Дослідження мікроструктури і твердості дослідних рейкових сталей в литому стані, після гарячої пластичної деформації і термічної обробки
The mechanical properties of railroad rails depend on the chemical composition, the elaboration of the cast structure by metal pressure treatment, as well as the heat treatment of the finished rails. The aim of this work is to study the effect of hot plastic deformation (hereinafter HPD) and heat tr...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/54 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471917688291328 |
|---|---|
| author | Бабаченко, Олександр Кононенко, Ганна Подольський, Ростислав Сафронова, Олена |
| author_facet | Бабаченко, Олександр Кононенко, Ганна Подольський, Ростислав Сафронова, Олена |
| author_sort | Бабаченко, Олександр |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-05-24T13:29:36Z |
| description | The mechanical properties of railroad rails depend on the chemical composition, the elaboration of the cast structure by metal pressure treatment, as well as the heat treatment of the finished rails. The aim of this work is to study the effect of hot plastic deformation (hereinafter HPD) and heat treatment (hereinafter HT) on the change in the structure of the cast state in relation to its initial chemical heterogeneity. The general theoretical conclusions of this work were obtained on the basis of an analysis of literary sources, as well as many years of research on wheel products. These results complement the existing understanding of structural heredity in metals and alloys. The chemical composition of experimental steels for railroad rails has been developed and ingots weighing up to 10 kg have been smelted under laboratory conditions. The study of the microstructure was carried out and the hardness of the experimental steel was determined on samples of 70x70x80 mm in size, cut from ingots of laboratory rail heats. It was processed in laboratory conditions in two modes: 1 – HPD with a sediment of 50 % after heating to 1250 ± 10 °С; 2 – normalization (austenitization at 900 ± 10 °C, air cooling at a rate of 5.1 °C/s) after HPD. In the study of the cast state of experimental rail steels (RST), it was found that it is austenite dendrites enriched with impurity elements. The effect of hot plastic deformation and heat treatment on the structure and properties of a cast test steel for railroad rails has been studied. The positive effect of deformation and subsequent heat treatment on the mechanical properties of experimental steels was established: after hot plastic deformation, in comparison with the cast state, the increase in hardness was ≈ 14.1 %; after hot plastic deformation with subsequent heat treatment, the increase in hardness was ≈ 39.4 %. The influence of the primary dendritic structure of the investigated steel on its final pearlite structure in the cast state has been established. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:09Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-54 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:09Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-542023-05-24T13:29:36Z Investigation of the microstructure and hardness of experimental rail steels in the cast state, after hot plastic deformation and heat treatment Дослідження мікроструктури і твердості дослідних рейкових сталей в литому стані, після гарячої пластичної деформації і термічної обробки Бабаченко, Олександр Кононенко, Ганна Подольський, Ростислав Сафронова, Олена chemical composition hardness microstructure heat treatment railroad rail хімічний склад твердість мікроструктура термічна обробка залізнична рейка The mechanical properties of railroad rails depend on the chemical composition, the elaboration of the cast structure by metal pressure treatment, as well as the heat treatment of the finished rails. The aim of this work is to study the effect of hot plastic deformation (hereinafter HPD) and heat treatment (hereinafter HT) on the change in the structure of the cast state in relation to its initial chemical heterogeneity. The general theoretical conclusions of this work were obtained on the basis of an analysis of literary sources, as well as many years of research on wheel products. These results complement the existing understanding of structural heredity in metals and alloys. The chemical composition of experimental steels for railroad rails has been developed and ingots weighing up to 10 kg have been smelted under laboratory conditions. The study of the microstructure was carried out and the hardness of the experimental steel was determined on samples of 70x70x80 mm in size, cut from ingots of laboratory rail heats. It was processed in laboratory conditions in two modes: 1 – HPD with a sediment of 50 % after heating to 1250 ± 10 °С; 2 – normalization (austenitization at 900 ± 10 °C, air cooling at a rate of 5.1 °C/s) after HPD. In the study of the cast state of experimental rail steels (RST), it was found that it is austenite dendrites enriched with impurity elements. The effect of hot plastic deformation and heat treatment on the structure and properties of a cast test steel for railroad rails has been studied. The positive effect of deformation and subsequent heat treatment on the mechanical properties of experimental steels was established: after hot plastic deformation, in