Оптимизация состава и механических свойств сварных и крепёжных соединений алюминиевых сплавов для создания кузовов железнодорожных вагонов нового поколения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат наук Шуртаков, Александр Константинович

• Шуртаков, Александр Константинович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Шуртаков, Александр Константинович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 5 ГЛАВА 1. Конструкции вагонов. Анализ применяемых алюминиевых сплавов в вагоностроении и их соединений в конструкциях кузовов железнодорожных вагонов (литературный обзор)

1.1. Конструкции вагонов

1.2. Применение алюминиевых сплавов в пассажирском вагоностроении

1.3. Применение алюминиевых сплавов в грузовом вагоностроении

1.4. Требования, предъявляемые к грузовым вагонам

1.5. Алюминиевые сплавы для вагоностроения

1.6. Соединение алюминиевых сплавов применительно к

вагоностроению

ГЛАВА 2. Материалы, методики испытания

2.1. Выбор алюминиевого сплава

2.2. Определение свойств листов при испытании на растяжение, ударную вязкость, угол загиба, определение химического состава и микроструктуры сплава

2.2.1 Испытание на растяжение

2.2.2 Определение ударной вязкости

2.2.3 Испытание на изгиб

2.2.4 Микроструктура листов из сплава 1565ч

2.3. Исследование циклической трещиностойкости и сопротивления усталости (в продольном и поперечном направлении относительно направления прокатки)

2.3.1 Определение сопротивления усталости

2.3.2 Циклическая трещиностойкость

2.4. Коррозионные испытания

2.4.1 Стандартные коррозионные испытания и коррозионные испытания сплава 1565ч в контакте с удобрениями: - фосфатными (растворы, увлажненная масса), - калийными (растворы, увлажненная масса)

2.4.2 Коррозионные испытания алюминиевого сплава 1565ч и стали

09Г2С в контакте с технической серой

Выводы 78 ГЛАВА 3. Результаты испытаний полуфабриката из алюминиевого сплава в состоянии после аргонодуговой, плазменной сварки и сварки трением с

перемешиванием

3.1. Технология и режимы сварки пластин сплава 1565ч

3.1.1 Изготовление сварных проб аргонодуговой сваркой

3.1.2 Режимы плазменной сварки и сварки трением с перемешиванием

3.1.3 Режимы сварки трением с перемешиванием

3.2. Методики испытания сварных соединений алюминиевых сплавов

3.2.1 Испытание на растяжение при статическом (кратковременном) приложении нагрузки

3.2.2 Определение ударной вязкости

3.2.3 Измерение твердости металла различных участков сварного соединения

3.2.4 Испытание сварного соединения на статический изгиб

3.2.5 Испытание сварных соединений на сопротивление усталости

3.2.6 Коррозионные испытания

3.3. Результаты испытаний сварных соединений листов из сплава 1565ч

3.3.1 Испытание на растяжение

3.3.2 Определение ударной вязкости

3.3.3 Испытания на изгиб

3.3.4 Определение сопротивления усталости сварных соединений листов из сплава 1565ч

3.3.5 Исследование твердости сварных соединений

3.3.6 Исследование структуры сварного шва сплава 1565ч выполненного различными методами сварки

3.3.7 Стандартные коррозионные испытания и коррозионные испытания образцов на растяжение из сплава 1565ч в контакте с удобрениями: фосфатными (растворы, увлажненная масса) калийными

(растворы, увлажненная масса)

Выводы

ГЛАВА 4. Механическое соединение элементов металлоконструкций в

вагоностроении

4.1. Служебные свойства механических соединений из сплава 1565ч

4.2.1 Сопротивление усталости пластины с отверстием. Экспериментальное определение влияния натяга ШтОГ-соединения на сопротивление усталости при циклическом растяжении

4.2.2 Сопротивление усталости ШтОГ-соединения в виде двух пластин с накладкой

4.2.3 Сопротивление усталости ШтОГ-соединений лист-профиль (на образцах №5 и №6)

4.2.4 Определение сопротивления сдвигу при растяжении-сжатии

ШтОГ соединения

4.3. Испытание на отрыв хвостовика

4.4. Измерение натяга штифта при формировании ШтОГ-соединения

4.5. Определение сопротивления сдвигу

4.6. Сопротивление отрыву обжимной головки ШтОГ-соединения

4.7. Определение сопротивления ШтОГ-соединения ударным нагрузкам

Выводы

ГЛАВА 5. Реализация

Заключение

Список литературы

Приложение. Разработанные методики

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация состава и механических свойств сварных и крепёжных соединений алюминиевых сплавов для создания кузовов железнодорожных вагонов нового поколения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Тенденция к увеличению использования алюминиевых сплавов в конструкциях кузовов пассажирских и грузовых вагонов наблюдается как за рубежом, так и на российских железных дорогах. В этих условиях для сохранения конкурентоспособности отечественного вагоностроения, металлургии и железнодорожного транспорта в целом необходимо разрабатывать новые алюминиевые сплавы, технологии изготовления и ремонта кузовов вагонов, с учетом специфических требований, предъявляемым к служебным характеристикам конструкционных материалов и их соединений.

Принимая во внимание современные требования к снижению «затрат жизненного цикла» железнодорожных вагонов особое значение приобретают такие характеристики служебных свойств алюминиевых сплавов и их соединений, как сопротивление циклическим и ударным нагрузкам, технологичность, коррозионная стойкость, трудоемкость и себестоимость изготовления кузовов вагонов.

Повышение уровня технико-экономических характеристик железнодорожных вагонов за счет конструктивных решений с применением традиционных материалов в значительной степени исчерпано. Поэтому представляется целесообразным повысить этот уровень путем применения прогрессивных материалов и способов их изготовления.

Проектирование и изготовление перспективного вагона должно вестись с использованием как новых, так и традиционных алюминиевых сплавов, что позволяет значительно снизить массу тары, увеличить грузоподъемность и повысить технологичность при изготовлении вагона. Это обстоятельство определило актуальность данной работы.

Одним из основных требований к грузовым вагонам является снижение массы тары и увеличение их грузоподъемности. Поэтому наиболее

перспективными материалами для изготовления кузовов вагонов являются алюминиевые сплавы, обладающие высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью, высоким сопротивлением хрупким разрушениям при отрицательных температурах, высокой технологичностью при прессовании и прочностью сварных швов.

Акционерное общество «Арконик СМЗ» (бывшее ЗАО «Алкоа СМЗ») предложило использовать при проектировании кузовов железнодорожных вагонов новый алюминиевый сплав 1565ч. Чтобы определить возможность использования этого сплава, необходимо оценить его преимущества по сравнению с известными сплавами АМг5 и АМг6. В этой связи возникла необходимость выполнить комплекс испытаний основного металла и соединений (сварных и резьбовых), используемых при сборке кузовов грузовых вагонов в России и за рубежом. Произвести выбор способов соединения элементов путем сварки, в том числе сварки «трением с перемешиванием» (СТП) или механических соединений типа «штифт с обжимной головкой» (ШтОГ).

На основе вышеизложенного была определена цель работы: Цель и задачи исследования. Целью является достижение оптимального состава и оптимальных механических свойств сварных и крепёжных соединений алюминиевых сплавов для создания кузовов железнодорожных вагонов нового поколения. В том числе: изучение особенностей сплава при различных видах сварки, определение закономерностей поведения полуфабрикатов из сплава 1565ч при механическом соединении штифтом с обжимной головкой.

Достижение указанной цели осуществлялось в ходе постановки и решения следующих задач:

1. Исследование служебных характеристик алюминиевого сплава 1565ч с определением прочности, ударной вязкости, угла загиба, коррозионной стойкости, циклической трещиностойкости. Фрактографические исследования усталостных изломов.

2. Изучение особенностей сплава 1565ч при трех способах сварки стыковых соединений листовых полуфабрикатов на основе испытаний на

сопротивление статическим, циклическим и ударным нагрузкам, а также исследования коррозионной стойкости и структурного состояния сварных швов.

3. Разработка методик для оценки служебных свойств механического соединения (штифт с обжимной головкой), выбранного в качестве альтернативы сварке, для алюминиевого сплава 1565ч.

4. Выявление закономерностей поведения полуфабрикатов из сплава 1565ч при их механическом соединении штифтом с обжимной головкой по результатам стендовых испытаний.

Научную новизну работы характеризуют следующие положения, выносимые на защиту:

1. Впервые определены служебные характеристики полуфабрикатов из алюминиевого сплава 1565ч в состоянии поставки (без термической обработки, отожженное (М)), и его сварных и механических соединений. Показано, что лучшим комплексом служебных свойств обладают стыковые сварные соединения, полученные путем сварки трением с перемешиванием.

2. Впервые изучена несущая способность ШтОГ-соединений (штифт с обжимной головкой) при различных условиях воздействия нагрузок, приближенных к эксплуатационным. Для этого был разработан комплекс методик испытаний по определению расчетных характеристик ШтОГ-соединения: сопротивление сдвигу, отрыву головки, смятию, ослаблению натяга при ударной нагрузке.

3. Показано, что при наличии ШтОГ-соединения концентрация напряжений вокруг отверстия под штифт снижается до нуля, а число циклов до разрушения возрастает на порядок при сохранении натяга штифта в течение всего цикла испытаний.

4. Исследовано влияние напряженного состояния вблизи концентратора напряжений на особенности разрушения сплава 1565ч при статическом и циклическом нагружении. Показано, что при боковом давлении 0,5 от предела текучести соединяемых пластин из алюминиевого сплава, усталостная трещина при циклических нагрузках начинает развиваться не от края отверстия под

штифт, а от края поверхности контакта «пластина - головка штифта» или «пластина - обжимная головка».

Практическая значимость. Практическая значимость работы характеризуется следующими положениями:

1. Полученные в работе характеристики статической и усталостной прочности, ударной вязкости при температурах +20 и -60 0С, трещиностойкости при изгибе основного металла сплава 1565ч и его сварных стыковых соединений использованы для разработки исходных требований к проектированию кузовов грузовых вагонов из этого сплава.

2. На основе проведенных испытаний ШтОГ-соединений с диаметром штифта 16 мм для крепления крышек люков стальных вагонов даны рекомендации по применению этого типа соединений на серийно изготавливаемых вагонах (в объеме 16 тыс. вагонов в год).

3. По результатам испытаний ШтОГ-соединений листов и профилей из сплава 1565ч определен ограниченный предел выносливости этих соединений при трехточечном изгибе. Даны рекомендации по повышению сопротивления усталости узлов кузова со ШтОГ-соединениями.

4. С учетом результатов испытаний полувагона ВА2005 с кузовом из алюминиевых панелей, результатов проведенных испытаний сплава 1565ч и его соединений, изготовлены опытные вагоны-хопперы с кузовом из этого сплава и ШтОГ-соединениями элементов кузова, как между собой, так и со стальной рамой вагона.

Положения, выносимые на защиту.

1. Особенности служебных характеристик сплава 1565ч, выявленные по результатам исследований: микроструктуры, фрактографии усталостных изломов, циклической трещиностойкости, механических свойств на образцах, изготовленных вдоль и поперёк прокатки, до и после отжига.

2. Результаты исследований коррозионной стойкости и структуры сварных швов стыковых соединений листовых полуфабрикатов сплава 1565ч, изготовленных тремя способами сварки.

3. Методики оценки работоспособности механического соединения (штифт с обжимной головкой) для алюминиевого сплава 1565ч.

4. Закономерности поведения полуфабрикатов из сплава 1565ч при их механическом соединении штифтом с обжимной головкой.

Апробация результатов. Основные результаты работы доложены и одобрены на следующих конференциях:

Конференции молодых ученых ОАО «ВНИИЖТ» 2006 г., г. Щербинка;

2-й Международной конференции «Алюминий - 21/ Сварка и пайка, 2012 г, г. Санкт-Петербург;

Научно-техническом совещании АО «ВНИИЖТ» 2016 г., г. Москва;

8-й конференции молодых специалистов «Перспективы развития металлургических технологий» 2017 г., г. Москва;

Международном симпозиуме «Перспективные материалы и технологии» 2017 г., г. Витебск, Беларусь.

Публикации.

По результатам выполненных исследований опубликовано пять печатных работ, в том числе три работы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Работа поддержана грантом Минобрнауки России (Уникальный идентификатор - КЕЫБЕ157714Х0199)

Структура и объём работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и общих выводов. Объём работы составляет 194 страницы текста, включая 28 таблиц, 104 рисунков и приложение. Список литературных источников содержит 122 наименования.

ГЛАВА 1. Конструкции вагонов. Анализ применяемых алюминиевых сплавов в вагоностроении и их соединений в конструкциях кузовов железнодорожных вагонов (литературный обзор)

1.1. Конструкции вагонов

Ассоциацией американских железных дорог (ААЯ) с участием Центра Транспортных Технологий (ТТС) по программе исследований, связанных с повышением осевых нагрузок (НАL), была изучена эффективность внедрения вагонов новых конструкций.

Изменения касались, в основном, четырех параметров конструкции вагонов: улучшения использования поперечного сечения вагона с уменьшением его длины без увеличения осевой нагрузки; оснащения вагонов-хопперов продольными складывающимися крышками люков; внедрения вагонов-хопперов сочлененной конструкции; повышения осевых нагрузок.

Технические характеристики базовых стальных вагонов и технико-экономические характеристики альтернативных стальных вагонов приведены в Таблицах 1.1 и 1.2 соответственно.

Альтернативные вагоны-хопперы с максимальным поперечным сечением кузова создавался по тому же принципу, что и полувагон. В результате длину вагона стало возможным уменьшить до 13,3 м, что на 2,85 м меньше длины базового. Так как полная масса вагона остается неизменной, в поезде фиксированной длины из альтернативных хопперов за счет большего числа вагонов можно перевезти на 22% больше груза, чем в поезде из базовых. При этом достигаются все указанные выше преимущества, характерные для полувагона увеличенной высоты, ширины и связанные с экономией на эксплуатационных расходах.

Таблица 1.1 - Технические характеристики базовых стальных вагонов

Параметр Тип вагона

полувагон хоппер

1 2 3

Наружные размеры, м:

Длина по плоскостям сцепления 16,2 16,15

автосцепок 15,4 15,35

Длина по угловым стойкам 12,35 12,35

Расстояние между центрами тележек 3,25 3,25

Максимальная ширина 3,67 4,05

Максимальная высота над УГР

Внутренние размеры кузова, м:

Длина 14,55 14,4

Ширина 3,03 3,08

Вместимость, м3:

по уровню полного кузова 124,5 119

с шапкой 133,5 130

Грузоподъемность, т 110,2 106,8

Масса, т:

Тары 19,5 22,9

Полная 130 130

Коэффициент тары 0,177 0,214

Использование вагона-хоппера сочлененной конструкции дает возможность наиболее эффективно использовать поперечное сечение кузова и оптимальное расположение тележек при осевой нагрузке 32,7 т. Очертания поперечного сечения выбраны из расчета высоты и ширины, максимально допустимых действующими правилами.

Таблица 1.2 - Технико-экономические характеристики альтернативных

стальных вагонов

Параметр Тип вагона

полувагон с увеличенным поперечным сечением кузова полувагон с повышенн ой осевой нагрузкой вагон-хоппер с увеличенным поперечным сечением кузова сочлененный вагон-хоппер

1 2 3 4 5

Наружные размеры,

м: 13,5 16,2 13,3 5,6 (одной

Длина 3,25 3,25 3,25 секции)

Ширина 4,35 4,1 4,35 3,25

Высота над УГР 4,35

Масса, т:

Тары 18,5 20 20,2 -

Полная 130 143 130 -

Грузоподъемность, т 106,5 122,8 109,8 -

Соотношение

грузоподъемности и 5,19 6,12 5,37 -

массы тары

Коэффициент тары 0,19 0,163 0,186 -

Сокращение прямых

затрат, % 4 1 5 7

Увеличение

провозной 22 11 26 36

способности, %

1.2. Применение алюминиевых сплавов в пассажирском

вагоностроении

Алюминиевые сплавы являются одним из основных конструкционных материалов и широко применяются в промышленности и бытовой технике.

Перспектива расширения использования алюминия и алюминиевых сплавов определяется его большими природными ресурсами и ценным комплексом свойств.

К достоинствам алюминия и его сплавов относится большой диапазон прочности (ев = 100...800 МПа), малая плотность (2,5 - 2,85 г/см3) и высокие удельная прочность, тепло- и электропроводность, отражательная способность и коррозионная стойкость в различных средах..

Освоение производства полуфабрикатов из прогрессивных алюминиевых сплавов, обладающих низким удельным весом, высокой удельной прочностью, высокими технологическими свойствами, позволяющими получать профили и панели сложной конфигурации, с хорошей свариваемостью и высокой прочностью сварных швов, красивой гладкой поверхностью, не требующей окраски, открыло широкие возможности использования алюминиевых сплавов в вагоностроении.

Замена стальной конструкции на конструкцию из алюминиевых сплавов позволяет: снизить массу тары вагонов, повысить грузоподъемность и скорость движения, снизить износ рельсов, расход энергии или топлива на тягу поездов, снизить затрату средств на ремонт вагонов в процессе эксплуатации.

Производство пассажирских вагонов дальнего следования, моторвагонного подвижного состава (МВПС) и скоростных поездов с вагонами из алюминиевых сплавов в России отсутствует. Ранее делались попытки освоить серийное производство вагонов этих типов с кузовами из алюминиевых сплавов -«Русская тройка» (КВЗ 1969 г.), «ЭР-200» (РВЗ 1974 г., 1995 г.), «Сокол» (НПО «Рубин», судоверфь «Алмаз» 1998 г.), однако в эксплуатацию был введен только электропоезд «ЭР-200» (списан в 2007 г).

Более 30 лет с перерывами (с 1974г.) в эксплуатации находился электропоезд ЭР200, Рисунок 1.1.

Рисунок 1.1 - Электропоезд ЭР200 с кузовами вагонов из алюминиевых сплавов

В период подготовки к производству Рижским вагоностроительным заводом совместно с ВНИИЖТ, ВНИИ Вагоностроения и Институтом электросварки им. Патона были проведены исследовательские и конструкторские работы по выбору алюминиевых сплавов и технологии сварки.

В результате появилась возможность снизить массу кузова при тех же габаритных размерах на 35-40 % по сравнению со стальным кузовом.

В настоящее время закуплены в Германии (компания «Сименс») и введены в эксплуатацию на нескольких направлениях скоростные поезда «Сапсан», в том числе российского производства на предприятии «Уральские локомотивы» (г. Пишма, Свердловская область).

За рубежом производство пассажирского подвижного состава освоено в нескольких странах: Франция (скоростные поезда TGV), Германия (скоростные поезда ICE), Италия (поезда Alta Velocita), Япония (скоростные поезда Nozomi, E2), Испания (скоростные поезда AVE), Китай (скоростные поезда CHR). В некоторых странах (Китай, о. Тайвань, Южная Корея, Великобритания, Швеция) производство пассажирского подвижного состава с кузовами из алюминиевых сплавов освоено с участием транснациональных компаний Bombardier, Alstom, Siemens, японских консорциумов. Именно эти компании в настоящее время производят около 70% пассажирского подвижного состава с кузовами из

алюминиевых сплавов. Из алюминиевых сплавов изготавливаются практически все вагоны скоростных поездов в мире и более 50% пригородных поездов. Пассажирские вагоны дальнего следования (спальные) за рубежом практически не изготавливаются.

1.3. Применение алюминиевых сплавов в грузовом вагоностроении

Снижение тары, которое становится возможным при изготовлении кузова полувагонов из алюминиевых сплавов, позволяет улучшить технико-экономические показатели грузовых вагонов и тем самым компенсировать увеличение их первоначальной стоимости.

Значительное увеличение количества грузовых вагонов с кузовами из алюминиевых сплавов началось в 80-х годах прошлого века в Северной Америке (США и Канаде) [1]. В эти годы компания Johnstown America (США) освоила серийное изготовление полувагонов для перевозки угля (глуходонных с разгрузкой на вагоноопрокидывателях и хопперов с разгрузкой через нижние люки), крытых хопперов для перевозки зерна, вагонов для перевозки автомобилей. Производительность первого завода компании Johnstown America (в настоящее время - Freight Car) составляла примерно 5000 вагонов в год. Этому предшествовало изготовление в течение 20 лет отдельных партий вагонов с кузовами из алюминиевых сплавов (от 2 до 600 вагонов) различными вагоностроительными компаниями по заказам угольных, энергетических, лизинговых и железнодорожных компаний.

