Vliv zpevňování výbuchem na strukturu a vlastnosti Hadfieldovy oceli z hlediska užití v železniční dopravě
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Vysokolegovaná austenitická manganová ocel – Hadfieldova ocel – se díky své dobré otěruvzdornosti pracovního povrchu při zachování vysoké houževnatosti středové části využívá pro odlitky srdcovek. Srdcovky jsou nejvíce dynamicky zatěžovaný díl železničních výhybek. Díky nízké povrchové a podpovrchové tvrdosti dochází v prvních fázích od vložení do trati k plastické deformaci a rychlému opotřebení pojížděných ploch srdcovek. Jednou z možností, jak povrchovou a podpovrchovou tvrdost zvýšit a zajistit tak zlepšení rozměrové stability včetně navýšení životnosti srdcovek, je zpevnění jejich horních pojížděných ploch výbuchem. Tato technologie spočívá v detonaci trhaviny v bezprostřední blízkosti pojížděného povrchu srdcovky vyvolávající vysokotlakou rázovou vlnu extrémně krátkého trvání, jejíž průchod způsobí plastickou deformaci ve struktuře materiálu. Práce se zabývá analýzou vlivu zpevnění výbuchem na strukturu a vlastnosti Hadfieldovy oceli. Na vzorcích zpevněných výbuchem je měřena povrchová a podpovrchová tvrdost, provedena mikroskopická a rentgenostrukturní analýza, včetně TEM analýzy transmisním elektronovým mikroskopem. Součástí práce je také experimentální testování charakteristik včetně vyhodnocení výsledků kontaktně – únavového zatížení vzorků Hadfieldovy oceli zpevněných výbuchem. V poslední části experimentů jsou uvedeny výsledky dlouhodobého sledování vlastností, povrchové tvrdosti a opotřebení pojížděných ploch srdcovky zpevněné výbuchem a vložené do železniční sítě v ČR.
The high alloyed austenitic manganese steel, the Hadfield steel, thanks to its good wear resistance of the work surface and maintaining the high toughness of the internal material in the same time, is successfully applied for casted crossings. The crossings are the most dynamic stressed components in the railway turnouts. Thanks to low surface and sub-surface hardness the occurrence of plastic deformation and the progressive wear of the crossing running surfaces can be found since the initial stages of the crossing operational life. One possibility how to increase the surface and the sub-surface hardness and this way improve the dimensional stability and the crossing lifetime as well is to apply the explosive hardening of the crossing running surfaces. The technology mentioned above means the application of the explosives in the imminent nearness to the running surface of the crossing, when the high pressure wave acting within the extremely short period actuates the plastic deformation of the material structure. The work deals with analysis of influence of explosive hardening on the structure and characteristic of Hadfield steel. The explosive hardened samples have the surface and the sub-surface hardness checked and the microscopic analysis and X – ray diffraction is applied, including the TEM analysis as well carried out by the transmission electronic microscope. The characteristics experimental testing including outcomes from assessment of the contact – fatigue load of the explosive hardened Hadfield steel samples are the part of the work as well. As an experiment final part the outcomes of the long –term validation, the surface hardness and wear of the crossing running surfaces of the explosive hardened crossing already installed into the Czech Republic railway track are introduced as well.
The high alloyed austenitic manganese steel, the Hadfield steel, thanks to its good wear resistance of the work surface and maintaining the high toughness of the internal material in the same time, is successfully applied for casted crossings. The crossings are the most dynamic stressed components in the railway turnouts. Thanks to low surface and sub-surface hardness the occurrence of plastic deformation and the progressive wear of the crossing running surfaces can be found since the initial stages of the crossing operational life. One possibility how to increase the surface and the sub-surface hardness and this way improve the dimensional stability and the crossing lifetime as well is to apply the explosive hardening of the crossing running surfaces. The technology mentioned above means the application of the explosives in the imminent nearness to the running surface of the crossing, when the high pressure wave acting within the extremely short period actuates the plastic deformation of the material structure. The work deals with analysis of influence of explosive hardening on the structure and characteristic of Hadfield steel. The explosive hardened samples have the surface and the sub-surface hardness checked and the microscopic analysis and X – ray diffraction is applied, including the TEM analysis as well carried out by the transmission electronic microscope. The characteristics experimental testing including outcomes from assessment of the contact – fatigue load of the explosive hardened Hadfield steel samples are the part of the work as well. As an experiment final part the outcomes of the long –term validation, the surface hardness and wear of the crossing running surfaces of the explosive hardened crossing already installed into the Czech Republic railway track are introduced as well.
Description
Citation
HAVLÍČEK, P. Vliv zpevňování výbuchem na strukturu a vlastnosti Hadfieldovy oceli z hlediska užití v železniční dopravě [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2015.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Fyzikální a materiálové inženýrství
Comittee
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (předseda)
prof. Ing. Tomáš Podrábský, CSc. (člen)
Ing. Petr Nesvadba, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Eva Scchmidtová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Švejcar, CSc. (člen)
Date of acceptance
2015-09-17
Defence
Práce přináší kvalitní výsledky, které mají praktické využití pro exponvní zpevňování materiálu. Výsledky disertace byly publikovány.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení