The formation оf the bainite structure during heat treatment of the rail steel (analogue J13052)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The shortcomings of the existing normalization regime with annealing of the 1st kind of large-sized parts made of rail steel analogue J13052 are investigated. The increasing of toughness was obtained by controlled quenching air to the bainitic structure with the use of an orthogonal matrix of planning for 15 modes. Allowable hardness interval was determined to provide the value of shock viscidity no less than 20 J/cm2. On the basis of statistical data and the series of experimental heat treatment processes, optimal interval of hardness 165 … 180 HB was defined. This interval of hardness provides desired impact strength characteristics. According to the method above, heat treatment modes on the planning matrix were established in laboratory conditions. Critical points of the cooling Ar1 and Ar3 were determined by the thermograms. Then obtained thermograms results are used to select the cooling mode of castings of different masses and sizes, by setting the temperature control sensors during the heat cycle. Due to the fact that the austenite transformation temperature range is influenced by heating, holding time and cooling air flow rate. While using controlled heat treatment in the production, correction of holding time and of cooling rate of bulk product is being adjusted to reach the predetermined interval of intermediate conversion. Regressive equalizations of polynomials of 2nd degree were expected for determination of the shock viscidity of KCV-60, hardness, microhardness of structural constituents as a ferrit, alloyed ferrit, pearlite. Applying of controlled cooling process includes controlled isothermal quenching with self-tempering, where pearlite transformation region is transferred to the low temperature interval. This transfer provides obtaining of maximal degree of grain refinement and getting of structural component in the form of bainite till 3% in ferrite-pearlite structure. The difficult cycle of heat treatment is offered for massive railway details with conservation of internal energy of founding for recrystallization.

About the authors

E. O Chertovskih

Altai steel-casting factory

Email: chertovskih@pochta.ru; chertovskih13@gmail.com
116/52, Kalinina avenue, Barnaul, Altai region, 656037, Russian Federation

A. V Gabets

Altai steel-casting factory

Email: gabets22@gmail.com
116/52, Kalinina avenue, Barnaul, Altai region, 656037, Russian Federation

D. A Gabets

I.I. Polzunov Altai State Technical University

Email: gabets22@mail.ru
46, Lenina avenue, Barnaul, Altai region, 656038, Russian Federation

A. M Markov

I.I. Polzunov Altai State Technical University

Email: andmarkov@inbox.ru
46, Lenina avenue, Barnaul, Altai region, 656038, Russian Federation

G. A Okolovich

I.I. Polzunov Altai State Technical University

Email: chertovskih13@gmail.com
46, Lenina avenue, Barnaul, Altai region, 656038, Russian Federation

P. N Komarov

Novosibirsk State Technical University

Email: pasha-molotov@mail.ru
20, Prospekt K. Marksa, Novosibirsk, 630073, Russian Federation

References

  1. Одесский П.Д., Ведяков И.И. Ударная вязкость сталей для металлических конструкций. - М.: Интермет Инжиниринг, 2003. - 231 с. - ISBN 5895940919.
  2. Пастухов М.И. Оценка несущей способности литых деталей тележек грузовых вагонов после длительной эксплуатации // Вестник Полоцкого государственного университета. - 2005. - № 12. - С. 160-163.
  3. Регулируемая термообработка для литых деталей тележки грузового вагона / Е.О. Чертовских, Д.А. Габец, А.М. Марков, А.В. Габец // Актуальные вопросы современной науки: сборник научных трудов. - Новосибирск: ЦРНС, 2015. - № 44/1. - С. 153-161.
  4. Иванов И.И. Продукты превращений аустенита при непрерывном охлаждении [Электронный ресурс] // Все о металлургии: web-сайт. - URL: http://metal-archive.ru/metallurgiya/761-produkty-prevrascheniya-austenita-pri-nepreryvnom-ohlazhdenii.html (дата обращения: 25.05.2016).
  5. Bhadeshia H.K.D.H. Nanostructured bainite // Proceedings of the Royal Society A. - 2010. - Vol. 466. - P. 3-18. - doi: 10.1098/rspa.2009.0407.
  6. Gabarello F.G., Miller M.K., Garcia-Mateo C. Opening previously impossible avenues for phase transformation in innovative steels by atom probe tomography // Materials Science and Technology. - 2014. - Vol. 30, iss. 9. - P. 1034-1039. - doi: 10.1179/1743284714Y.0000000512.
  7. Ahaneku I.E., Kamal A.R., Ogunjirin O.A. Effects of heat treatment in the properties of mild steel using different quenchants // Frontiers in Science. - 2012. - Vol. 2, N 6. - P. 153-158. - doi: 10.5923/j.fs.20120206.04.
  8. Microstructures of mild steel spring after heat treatment / O.R. Adetunji, S.I. Kuye, M.J. Alao, B.M. Eng // The Pacific Journal of Science and Technology. - 2013. - Vol. 14, iss. 2. - P. 11-15.
  9. Естифеев А.Д., Груздков А.А., Петров Ю.В. Зависимость перегиба скорости от температуры // Журнал технической физики. - 2013. - № (7). - С. 59-63.
  10. Методика регулируемой термообработки литых деталей [Электронный ресурс] / Е.О. Чертовских, Д.А. Габец, А.М. Марков, А.В. Габец // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. - 2015. - Т. 3, № 4. - С. 48-52. - URL: http://indust-engineering.ru/issues/2015/2015-4-8.pdf (дата обращения: 25.05.2016).
  11. Волченков Н.В, Моисеенков В.П, Сургаева Е.С. Стальное литье и методы повышения качества [Электронный ресурс] // Металлоснабжение и сбыт. - URL: http://www.metalinfo.ru/ru/news/49443 (дата обращения: 20.05.2016).
  12. Триботехнические свойства специального чугуна ЧМН-35М / Е.О. Чертовских, Д.А. Габец, В.В. Каргин, А.М. Марков, А.В. Габец // Инновации в машиностроении (ИнМаш-2015): VII Международная научно-практическая конференция: сборник трудов / Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева и др.; под ред. В.Ю. Блюменштейна. - Кемерово, 2015. - С. 268-273.
  13. Zur festigkeit niedriglegierter stähle mit erhöhtem kohlenstoffgehalt gegen abrasiven verschleiß / O. Hesse, J. Merker, M. Brykov, V. Efremenko // Tribologie und Schmierungstechnik. - 2013. - Vol. 60, N 6. - P. 37-43.
  14. Effect of base metal composition on the toughness in the heat affected zone of DSAW-welded largediameter linepipes / C. Stallybrass, O. Dmitrieva, J. Schroder, A. Liessem // Proceedings of the 6th International Pipeline Technology Conference. - Ostend, 2013. - P. 26-29.
  15. Габец А.В., Филиппов Г.А., Чертовских Е.О. Влияние режимов термообработки на кинетику превращения и ударную вязкость стали 20ГФЛ // Сталь. - 2015. - № 8. - С. 67-70.

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).