Период освоения производства грузовых вагонов с кузовами из алюминиевых сплавов, длившийся более 20 лет, позволил не только отработать конструкцию вагонов, выйти на рекордные технические показатели по коэффициенту грузоподъемности (с 2.5 на 6,1) (коэффициенту тары с 0,4 до 0,164), но и отработать технологию изготовления кузовов (ШтОГ - штифт с обжимной головкой, вместо сварки). Однако самое важное, что удалось сделать

за период, предшествовавший освоению серийного производства, - это адаптировать потенциальных заказчиков грузовых вагонов к новому подвижному составу, дать возможность собственникам вагонов проверить их в эксплуатации, получить подтверждение эффективности использования вагонов с кузовами из алюминиевых сплавов.

Североамериканские железные дороги с 80-х годов прошлого века начали пополнять вагонный парк железных дорог четырехосными грузовыми вагонами: грузоподъемность 112 - 120 т, массой тары 18-19 т. в том числе за счет вагонов с кузовами из алюминиевых сплавов. Коэффициент грузоподъёмности таких вагонов 6,0-6,1 (коэффициент тары 0,16), допускаемые осевые нагрузки 32,5 - 35 т/ось.

Для сравнения отечественные четырехосные грузовые вагоны имеют грузоподъемность 69-70т, массу тары 21 -24 т, коэффициент грузоподъемности 2,9-3,2 (коэффициент тары 0,30- 0,34), (допускаемые осевые нагрузки 23,5 т. Созданы тележки с осевой нагрузкой 25,0 т и более.

Столь высокие показатели грузоподъемности четырехосных грузовых вагонов на североамериканских железных дорогах достигнуты за счет повышения допускаемых осевых нагрузок и уменьшения коэффициента тары.

До введения повышенных осевых нагрузок были проведены работы по улучшению демпфирующих характеристик вагонных тележек, что позволило снизить динамическую составляющую колесной нагрузки и количество сходов.

Все этапы работы по созданию новых вагонов с повышенной грузоподъемностью сопровождались оценкой экономической эффективности технических решений, которая уточнялась по мере накопления опыта изготовления и эксплуатации таких вагонов.

Сочетание двух направлений (повышения осевых нагрузок и снижения массы тары за счет применения конструкционных материалов с повышенной удельной прочностью) позволило увеличить грузоподъемность грузовых вагонов на 6 - 42 т. (на 8 - 60%) при увеличении первоначальной стоимости вагонов из алюминиевых сплавов на 16 -25 тыс. долларов или на 30-50%.

Центр транспортных технологий (ТТС, США) показал, что совершенствование конструкции грузовых вагонов позволяет снизить на 7% прямые затраты и повысить на 25% провозную способность железных дорог. Годовая экономия составляет 500 млн. долл. в год при осуществлении только угольных перевозок вагонами грузоподъемностью 130 т.

Срок окупаемости капиталовложений в грузовые вагоны с кузовом из алюминиевых сплавов составляет 2,5 - 3 года при стоимости каждого на 16 тыс. долл. больше, чем аналогичного вагона из стали, а при благоприятных условиях срок окупаемости снижается до 17 месяцев.

В настоящее время в США в эксплуатации находятся более 150 тыс. грузовых вагонов с кузовами из алюминиевых сплавов [2]

Российские железные дороги работают в направлении повышения грузоподъемности грузовых вагонов, в том числе за счет снижения массы тары и повышения осевых нагрузок.

В России (СССР) в 60-х годах было изготовлено 6 четырехосных и 2 шестиосных полувагона с кузовами из алюминиевых сплавов. Конструкция алюминиевых полувагонов в основном повторяла конструкцию стальных полувагонов. Масса кузова на 4 т меньше, чем у стального полувагона Вагоны находились в опытной эксплуатации 4-5 лет. Однако были исключены по трещинам в узле сопряжения хребтовой и шкворневых балок.

С 60-х годов прошлого века в СССР (России) серийно изготавливаются котлы цистерн для перевозки молока и крепкой азотной кислоты, которые и сейчас находятся в эксплуатации.

В 2003 году ОАО «Уралвагонзавод» совместно с алюминиевой Группой «СУАЛ-холдинг» разработал проектно-конструкторскую документацию и изготовил полувагон со сварным кузовом из алюминиевых сплавов, который в основном копировал стальную конструкцию, Рисунок 1.2. Однако испытания на ОАО «Уралвагонзавод» не были доведены до конца, поскольку стало очевидным, что конструкцию нужно значительно дорабатывать.

Рисунок 1.2 - Опытный полувагон производства УВЗ 2003 г.

В 2004 г. по инициативе руководства ОАО «РЖД» к работам по созданию алюминиевого полувагона было привлечено Воронежское акционерное самолетостроительное объединение (ВАСО) и кафедра самолетостроения ВГТУ (ООО НПП «Технологический центр») [1].

В 2005 г. при консультации ОАО «ВНИИЖТ» ООО НПП ТЦ был разработан технический проект полувагона с применением в конструкции кузова полых прессованных панелей Рисунок 1.3. ТЭО и ТЗ разработаны ОАО «ВНИИЖТ».

Свариваемые алюминиевые сплавы и полые прессованные панели были рекомендованы ОАО «ВНИИЖТ» для изготовления боковых и торцевых стен взамен традиционной конструкции, состоящей из обшивки и стоек. С участием КУМЗ были разработаны ТУ на поставку профилей для опытного образца алюминиевого полувагона. На КУМЗ было освоено производство панелей и остальных профилей из алюминиевых сплавов [3].

В начале 2006 года был построен опытный полувагон ВА2005. Обшивка полувагона в виде полых прессованных панелей изготовлена из сплава 6005А, рама выполнена из алюминиевого сплава 1915. Соединения элементов рамы и обшивки были выполнены аргонодуговой сваркой. С октября 2006г. по июнь 2007г. полувагон проходил испытания на стендах и полигонах ОАО «ВНИИЖТ», по результатам проведенных испытаний было установлено, что

представленный на испытания экспериментальный образец полувагона модели ВА2005 требует конструкторской доработки в части обеспечения прочности сварных соединений элементов рамы (консольной части хребтовой балки и шкворневой балки).

Опытные полувагоны производства ОАО «УВЗ» (2003 год) и ВАСО (2005 год) требуют доработки и не могут в настоящее время рассматриваться как перспективные для организации серийного производства.

Рисунок 1.3 - Опытный полувагон, изготовленный с применением в конструкции кузова полых прессованных панелей (ВА 2005)

1.4. Требования, предъявляемые к грузовым вагонам

Существует два основных и один дополнительный специальных расчетных режима.

