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

Защита пути от снега, песчаных заносов и паводков

Бесперебойная работа железнодорожного транспорта в зимних условиях в значительной степени зависит от надежной защиты путей от снега, а также от свое...

News image

Проверка и подбор номера вагона

С 1963 г. на железных дорогах Советского Союза действует семизначная нумерация грузовых вагонов, по которой можно установить род вагона, осность, об...

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

Мягкие и жесткие вагоны

Мягкие вагоны I и 11 класса. Их различие заключалось во внутренней планировке и отделке. В вагонах I класса отделка была наряднее, пассажирами предо...

News image

Система продажи билетов Экспресс

АСУ “Экспресс-2” и созданная на ее основе система “Экспресс-3” представляют комплексные системы управления пассажирскими перевозками. Основное их на...

Карта дорог:

News image

Железная дорога под названием «Нос дьявола»

Название данной эквадорской железной дороги, в принципе, говорит само за себя. Путешествие по «носу дьявола» никогда не бывает скучным и безопасным, н...

News image

КАЛИНИНГРАДСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА

Пролегает на северо-западе России, образована (1922 г.) на базе Калининградского отделения Прибалтийской железной дороги. Эксплуатационная длина дор...

Каталог производителей:

News image

АО Электровозостроитель

АО Электровозостроитель (Тбилисский электровозостроительный завод) - основной производитель электровозов постоянного тока на территории бывшего СС...

News image

Bombardier

Bombardier Inc. (произносится как Бомбардье ; TSX: BBD.A , TSX: BBD.B ) — канадская машиностроительная компания

News image

Lima Locomotive Works

Lima Locomotive Works — североамериканская локомотивостроительная компания, существовавшая с 1870-х по 1950-е. Располагалось в городе Лима (штат Ога...

Железные дороги мира:

News image

На Львовской железной дороге под грузовой поезд попал п

28 ноября на железнодорожной станции Верба Львовской железной дороги произошел несчастный случай, в результате которого погиб пенсионер.   ...

News image

Новая партия китайских электровозов прибыла в Беларусь

В локомотивное депо «Барановичи» прибыла очередная партия (четыре единицы) электровозов БКГ1, изготовленных для белорусской магистрали Датунски...

News image

Посадочные платформы Юго-Восточной железной дороги пере

В рамках подготовки к Олимпийскому сезону 2014 года на магистрали будет проведена реконструкция остановочных пунктов и полос отвода. Об этом во врем...

История РЖД:

2001 - построен новый вокзал в Самаре

News image

Сегодняшний железнодорожный вокзал станции Самара - второй в истории города. Первый железнодорожный вокзал в Самаре был построен в 1876 году, он экс...

Свердловская железная дорога

News image

Уральский край по праву называют родиной железных дорог России. Еще в 1834 г. тагильскими крепостными крестьянами Е. А

Южно-Уральская железная дорога

News image

Южно-Уральская железная дорога проходит по территории семи субъектов Российской Федерации, а также по территории государства Казахстан. Управление д...