Переход на низколегированные стали

Железная дорога - Как устроена ЖД

переход на низколегированные стали

Одной из кардинальных задач, относящихся к совершенствованию вагонного парка, повышению его прочностных характеристик, повышению долговечности и снижению металлоемкости, является применение низколегированных сталей вместо углеродистых. Широко применявшиеся в вагоностроении углеродистые стали имели большую пластичность, малую чувствительность к концентрации напряжений, хорошо обрабатывались и сваривались, что упрощало технологию штамповки, гибки, сварки. Однако они обладали малой прочностью и невысоким сопротивлением коррозии.
В первые послевоенные годы вагоностроение ориентировалось на применение низколегированных сталей, выплавляемых из природнолегированных чугунов, полученных из руд Орско-Халиловеского месторождения, марок СХЛ (сталь халиловская легированная) и СХЛФ (сталь халиловская легированная фосфористая).
Подобная сталь, легированная хромом, никелем и медью, известна и под наименованием сталь марки НЛ2 (низколегированная вторая). По сравнению с малоуглеродистыми сталями эта марка, как и большинство других низколегированных сталей,обладала повышенными пределами прочности, текучести и выносливости, несколько меньшими относительным удлинением и сужением поперечного сечения, увеличенной ударной вязкостью, пониженной хладоломкостью и большей чувствительностью к концентрации напряжений и циклическим перегрузкам.
Применение стали марки НЛ2 было связано с дополнительными трудностями при строительстве и ремонте вагонов (усложнение сварки, штамповки и правки). Усталостная прочность сварных соединений из этой стали практически не отличалась от усталостной прочности таких соединений из малоуглеродистой стали. Поэтому Институт электросварки имени Е. О. Патона совместно со Ждановским заводом имени Ильича разработали состав марганцовистой стали с лучшей свариваемостью и повышенной усталостной прочностью сварных соединений. Эту сталь назвали маркой М (марганцовистая). Подобный состав имеет сталь марки 09Г2, получившая широкое распространение в вагоностроении.
Что может обеспечить применение низколегированных сталей в вагонных конструкциях?
При расчетах частей вагонов на нагрузки, эквивалентные статическим, допускаемые напряжения обычно выбирают исходя из предела текучести и необходимого запаса прочности. При неизменном запасе прочности допускаемые напряжения увеличиваются пропорционально пределу текучести. В таком случае для сталей с пределом текучести 400 МПа, что рекомендуется для вагоностроения, допускаемые напряжения могли быть увеличены в 1,67 раза по сравнению со сталью марки СтЗ. Тогда площадь сечения, а следовательно, н масса элемента, работающего на статическое растяжение, могла бы снизиться на 40%. Меньшая экономия массы получается для деталей, у которых основной деформацией является изгиб.
Для деталей, подверженных действию переменных нагрузок, допускаемые напряжения выбирают исходя из предела выносливости конструкций. В этом случае эффективность применения вышеуказанных марок низколегированных сталей сравнительно мала, особенно при циклах загружения, близких к симметричным.
Для сжатых элементов, если их размеры определяются оценкой устойчивости, эффект от применения низколегирующих сталей минимальный, поскольку они имеют модуль упругости примерно такой же, как и обычные углеродистые стали.
Особенно целесообразны низколегированные стали в тонкостенных конструкциях, широко применяемых в современном вагоностроении. В этом случае используются не только высокие механические свойства этих сталей, но и их повышенная коррозионная стойкость, что позволяет назначать размеры деталей с меньшими надбавками на ржавление, чем при использовании углеродистых сталей. По данным Уралвагонзавода переход к низколегированной стали позволил применить гнутые и экономичные профили проката и другие элементы с уменьшенной толщиной стенок, что снизило тару четырехосного полувагона на 1,3—1,4 т по сравнению с полувагоном, изготовленным из углеродистой стали. В результате этого в 1959 г. расход метала заводом был уменьшен на 4000 т. Этот опыт Уралвагонзавода был высоко оценен Центральным Комитетом партии. Низколегированные стали в вагоностроении находят, особенно в последние годы, все более широкое применение. Так, например, вместо стали 09Г2 применяют марку 09Г2Д, поскольку медь (Д) существенно повышает сопротивление коррозии. Еще большую коррозионную стойкость имеет марка 10ХНДП (в 2 раза больше, чем у стали марки СтЗ). Она же характеризуется улучшенными механическими качествами. Применение стали марки 10Г2БД содержащей ниобий (Б) и обладающей высокой прочностью, вместо 09Г2Д позволяет снизить массу рамы платформы на 700 кг; может быть уменьшена металлоемкость и других конструкций вагонов.
Для литых деталей тележек грузовых вагонов и автосцепного устройства взамен применявшихся углеродистых сталей марки 20Л внедряются низколегированные стали марок 20ГЛ, 20ФЛ, 20ГФЛ, содержащие марганец (Г) и ванадий (Ф) и обладающие повышенной динамической прочностью. Долговечность деталей из этих сталей в 1,3—2 раза выше, чем из углеродистых сталей.
Применяют в вагоностроении и высоколегированные стали, в частности нержавеющие. Поскольку входящий в состав таких сталей никель является дефицитным, привлекают внимание экономно-легированные по никелю марки нержавеющей стали.




Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Как работает дорога:

News image

Восстановление и развитие грузового вагоностроения

В годы отечественной войны около 40 % вагонного парка было разрушено и повреждено. Нужны были неотложные меры по восстановлению и развитию вагонного...

News image

Цистерны

Закупленные за рубежом в начале 20-х годов 1500 четырехосных цистерн имели котел, склепанный из двух днищ (толщина стенки 13 мм) и из четырех продол...

News image

Система нумерации грузовых вагонов

Номер вагона, наносимый на боковой стене и хребтовой балке рамы, у всех грузовых вагонов имеет восемь знаков. Он состоит из семи основных цифр, несу...

Пассажирские перевозки:

News image

Железнодорожные билеты 1990-х годов

Система Экспресс - единственная на железной дороге автоматизированная система, математическое и программное обеспечение которой может удачно быть пе...

News image

Пассажирские вагоны Ковровских мастерских и другие конс

Один из первых трехосных пассажирских вагонов построенных в России, был спроектирован и изготовлен Ковровскими мастерскими в 1866 г. Это был служебн...

Карта дорог:

News image

С 1 ноября 2012 года на станции Гороблагодатская в Нижн

01.11.2012 Решение о восстановлении сортировочного комплекса, закрытого в 1997 г. в период резкого спада перевозок, было принято руководством Свер...

News image

ИТАЛЬЯНСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ

(Ento Ferrovie Stato - FS) - Государственные железные дороги Италии, ИГЖД; с 1992 г. акционерное общество, весь пакет акций принадлежит государств...

Каталог производителей:

News image

Холдинговая компания «Лугансктепловоз»

3 мая 1896 года - официальная дата начала истории впоследствии широко известного Луганского паровозостроительного завода, основателем которого был н...

News image

Бежицкий завод

Бежицкий сталелитейный завод (БСЗ) является самым крупным производителем и поставщиком вагонного литья в России. Предприятие выпускает каркасы те...

News image

NOHAB

NOHAB (Nydqvist & Holm AB) — шведская компания, располагавшаяся в городе Трольхеттан и специализировавшаяся на производстве локомотивов. Компани...

Железные дороги мира:

News image

К новому году в Крым пустили еще 2 дополнительных поезд

Как сообщают в пресс-службе Приднепровской железной дороги, добавление новых составов обусловлено высоким спросом на поезда в крымском направле...

News image

Вернуть электронный билет на поезда дальнего следования

Александр Леденёв - заместитель начальника управления организации продаж ОАО «ФПК»: – Александр Иванович, в чём отличие нового порядка возврата эле...

News image

Железная дорога будущего

Достаточно скоро мы увидим поезда, которые смогут двигаться без мотора, ну а составы будут двигаться по вакуумной трубе со скоростью настоящего авиала...

История РЖД:

1916 - началось регулярное движение поездов по железнод

News image

Строительства моста началось 12 августа 1913 года и завершилось спустя 3 года и 3 месяца. Открыть мост можно было и раньше, но помешала Первая миров...

1891-1916 - строительство Великого Сибирского пути

News image

Начало строительства Транссибирской магистрали было положено в 1891 году, когда царь Александр Третий подписал рескрипт: Повелеваю ныне приступить ...

Московско-Рязанская железная дорога

News image

Идея построить железную дорогу от Москвы до Коломны была выдвинута строителем Царскосельской железной дороги Ф. А. Герстнером еще в 1841 г. В Москов...