Повышение стойкости крановых рельсов при использовании плазменной дискретной поверхностной обработки
Another Title
Improvement of Crane Rail Hardness while Using Plasma Discrete Surface Treatment
Bibliographic entry
Самотугин, С. С. Повышение стойкости крановых рельсов при использовании плазменной дискретной поверхностной обработки = Improvement of Crane Rail Hardness while Using Plasma Discrete Surface Treatment / С. С. Самотугин, В. А. Гагарин, В. А. Мазур // Наука и техника. – 2017. – № 1. - С. 68 – 72.
Abstract
В ходе эксплуатации кранов происходит интенсивное изнашивание крановых колес и рельсов. Поэтому повышение работоспособности этих деталей актуально. Перспективным направлением является поверхностная обработка высококонцентрированными потоками энергии: лазерным лучом, плазменной струей. Предлагается применять градиентную поверхностную плазменную обработку с целью повышения работоспособности крановых рельсов. Для проведения исследований на крановые рельсы наносили упрочненные зоны при разных режимах обработки. Микротвердость измеряли как на поверхности, так и по глубине на специально изготовленных шлифах. Приведены результаты исследования влияния плазменного поверхностного упрочнения на износостойкость крановых рельсов. Изменение параметров плазменной обработки (ток, скорость перемещения плазмотрона, расход плазмообразующего газа аргона) позволяет получать требуемые твердость и структуру стали, а выбор оптимального расположения упрочненных зон дает возможность существенно повысить износо- и трещиностойкость. Плазменная закалка способствует получению структуры высокодисперсного мартенсита преимущественно пластинчатой морфологии и более высокой твердости по сравнению с закалкой токами высокой частоты или наплавкой. Испытаниями на износостойкость углеродистых сталей установлено, что плазменная поверхностная обработка в 2–3 раза снижает интенсивность абразивного изнашивания по сравнению с исходным состоянием. Достаточно резкая граница между упрочненными и неупрочненными участками благоприятно влияет на работоспособность деталей в условиях действия динамических нагрузок, способствуя торможению трещин при переходе из твердого в мягкий металл. Для углеродистых и низколегированных рельсовых сталей плазменное упрочнение по достигаемым свойствам может эффективно заменить закалку токами высокой частоты или наплавку. Установлен диапазон режимов плазменной обработки, который позволяет получить поверхностный слой с определенным комплексом эксплуатационных свойств.
Abstract in another language
Crane wheels and rails are subjected to intensive wear in the process of operation. For this reason improvement of operating capability for these components is considered as a problem of great importance. A promising direction in this regard is surface treatment by highly concentrated energy flows such as laser beams or plasma jets. The paper proposes to use gradient plasma surface treatment with the purpose to improve operating capability of crane rails. While carrying out investigations hardened zones have been deposited on crane rails under different treatment modes. Microhardness has been measured both on the surface and in depth while using custom-made microsections. The paper presents results of the investigations for plasma surface hardening influence on wear resistance of crane rails. Change of plasma surface treatment parameters (current, plasma torch movement speed, argon gas flow rate) allows to obtain the required steel hardness and structure and selection of optimal location for the hardened zones makes it possible significantly to improve wear- and crack resistance. Plasma surface hardening contributes to obtain a fine-grained martensite structure mainly with lamellar morphology and higher hardness rate in comparison with induction hardening or overlaying. Wear tests of carbon steels have revealed that plasma surface treatment reduces abrasive wear rate by 2–3 times in comparison with the initial state. Rather sharp boundary between hardened and non-hardened portions has a positive effect on the performance of parts under dynamic loads, contributing to crack stopping during the transition from solid to soft metal. According to the obtained properties plasma surface hardening can efficiently substitute induction hardening or overlaying for carbon and low alloy rail steels. The mode range for plasma surface treatment that allows to obtain a surface layer with specific complex of operational properties has been determined in the paper.
View/
Collections
- №1[10]