Способ определения стойкости рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов

 

Использование: для контроля качества стали на металлургических заводах, производящих рельсы. Сущность способа: осуществляют измерение количества кислорода, выделяющегося из образца исследуемого рельса в интервале температур 1700 - 1950 К при его непрерывном нагреве в графитовом тигеле, и определение стойкости рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов сравнением измеренного количества кислорода с количеством кислорода, выделенного в том же температурном интервале из эталонного образца с известной стойкостью к образованию контактно-усталостных дефектов.1 табл.

Изобретение относится к методам контроля качества стали и может быть использовано на металлургических заводах, производящих рельсы.

Известно, что срок службы рельсов во многом определяется стойкостью рельс к образованию контактно-усталостных дефектов, причиной появления которых служат скопления оксидных включений.

Известен способ определения стойкости рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов путем испытания на 9-позиционной машине конструкции ВНИИПП при чистом качении четырех шариков по плоскому образцу, вырезанному из верхнего слоя головки рельсов. Однако способ отличается значительной трудоемкостью и длительностью определения.

Наиболее более близким к изобретению по технической сущности является способ определения стойкости рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов путем ультразвукового контроля загрязненности рельсов скоплениями неметаллических включений. Однако метод недостаточно надежен поскольку при ультразвуковом способе контроля за скопления неметаллических включений могут быть приняты дефекты макроструктуры. Кроме того, способ требует специальных мер по стабилизации акустической связи, что делает его труднореализуемым при массовом производстве рельсов на металлургическом заводе.

Цель изобретения повышение точности определения стойкости рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют количество кислорода, выделяющегося из образца исследуемого рельса в интервале температур 1700-1950 К при его непрерывном нагреве в графитовом тигле, стойкость рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов определяют сравнением измеренного количества кислорода с количеством кислорода, выделенного в том же температурном интервале из эталонного образца, с известной стойкостью к образованию контактно-усталостных дефектов. Чем больше термодинамическая прочность оксида, тем при более высокой температуре происходит его восстановление углеродом с образованием окиси углерода. Наиболее вредные неметаллические включения, возле которых происходит зарождение трещин, восстанавливаются в интервале температур 1700-1950К, поэтому измерение количества кислорода, выделяющегося в этом температурном интервале, характеризует стойкость рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Из пробы рельсовой стали вырезают образец металла для фракционного газового анализа методом горячей экстракции в токе несущего газа. В процессе анализа фиксируют количество кислорода, выделяющегося в интервале температур 1700-1950 К. Измеренное количество кислорода сравнивают с количеством кислорода, выделяющегося из образца рельса аналогичного способа производства с известной эталонной стойкостью.

Результаты серии анализов образцов металла, отобранных от рельсов с известной эксплуатационной стойкостью, приведены в таблице.

В таблице использованы следующие обозначения: О_эксп. содержание кислорода, выделяющегося из экспериментального образца в интервале температур 1700-1950 К; О_эталон содержание кислорода, выделяющегося из эталонного образца в интервале температур 1700-1950 К; О_общ. общее содержание кислорода в экспериментальных образцах.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТОЙКОСТИ РЕЛЬСОВ К ОБРАЗОВАНИЮ КОНТАКТНО-УСТАЛОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ, включающий нагрев исследуемого образца до заданной температуры и измерение показателей стойкости рельсов, отличающийся тем, что образец непрерывно нагревают в графитовом тигле до 1700 1950К, измеряют количество выделяющегося из образца кислорода и сравнивают с количеством кислорода, выделенного в том же температурном интервале из эталонного образца с известной стойкостью к образованию контактно-усталостных дефектов.

РИСУНКИ

Рисунок 1