По первому расчетному режиму рассматривается относительно редкое сочетание экстремальных нагрузок. Основное требование при расчете на прочность по этому режиму - не допустить появления остаточных деформаций (повреждений) в узле или детали.

Нормативы продольных сил взаимодействия при расчетах на прочность приведены в Таблице 1.3 [4]

Допускаемые напряжения по этому режиму выбираются близко к пределу текучести или пределу прочности материала с учетом характера действия нагрузки (квазистатическая, ударная и т.п.) и свойств материала.

В эксплуатации первому режиму расчета соответствует для грузовых вагонов осаживание и трогание тяжеловесного состава с места, соударение вагонов при маневрах, в том числе при роспуске с горок, экстренное торможение в поездах при малых скоростях движения.

По третьему расчетному режиму рассматривается относительно частое возможное сочетание умеренных по величине нагрузок, характерное для нормальной работы вагона в движущемся поезде. Основное требование при расчете по этому режиму - не допустить усталостного разрушения узла или детали.

Допускаемые напряжения, поэтому режиму выбираются исходя из пределов выносливости материала с учетом совместного действия квазистатических, вибрационных и ударных нагрузок, влияние коррозии и т.п.

Таблица 1.3 - Нормативы продольных сил взаимодействия при расчетах

на прочность

Величина продольной силы, МН

Расчетные режимы

Группы вагонов I III

квазистат. удар, рывок квазистат. удар, рывок

Вагоны, подлежащие роспуску с -2,5 -3,5 -1,0 -1,0

сортировочных горок +2,0 +2,5 +1,0 +1,0

Вагоны, не подлежащие -2,5 -3,0 -1,0 -1,0

роспуску с сортировочных горок +2,0 +2,5 +1,0 +1,0

Примечания:

1) Знак « + » для сил растяжения и рывка, знак « - » для сил сжатия и удара.

2) Время действия ударных сил (удара и рывка) принимается равным 0,3 с.

Для полувагона с кузовом из алюминиевых сплавов на основе отечественного опыта рекомендуется использовать стальную раму.

Допускаемые напряжения в элементах кузова от однократной статической нагрузки равны 0,95 ат или ат, согласно [4].

Исходя из условий прочности, допускаемые напряжения при воздействии на конструкцию ударной нагрузки определяют с учетом не только предела текучести материала, но и его ударной вязкости, в том числе при отрицательных температурах. Если материал не склонен к хрупкому разрушению, то достаточно выполнить расчет по пределу текучести с целью предотвращения пластической деформации от ударной нагрузки. В противном случае для предотвращения хрупкого разрушения необходимо принять специальные меры для повышения ударной нагрузки либо выбрать материал не склонный к хрупкому разрушению в диапазоне рабочих температур, при расчетной скорости нагружения и при наличии концентраторов напряжений, в том числе трещин.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шуртаков, Александр Константинович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Конюхов, А.Д. Экструдированные алюминиевые панели - перспективный материал для кузовов вагонов [Текст] / А.Д. Конюхов, Л.В. Журавлёва, А.К. Шуртаков // Вагоны и вагонное хозяйство. - 2007. - № 2. - С. 36-38.

2. Сотников, Е.А. Железные дороги мира из XIX в XXI век [Текст] / Е.А. Сотников. - М.: Транспорт, 1993. - 200 с.

3. Конюхов, А.Д. Механические свойства алюминиевых сплавов и их сварных соединений, применяемых в кузовах полувагонов [Текст] / А.Д. Конюхов, Л.В. Журавлёва, А.К. Шуртаков // Цветные металлы. - 2006. -№ 6. - С. 68-73.

4. Нормы расчета и проектирования грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм Российской Федерации [Текст]. - ВНИИЖТ. - 2004. -38с.

5. ГОСТ 25.502-79 Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость [Текст].- М. : Стандартинформ, 2005. - 27 с.

6. Британский стандарт СР118

7. Арзамасов, Б. Н. Справочник по конструкционным материалам: справочник [Текст] / Б. Н. Арзамасов, Т. В. Соловьева, С. А. Герасимов [и др.]; под ред. Б. Н. Арзамасова, Т. В. Соловьевой. - М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2005.- 640 с.

8. Алиева, С.Г. Промышленные алюминиевые сплавы [Текст]: справочник / С.Г. Алиева, М.Б. Альтман, С.М. Амбарцумян [и др.]; отв. ред. Ф.И. Квасов, И.Н. Фридляндер. - 2-е изд. - М. : Металлургия, 1984.- 528 с.

9. Меркулова, Г.А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов: конспект лекций [Текст]. - Красноярск: Изд-во Сибирский федеральный университет, 2007. - 263 с.

10. Дриц, А.М. Свариваемый алюминиевый сплав 1565ч [Текст]/ А.М. Дриц, В.В. Овчинников. - М.: Машиностроение и инженерное образование, 2014.- № 4. - С. 6-12.

11. Dharmendra, S. Effect of deformation temperature on mechanical properties of ultrafine grained Al-Mg alloys processed by rolling Materials & Design [Text]/ Dharmendra Singh, P. Nageswara Rao, R. Jayaganthan// September 2013. - P. 646-655.

12. Fuller, C.B. Microstructure and mechanical properties of a 5754 aluminum alloy modified by Sc and Zr additions [Text]/ C.B. Fuller, A. R. Krause, D. C. Dunand, D. N. Seidman// Materials Science and Engineering: Volume 338, Issues 1-2. - 15 December 2002. - P. 8-16.

13. Engler,0. Development of intermetallic particles during solidification and homogenization of two AA 5xxx series Al-Mg alloys with different Mg contents [Text]/ O. Engler, K. Kuhnke, J. Hasenclever // Journal of Alloys and Compounds: Volume 728. - 25 December 2017. - P. 669-681.

14. Yi, G. Characterizing and modeling the precipitation of Mg-rich phases in Al 5xxx alloys aged at low temperatures [Text]/ G. Yi, W. Zeng, J. D. Poplawsky, D. A. Cullen, M. L. Free// Journal of Materials Science & Technology: Volume 33, Issue 9.- September 2017.- P. 991-1003.

15. Scotto D'Antuono, Direct measurement of the effect of cold rolling on в phase precipitation kinetics in 5xxx series aluminum alloys [Text]/ D. Scotto D'Antuono, J. Gaies, W. Golumbfskie, M.L. Taheri // Acta Materialia: Volume 123.- 15 January 2017.- P. 264-271.

16. Liu, W.C. Kinetics of the formation of the в fiber rolling texture in continuous cast AA 5xxx series aluminum alloys [Text]/ W.C. Liu, J.G. Morris// Scripta Materialia: Volume 47. - Issue 11. - 2 December 2002. - P. 743-748.

17. Wen, W. The effect of Mg precipitation on the mechanical properties of 5xxx aluminum alloys [Text]/ W. Wen, Y. Zhao, J.G. Morris// Materials Science and Engineering: A, Volume 392.- Issues 1-2.- 15 February 2005.- P. 136-144.

18. Engler, O. Influence of copper additions on materials properties and corrosion behaviour of Al-Mg alloy sheet [Text]/ O. Engler, C. D. Marioara, T.Hentschel, H.-J. Brinkman// Journal of Alloys and Compounds: Volume 710.- 5 July 2017.-P. 650-662.

19. Yan, J. Study of p precipitation and layer structure formation in Al 5083: The role of dispersoids and grain boundaries [Text]/ J. Yan, A.M. Hodge// Journal of Alloys and Compounds: Volume 703.- 5 May 2017.- P. 242-250.

20. Katsas, S. Microstructural changes accompanying repair welding in 5xxx aluminium alloys and their effect on the mechanical properties [Text]/ S. Katsas, J. Nikolaou, G. Papadimitriou// Materials & Design: Volume 27.- Issue 10.2006.- P. 968-975.

21. Altobelli Antunes, R. Materials selection for hot stamped automotive body parts: An application of the Ashby approach based on the strain hardening exponent and stacking fault energy of materials [Text]/ R. Altobelli Antunes, M. C. Lopes de Oliveira// Materials & Design: Volume 63.- November 2014.-P. 247-256.

22. Hirsch, J. Recent development in aluminium for automotive applications [Text]/ J. Hirsch// Transactions of Nonferrous Metals Society of China: Volume 24.- Issue 7.- July 2014.- Pages 1995-2002.

23. Wang, Y. Influence of alloyed Nd content on the corrosion of an Al-5Mg alloy [Text]/ Y. Wang, R.K. Gupta, N.L. Sukiman, R. Zhang, N. Birbilis // Corrosion Science: Volume 73.- August 2013.- P. 181-187.

24. Li, D. Tensile deformation behavior of aluminum alloys at warm forming temperatures [Text]/ D. Li, A. Ghosh // Materials Science and Engineering: A, Volume 352.- Issues 1-2.- 15 July 2003.- P. 279-286.

25. Mayyas, A. Using Quality Function Deployment and Analytical Hierarchy Process for material selection of Body-In-White [Text]/ A. Mayyas, Q. Shen, A. Mayyas, M. Abdelhamid, M. Omar// Materials & Design: Volume 32.- Issue 5.- May 2011.- P. 2771-2782.

26. Hoseinifar, A. Effect of twin-roll casting parameters on microstructure and mechanical properties of AA5083-H321 sheet [Text]/ A. Hoseinifar, S. Salari, M. Soltan Ali Nezhad// Transactions of Nonferrous Metals Society of China: Volume 26.- Issue 10.-October 2016.- P. 2552-2560.

27. Miyake, Y. Effect of heat treatments on the microstructure and formability of Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloy [Text]/ Y. Miyake, Y. Sato, R. Teranishi, K. Kaneko// Micron: Volume 101.- October 2017.- P. 151-155.

28. Li, R. Selective laser melting of a novel Sc and Zr modified Al-6.2Mg alloy: Processing, microstructure, and properties [Text]/ R. Li, M. Wang, T. Yuan, B. Song, P. Cao// Powder Technology: Volume 319.- September 2017.- P. 117128.

29. Abovyan, T. Formability prediction of aluminum sheet alloys under isothermal forming conditions [Text]/ T. Abovyan, G. T. Kridli, P. A. Friedman, G. Ayoub// Journal of Manufacturing Processes: Volume 20.- Part 2.- October 2015.- P. 406-413.

30. Yi, G. Characterization of the effects of different tempers and aging temperatures on the precipitation behavior of Al-Mg (5.25at.%)-Mn alloys [Text]/ G. Yi, K. C. Littrell, J. D. Poplawsky, D. A. Cullen, M. L. Free// Materials & Design: Volume 118.- 15 March 2017.- P. 22-35.

31. Büyükbayram, C. Fatigue Strength Evaluation Approach of Welded Joints for More Reliable and Lighter Military Ground Vehicles [Text]/ C. Büyükbayram, B. Ko?, G. Tekin // Procedia Engineering: Volume 133.- 2015.- P. 485-500.

32.D'Antuono, D. Grain boundary misorientation dependence of ß phase precipitation in an Al-Mg alloy [Text]/D. S. D'Antuono, J. Gaies, W. Golumbfskie, M.L. TaheriBerkay// Salihoglu Scripta Materialia: Volume 76.-April 2014.- P. 81-84.

33. Engler, O. Control of second-phase particles in the Al-Mg-Mn alloy AA 5083 [Text]/ O. Engler, S. Miller-Jupp//Journal of Alloys and Compounds: Volume 689.- 25 December 2016.- P. 998-1010.

34. Dehghani, K. Using response surface methodology to optimize the strain aging response of AA5052 [Text]/ K. Dehghani, A. Nekahi, M. A. M. Mirzaie // Materials Science and Engineering: A, Volume 527. - Issues 27-28.-25 October 2010.- P. 7442-7451.

35.Chandra, K. Welding failure of as-fabricated component of aluminum alloy 5052 [Text]/ K. Chandra, V. Kain // Engineering Failure Analysis.- Volume 34.-December 2013.- P. 387-396.

36. Shirazi, H. Effect of process parameters on the macrostructure and defect formation in friction stir lap welding of AA5456 aluminum alloy [Text]/ H. Shirazi, Sh. Kheirandish, M.A. Safarkhanian // Measurement: Volume 76.-December 2015.- P. 62-69.

37. Lockwood, F. Pitting corrosion of 5052 aluminum alloy [Text]/ F. Lockwood, S. Lee, J. Faunce, J.A.S. Green, W.J. Ptashnick// Applications of Surface Science: Volume 20, Issue 3.- January 1985.- P. 339-346.

38. Pare, V. Thermo-mechanical behavior and bulk texture studies on AA5052-H32 under dynamic compression [Text]/ V. Pare, S. Modi, K.N. Jonnalagadda // Materials Science and Engineering: A, Volume 668.- 21 June 2016.- P. 3849.

39. Ambroziak, A. Using Resistance Spot Welding for Joining Aluminium Elements in Automotive Industry [Text]/ A. Ambroziak, M. Korzeniowski // Archives of Civil and Mechanical Engineering: Volume 10.- Issue 1.-2010.-P. 5-13.

40.Choi, D. Behavior of p phase (Al3Mg2) in AA 5083 during friction stir welding [Text]/ D.H. Choi, B.-W. Ahn, D. J. Quesnel, S.-B. Jung// Intermetallics: Volume 35.- April 2013.- P. 120-127.

41. Tan, L. Effect of thermomechanical treatment on the corrosion of AA5083 [Text]/ L. Tan, T.R. Allen // Corrosion Science: Volume 52.- Issue 2.- February 2010.- P. 548-554.

42. Borrego, P. Fatigue life improvement by friction stir processing of 5083 aluminium alloy MIG butt welds [Text]/ L.P. Borrego, J.D. Costa, J.S. Jesus,

A.R. Loureiro, J.M. Ferreira// Theoretical and Applied Fracture Mechanics: Volume 70.- April 2014.- P. 68-74.

