СПбГПУ:

А. А. Казаков, докт. техн. наук, профессор, kazakov@thixomet.ru

А. И. Житенев, инженер

«Евраз НТМК», Нижний Тагил:

А. В. Кушнарев, канд. техн. наук, управляющий директор, 

Ю. П. Петренко, начальник Центральной лаборатории

Е. А. Лаврова, начальник металлографической лаборатории

Изучено распределение неметаллических включений по сечению непрерывнолитых заготовок (НЛЗ) для рельсов и колес с учетом особенностей дендритной структуры во всех структурных зонах. Максимальная загрязненность неметаллическими включениями обнаружена на стыках смежных структурных зон. Исследовано изменение расстояния между дендритными осями второго порядка λ2, характеризующего размер дендритной ячейки, по сечению заготовки. В непрерывнолитых заготовках для колес λ2 непрерывно растет от края к центру, в рельсовых заготовках увеличение λ2 можно наблюдать только в области столбчатых кристаллов, в то время как в центральной области разориентированных кристаллов λ2 остается неизменным. Установлено влияние расстояния между дендритными осями второго порядка на размер третичных неметаллических включений, образующихся при затвердевании. В колесно-бандажной НЛЗ с увеличением λ2 в области столбчатых и в области разориентированных кристаллов размер сульфидов увеличивается. В рельсовой НЛЗ такая зависимость размера сульфидов от размера дендритной ячейки обнаружена только для области столбчатых кристаллов, а в области разориентированных кристаллов размер сульфидов изменяется стохастически. Показано, что локальные объемы металла на стыках структурных зон, наиболее загрязненные неметаллическими включениями в непрерывнолитых заготовках для рельсов и колес, хорошо согласуются с местами пробоотбора для оценки неметаллических включений в готовых изделиях.

1. Губенко С. И., Парусов В. В., Деревянченко И. В. Неметаллические включения в стали. — Днепропетровск : АРТ-ПРЕСС, 2005. — 536 с.
2. Moema J. S., Semenya S. M., Jones C. Qualitative and quantitative determination of inclusions in high-carbon steel alloy (Class B) for rail wheel application by SEM/EDS analysis // The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2013.
3. Харрис У. Дж., Захаров С. М., Ландгрен Дж. и др. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимо действия колеса и рельса : пер. с англ., 1-е изд. — М. : Интекст, 2002. — 408 с.
4. ГОСТ 10791-2004. Колеса цельнокатанные. Технические условия. — Введ. 2005.07.01.
5. ГОСТ 398-96. Бандажи из углеродистой стали для подвижного состава железных дорог широкой колеи и метрополитена. Технические условия. — Введ. 1998.01.01.
6. ГОСТ Р 51685-2000. Рельсы железнодорожные. Общие технические условия. — Введ. 2010.11.01.
7. Голышков Р., Латаев А., Харламов А. Оптимизация технологических процессов колесопрокатного производства с помощью программного комплекса DEFORM // САПР и графика. 2006. № 7.
8. Кушнарев А. В., Петренко Ю. П., Тимофеев В. В., Киричков А. А., Шестак В. Д. Исследование течения металла при деформации заготовок колес 957 мм на ППЛ КБЦ ОАО «НТМК» // Материалы Третьей междунар. конф. «Трансмет-2007». — Екатеринбург : УГТУ — УПИ, 2008. — 395 с.
9. Тимофеев В. В., Хоменко Д. Ю., Петренко Ю. П. Исследование течения металла при производстве локомотивных бандажей // Бюллетень научно-технической и экономической информации. Черная металлургия. 2010. № 4.
10. Нестеров Д. К., Глав А. Я. Производство железнодорожных рельсов из непрерывнолитых заготовок // Сталь. 1995. № 8.