ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ ДЛЯ МЕТАЛЛОГРАФИИ РЕЛЬСОВЫХ СТАЛЕЙ

Дата поступления: 
14.09.2017
Рубрика: 
Год: 
2017
Номер журнала (Том): 
УДК: 
625.143.2, 620.18
DOI: 

10.26731/1813-9108.2017.4(56).189-196

Файл статьи: 
Страницы: 
189
196
Аннотация: 

Для выявления несовершенства технологических процессов при выплавке рельсовой стали и последующем производстве рельсов в современных условиях недостаточно традиционных методов исследования. Цель данной статьи – демонстрация возможностей применения комбинации традиционных, стандартизированных методик анализа металлов и современных методов анализа материалов, таких как сканирующей электронной микроскопии (далее СЭМ), рентгеновского микроанализа, измерения амплитуды шумов Баркгаузена, остаточных напряжений для поиска дефектов, анализа структуры материала с целью улучшения технологии производства. Для проведения анализа использовался сканирующий электронный микроскоп JEOL JIB-Z4500, оснащенный приставкой для энергодисперсионного анализа, установка для определения остаточных напряжений и цифровой анализатор Rollscan 300 для измерения амплитуды шумов Баркгаузена, а также оптический микроскоп МЕТ-2, отрезные и шлифовальные станки для подготовки образцов к металлографическим исследованиям. По изменениям магнитоупругого параметра в различных участках было определено наличие дефектов структуры и трещин в поверхностном слое образца. Исследование микроструктуры на металлографическом микроскопе МЕТ-2 позволило установить фазы, из которых состоит образец, а исследование методами СЭМ – подтвердить это и точно измерить балл пластинчатого перлита. Также методика СЭМ и рентгеновского микроанализа помогла определить характер и состав неметаллических включений, показать распределение элементов по поверхности микрошлифа. Таким образом, комбинация традиционных металлографических, механических и новых методов исследований, которые дополняют и уточняют требования ГОСТ Р 51685-2013, может позволить проводить быстрые и точные анализы соответствия рельсовых сталей ГОСТам, а также позволит определять причины разрушения рельсов, несоответствия технологическим процессам.

Список цитируемой литературы: 

1. ГОСТ Р 51685-2013. Рельсы железнодорожные. Общие технические условия. Введ. 2014−07−01. М. : Стандартинформ, 2014.

2. Об утверждении и введении в действие инструкции "Дефекты рельсов. Классификация, каталог и параметры дефектных и остродефектных рельсов : распоряжение ОАО «РЖД» от 23.10.2014. № 2499р.

3. ГОСТ 10243-75 (СТ СЭВ 2837-81) Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры. Введ. 1978−01−01. M. : Изд-во стандартов, 1985.

4. ГОСТ 1778-70 (ИСО 4967-79) Металлографические методы определения неметаллических включений. Введ. 1972−01−01. М. : Стандартинформ, 2011.

5. ГОСТ 8233-56 Сталь. Эталоны микроструктур. Введ. 1957−07−01. М. : ИПК Изд-во стандартов, 2004.

6. ТУ-2000. Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути : утв. МПС РФ от 31.03.2000.

7. Формирование тонкой структуры в рельсах низкотемпературной надежности / В.Е. Громов и др. // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2013. № 4. С. 61–68.

8. Микроструктура закаленных рельсов / В.Е. Громов и др. Новокузнецк : Интер-Кузбасс, 2014. 213 с.

9. Структура, фазовый состав и дефектная субструктура рельсов высшей категории качества / В.Е. Громов и др. // Изв. вузов. Физика. 2014. № 2. С. 72–76.

10. Результаты испытаний рельсов, подвергнутых дифференцированной закалке с прокатного нагрева, влияние особенностей технологии производства на их свойства / А.И. Борц и др. // Промышленный транспорт XXI век. 2009. № 4. С. 32.

11. Борц А.И., Шур Е.А., Рейхарт В.А. К вопросу о качестве и условиях испытаний рельсов // Путь и путевое хозяйство. 2012. № 1. С. 14–19.

12. Эволюция повреждаемости рельсов дефектами контактной усталости / Е.А. Шур и др. // Вестник науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп. 2015. № 3. С. 3–9.

13. Исследование структуры и металлургического качества рельсовых сталей разных производителей / К.В. Григорович и др. // Металлы. 2006. № 5. С. 72–87.

14. EN 15305:2008. Non-destructive Testing. Test Method for Residual Stress analysis by X-ray Diffraction (Неразрушающий контроль. Метод определения остаточных напряжений с помощью дифракции рентгеновских лучей).

15. Николаева Е.П. Применение метода шумов Баркгаузена для контроля упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием // Изв. Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2013. Т. 15. № 6-2. С. 428–431.

16. Николаева Е.П., Гридасова Е.В., Герасимов В.В. Применение рентгеноструктурного анализа и шумов Баркгаузена для исследования конструкционной стали 30ХГСА после дробеударной обработки // Изв. Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2015. Т. 17. № 2-1. С. 125–132.

17. Гридасова Е.В., Николаева Е.П. Исследование улучшаемой стали 30ХГСА, обработанной дробью, методами рентгеноструктурного анализа и измерения шумов Баркгаузена // Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации) : материалы докл. V Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участ. Иркутск, 2015. С. 76–83.