43. Lee, B. Role of Mg in simultaneously improving the strength and ductility of Al-Mg alloys [Text]/ B.-H. Lee, S.-H. Kim, J.-H. Park, H.-W. Kim, J.-C. Lee// Materials Science and Engineering: A, Volume 657. - 7 March 2016. - P. 115122.

44. Leo, P. Hybrid welding of AA5754 annealed alloy: Role of post weld heat treatment on microstructure and mechanical properties [Text]/ P. Leo, S. D'Ostuni, G. Casalino// Materials & Design.- Volume 90.- 15 January 2016.- P. 777-786.

45. Zander, J. Modelling mechanical properties for non-hardenable aluminium alloys [Text]/ J. Zander, R. Sandstrôm, L. Vitos// Computational Materials Science: Volume 41.- Issue 1.- November 2007.- P. 86-95.

46. Starke, E. Aluminum Alloys: Properties and ApplicationsEncyclopedia of Materials [Text]/ E.A. Starke // Science and Technology (Second Edition): 2001.- P. 114-116.

47.Colvin, E. Aluminum Alloys: Corrosion Encyclopedia of Materials [Text]/ E.L. Colvin// Science and Technology (Second Edition): 2001.- P. 107-110.

48.Zhu, Z. Solution strengthening and age hardening capability of Al-Mg-Mn alloys with small additions of Cu [Text]/ Z. Zhu, M.J. Starink //Materials Science and Engineering: A, Volume 488.- Issues 1-2.- 15 August 2008.- P. 125-133.

49.Cao, C. Enhanced and accelerated age hardening response of Al-5.2Mg-0.45Cu (wt%) alloy with Zn addition [Text]/ Cheng Cao, Di Zhang, Zhanbing He, Linzhong Zhuang, Jishan Zhang// Materials Science and Engineering: A, Volume 666.- 1 June 2016.- P. 34-42.

50. Spierings, A. Microstructural features of Sc- and Zr-modified Al-Mg alloys processed by selective laser melting [Text]/ A.B. Spierings, K. Dawson, T. Heeling, P.J. Uggowitzer, K. Wegener// Materials & Design: Volume 115.- 5 February 2017.- P. 52-63.

51. Summers, P. Residual mechanical properties of aluminum alloys AA5083-H116 and AA6061-T651 after fire [Text]/ P.T. Summers, S.W. Case, B.Y. Lattimer// Engineering Structures: Volume 76.- 1 October 2014.- P. 49-61.

52. Maeng, D. Microstructure and mechanical properties of rapidly solidified Al-7wt.%Mg-X (X=Cr, Zr or Mn) alloys [Text]/ D.Y. Maeng, J.H. Lee, S.I. Hong, B.S. Chun // Materials Science and Engineering: A, Volume 311.- Issues 1-2.31 July 2001.- P. 128-134.

53. Ikeshita, S. Hardness and microstructural variation of Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloy [Text]/ S. Ikeshita, A. Strodahs, Z. Saghi, K. Yamada, K. Kaneko// Micron: Volume 2.- March 2016.- P. 1-8.

54. Radetic, T. Microstructure evolution of a modified AA5083 aluminum alloy during a multistage homogenization treatment [Text]/ T. Radetic, M. Popovic, E. Romhanji // Materials Characterization: Volume 65.- March 2012.- P. 16-27.

55. Benedyk, J. Aluminum alloys for lightweight automotive structures Materials [Text]/ J.C. Benedyk// Design and Manufacturing for Lightweight Vehicles: 2010.- P. 79-113.

56. Song, M. Effects of Yb on the mechanical properties and microstructures of an Al-Mg [Text]/ M. Song, Z. Wu, Y. He// Materials Science and Engineering: A, Volume 497.- Issues 1-2.- 15 December 2008.- P. 519-523.

57. Mostafaei, M. Hot deformation behavior of hot extruded Al-6Mg [Text]/ M.A. Mostafaei, M. Kazeminezhad// Materials Science and Engineering: A, Volume 535.- 15 February 2012.- P. 216-221.

58. Leo, P. Effect of power distribution on the weld quality during hybrid laser welding of an Al-Mg [Text]/ P. Leo, G. Renna, G. Casalino, A.G. Olabi // Optics & Laser Technology: Volume 73.- October 2015.- P. 118-126.

59.Das, S. Recycling and life cycle issues for lightweight vehicles [Text]/ S. Das // Materials Design and Manufacturing for Lightweight Vehicles: 2010. - P. 309331.

60.Charles, J. Materials for automobile structures Selection and Use of Engineering Materials [Text]/ J.A. Charles, F.A.A. Crane,J.A.G. Furness// Third Edition: 1997.- P. 289-300.

61. Besel, M. Fatigue behavior of friction stir welded Al-Mg-Sc [Text]/ M. Besel, Y. Besel, U. A. Mercado, T. Kakiuchi, Y. Uematsu // International Journal of Fatigue: Volume 77.- August 2015.- P. 1-11.

62.Huang, K. Effect of microstructural feature on the tensile properties and vibration fracture resistance of friction stirred 5083 [Text]/ K.T. Huang, T.S. Lui, L.H. Chen // Journal of Alloys and Compounds: Volume 509. - Issue 27.7 July 2011.- P. 7466-7472.

63.Malopheyev, S. Strengthening mechanisms in a Zr-modified 5083 alloy deformed to high strains [Text]/ S. Malopheyev, R. Kaibyshev // Materials Science and Engineering: A, Volume 620.- 3 January 2015.- P. 246-252.

64. Liu, W. Effect of hot and cold deformation on the в fiber rolling texture in continuous cast AA 5052 aluminum [Text]/ W.C. Liu, J.G. Morris// Scripta Materialia: Volume 52.- Issue 12.- June 2005.- P. 1317-1321.

65. Cabello Muñoz, A. Comparison of TIG welded and friction stir welded Al-4.5Mg-0.26Sc [Text]/ A. Cabello Muñoz, G. Rückert, B. Huneau, X. Sauvage, S. Marya// Journal of Materials Processing Technology: Volume 197.- Issues 1-3.- 1 February 2008.- P. 337-343.

66. Birbilis, N. Corrosion and corrosion protection of aluminium [Text]/ N. Birbilis, B. Hinton // Fundamentals of Aluminium Metallurgy: 2011.- P. 574604.

67. Биргер, И.А. Расчет на прочность деталей машин: Справочник [Текст] / И. А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1979. -702 с.

68. Биргер, И.А. Резьбовые и фланцевые соединения [Текст] / И.А. Биргер, Г.Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение. 1990.- 368 с.

69. Behaviour of pretensioned bolts in friction connections Christine Heistermann, Printed by Universitetstryckeriet [Text]; Lule& 2011. - 121 p.