comparison with the cast state, the increase in hardness was ≈ 14.1 %; after hot plastic deformation with subsequent heat treatment, the increase in hardness was ≈ 39.4 %. The influence of the primary dendritic structure of the investigated steel on its final pearlite structure in the cast state has been established. Механічні властивості залізничних рейок залежать від хімічного складу, проробки литої структури шляхом обробки металу тиском, а також термічної обробки готових рейок. Метою даної роботи є дослідження впливу гарячої пластичної деформації (далі ГПД) і термічної обробки (далі ТО) на зміну структури литого стану у взаємозв'язку з її вихідною хімічною неоднорідністю. Загальні теоретичні висновки даної роботи були отримані на підставі аналізу літературних джерел, а також багаторічних досліджень колісної продукції. Дані результати доповнюють існуючі уявлення про структурну спадковість в металах і сплавах. Розроблено хімічний склад дослідних сталей для залізничних рейок і проведено виплавку в лабораторних умовах злитків масою до 10 кг. Проведено дослідження мікроструктури і визначено твердість дослідної сталі на зразках розміром 70х70х80 мм, вирізаних зі злитків лабораторних рейкових плавок. Обробляли в лабораторних умовах за двома режимами: 1 – ГПД з осадкою на величину 50 % після нагрівання до 1250 ± 10 °С; 2 – нормалізація (аустенітизація при 900 ± 10 °С, охолодження на повітрі зі швидкістю 5,1 °С/с) після ГПД. При дослідженні литого стану дослідних рейкових сталей (РСТ) встановлено, що вона являє собою дендрити аустеніту, які збагачені домішковими елементами. Вивчено вплив гарячої пластичної деформації і термічної обробки на структуру і властивості литої дослідної сталі для залізничних рейок. Встановлено позитивний вплив деформаційної і подальшої термічної обробки на механічні властивості дослідних сталей: після гарячої пластичної деформації в порівнянні з литим станом приріст твердості склав ≈ 14,1 %; після гарячої пластичної деформації з подальшою термічною обробкою приріст твердості склав ≈ 39,4 %. Встановлено вплив первинної дендритної структури досліджуваної стали на її кінцеву перлітну структуру в литому стані. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-05-24 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/54 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 29 No. 1 (2021): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 29 № 1 (2021): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/54/54 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | хімічний склад твердість мікроструктура термічна обробка залізнична рейка Бабаченко, Олександр Кононенко, Ганна Подольський, Ростислав Сафронова, Олена Дослідження мікроструктури і твердості дослідних рейкових сталей в литому стані, після гарячої пластичної деформації і термічної обробки |
| title | Дослідження мікроструктури і твердості дослідних рейкових сталей в литому стані, після гарячої пластичної деформації і термічної обробки |
| title_alt | Investigation of the microstructure and hardness of experimental rail steels in the cast state, after hot plastic deformation and heat treatment |
| title_full | Дослідження мікроструктури і твердості дослідних рейкових сталей в литому стані, після гарячої пластичної деформації і термічної обробки |
| title_fullStr | Дослідження мікроструктури і твердості дослідних рейкових сталей в литому стані, після гарячої пластичної деформації і термічної обробки |
| title_full_unstemmed | Дослідження мікроструктури і твердості дослідних рейкових сталей в литому стані, після гарячої пластичної деформації і термічної обробки |
| title_short | Дослідження мікроструктури і твердості дослідних рейкових сталей в литому стані, після гарячої пластичної деформації і термічної обробки |
| title_sort | дослідження мікроструктури і твердості дослідних рейкових сталей в литому стані, після гарячої пластичної деформації і термічної обробки |
| topic | хімічний склад твердість мікроструктура термічна обробка залізнична рейка |
| topic_facet | chemical composition hardness microstructure heat treatment railroad rail хімічний склад твердість мікроструктура термічна обробка залізнична рейка |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/54 |
| work_keys_str_mv | AT babačenkooleksandr investigationofthemicrostructureandhardnessofexperimentalrailsteelsinthecaststateafterhotplasticdeformationandheattreatment AT kononenkoganna investigationofthemicrostructureandhardnessofexperimentalrailsteelsinthecaststateafterhotplasticdeformationandheattreatment AT podolʹsʹkijrostislav investigationofthemicrostructureandhardnessofexperimentalrailsteelsinthecaststateafterhotplasticdeformationandheattreatment AT safronovaolena investigationofthemicrostructureandhardnessofexperimentalrailsteelsinthecaststateafterhotplasticdeformationandheattreatment AT babačenkooleksandr doslídžennâmíkrostrukturiítverdostídoslídnihrejkovihstalejvlitomustanípíslâgarâčoíplastičnoídeformacííítermíčnoíobrobki AT kononenkoganna doslídžennâmíkrostrukturiítverdostídoslídnihrejkovihstalejvlitomustanípíslâgarâčoíplastičnoídeformacííítermíčnoíobrobki AT podolʹsʹkijrostislav doslídžennâmíkrostrukturiítverdostídoslídnihrejkovihstalejvlitomustanípíslâgarâčoíplastičnoídeformacííítermíčnoíobrobki AT safronovaolena doslídžennâmíkrostrukturiítverdostídoslídnihrejkovihstalejvlitomustanípíslâgarâčoíplastičnoídeformacííítermíčnoíobrobki |