 7. - С. 23-27.
  3. Технология алюминотермитной сварки рельсов: учебное пособие / Н.Н. Воронин, В.В. Засыпкин, В.И. Коненков, Э.В. Воробьев, О.Н. Трынкова; под ред. Н.Н. Воронина. - М.: МИИТ, 2008. - 117 c.
  4. Гудков А.В., Лыков А.М., Кярамян К.А. Расчет процесса алюминотермитной сварки рельсов // Вестник ВНИИЖТ. - 2013. - № 2. - С. 50-54.
  5. Алехин А.Л. Параметры твердости стыков, сваренных алюминотермитной сваркой // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2010. - № 2. - С. 51-56.
  6. Каргин В.А., Тихомирова Л.Б., Галай М.С. Упрочнение сварных соединений рельсов методом поверхностного пластического деформирования // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2010. - № 3 (48). - С. 17-18.
  7. Берлин В.И., Захаров Б.В., Мельниченко П.А. Транспортное материаловедение: учебник для вузов железнодорожного транспорта. - М.: Транспорт, 1982. - 287 с.
  8. Способы повышения качества алюминотермитных сварных соединений рельсов / Д.С. Насонов, А.В. Гудков, А.И. Борц, А.И. Николин // Развитие железнодорожного транспорта в условиях реформирования: сборник статей ученых и аспирантов. - М., 2006. - С. 189-194.
  9. Improving service properties of welded joints produced by aluminothermic welding / V.A. Kargin, L.B. Tikhomirova, M.S. Galay, Y.S. Kuznetsova // Welding International. - 2015. - Vol. 29, iss. 2. - P. 155-157. - doi: 10.1080/09507116.2014.897809.
  10. Тихомирова Л.Б., Галай М.С. Повышение твердости алюминотермитных сварных соединений рельсов поверхностным пластическим деформированием // Политранспортные системы: материалы VIII международной научно-технической конференции. - Новосибирск, 2015. - С. 564-567.
  11. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Альянс, 2009. - 527 с. - ISBN 978-5-903034-54-3.
  12. Технология термической обработки стали / пер. с нем. В.В. Левина; под ред. М.Л. Бернштейна. - М.: Металлургия, 1981. - 608 с.
  13. ТУ 0921-127-01124323-2005. Сварка рельсов алюминотермитная методом промежуточного литья. Технические условия. - Введ. 01.04.2005. - М.: ФГУП ВНИИЖТ, 2005. - 27 с.
  14. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: справочник. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 480 c. - ISBN 5-217-01306-0.
  15. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента: учебное пособие для металлургических специальностей вузов / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, А.Р. Бондин, В.В. Лобанов; под ред. Н.А. Спирина. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. - 260 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).