70. John Howland Ruhl . US 3915053 A. Fastener with proportioned strength lock grooves [Text] / John Howland Ruhl. - Published: October 28. - 1975.

71. Richard D. Dixon. US 4867625 A. Variable clamp fastener and method [Text] / Richard D. Dixon. - Published: October 19. -1989.

72. Luke Haylock. US 8475102 B2. Enhanced conductivity sleeved fastener and method for making same [Text] / Luke Haylock, Rodrigo Pinheiro/, Hasim Mulazimoglu, Michael March. - Published: July 2, 2013.

73. J. Randolph Kissell. Ferry Aluminum Structures: A Guide to Their Specifications and Design [Text] / J. Randolph Kissell, Robert L.; John Wiley

6 Sons, 2002. - 544 р.

74. C50L HuckBolt. Huck-engineered lockbolts for the most challenging applications [Text]. - Waco, Alcoa Fastening Systems, 2012. - 8 p.

75. Bickford, J. H. An introduction to the design and behavior of bolted joints [Text] / J. H. Bickford, Marcel Dekker // Inc. - New York, USA, 1995. - 992 p.

76. ОСТ 32.153-2000 Металлопрокат для кузовов грузовых вагонов нового поколения. Технические требования [Текст]. - М. : Стандартинформ, 2000. - 28 с.

77. Зинхем, Р.И. Разрушение алюминиевых сплавов. Разрушение. Разрушение металлов [Текст] / Р.И. Зинхем, Дж. Х. Дедрик // пер с англ. -М., Металлургия, 1976. - С. 296 - 369. - 6 т.

78. Роней, М. Усталость высокопрочных материалов [Текст] /М. Роней // в

7 т.: пер. с анг. - М.: Мир, 1976. - С. 473-527 - 3 т.

79. Сименз, Р.Ф. Требования к сплавам и конструирование планера самолета. Проблемы разработки конструкционных сплавов [Текст] / Р.Ф. Сименз, М.А. Стейнберг // пер. с англ.; под ред. Ю.М. Вайнблата. - М.: Металлургия, 1980. - С. 136-155.

80. Томас, Дж. Фазовые превращения и микроструктура сплавов с высокой прочностью и вязкостью разрушения. Возможности и ограничения их использования при разработке сплавов [Текст] // Там же. - С. 176-203.

81. Икеда, К. Хрупкая прочность сварных конструкций. Новые методы оценки сопротивления металлов хрупкому разрушению [Текст] / К. Икеда, Х. Кихара // пер. с англ. ; под ред. Ю.Н. Работнова. - М.: Мир, 1972. - С. 372-398.

82. Кис, Дж. А. Испытания сварных швов на разрушение [Текст] / Дж. А. Кис, Х.Л. Смит, Х.Э. Ройман, Х. Бернстейн // Прикладные вопросы вязкости разрушения; пер. с англ.: под ред. Б.А. Дроздовского. - М.: Мир, 1968. -С. 442-477.

83. Старова, Л.Л. Разработка присадочной проволоки для сварки стали с 8% Ni [Текст] / Л.Л. Старова, Ю.М. Должанский, Н.Г. Покровская [и др.]. -Автомат, сварка. - 1984. - №9.- С. 32-34.

84. Джабб, П. Механические свойства некоторых высокопрочных сталей [Текст] / Высокопрочная сталь // пер. с англ.; под ред. Л.К. Гордиенко. -М.: Металлургия, 1965.- С. 140-150.

85. Лазько, В.Е. Выбор присадочного материала для аргоно-дуговой сварки стали 30ХГСН2А [Текст] / В.Е. Лазько, И.Ю. Бересневич, В.Г. Федоров [и др.]. - Автомат. Сварка, 1982. - №6.- С. 32-36.

86. Ивашев-Мусатов, О.С. Теория вероятностей и математическая статистика [Текст]. - М.: Наука, 1979. - 254 с.

87. Салтыков, С.А. Стереометрическая металлография [Текст] - М.: Металлургия, 1976. - 270 с.

88. РД 50-345-82. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при циклическом нагружении [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1983. - 96 с.

89. Осташ, О.П., Жмур-Клименко В.Т. Рост усталостных трещин в металлах при низких температурах (Обзор) [Текст] / О.П. Осташ, В.Т. Жмур-Клименко // Физ.-хим. Механика материалов. - 1987. - №2. - С. 17-29.

90. Романив, О.Н. Эффект закрытия трещин и оценка циклической трещиностойкости конструктивных сплавов [Текст] / О.Н. Романив, Г.Н. Никифорчин, Б.М. Андрусив. - 1983. - №3. - С. 47-61.

91. Lindley, T.C. Mechanics and mechanisms of fatigue crack growth in metals: A review [Text] / T.C. Lindley, C.E. Richards, R.O. Ritchie // Metallurgia and Metal Forming. -1977. - № 9. - P. 268-280.

92. Романив, О.Н. Структурная концепция порогов усталости конструкционных сплавов [Текст] / О.Н. Романив // Физ.-хим. механика материалов. - 1986. - №1. - С. 106-116.

93. Мак-Клинтон, Ф.А. Вопросы механики в разработке сплавов // Проблемы разработки конструкционных сплавов [Текст] / Ф.А. Мак-Клинтон // пер. с анг.; под ред. Ю.М. Вайнблатаю - М.: Металлургия, 1980. - С. 112-135.

94. Спасский, М.Н. Блочная структура фрагментов кристаллов мартенсита конструкционных сталей [Текст] / М.Н. Спасский, Л.М. Утевский // Металловедение и термич. обраб. металлов. - 1967. - №8. - С. 3-8.

95. Фридляндер, И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы [Текст]. - М.: Металлургия, 1979. - 208 с.

96. Металловедение алюминия и его сплавов [Текст]: Сплав./Отв. Ред. Фридляндер И.Н. - М.: Металлургия, 1983. - 280с.

97. Дриц, А.М. Технологические свойства листов из свариваемого алюминиевого сплава 1565ч для производства цистерн [Текст] / А.М. Дриц, В.В. Овчинников, Р.Н. Растопчин. - М.: Технолгия лёгких сплавов, 2012. - № 3. - С. 20 - 29.

98. Тетелман, А.С. Разрушение высокопрочных материалов [Текст] / А.С. Тетелман, А.Дж. Мк. Эвили // Разрушение: в 7 т.; пер. с англ. -6 т. - М.: Металлургия, 1976. - С. 144-181.

99. ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытания на растяжение [Текст]. - М. : Издательство стандартов 1984. - 52 с.

100. Конюхов, А.Д. Свойства сплава 1565чМ и его сварных соединений [Текст] / А.Д. Конюхов, А.М. Дриц, А.К. Шуртаков // Технология лёгких сплавов. - 2013. - № 3. - С. 113-120.

101. ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенной температурах [Текст]. - М. : Издательство стандартов, 1982. - 26 с.

102. ГОСТ 14019-2003 Материалы металлические. Метод испытания на изгиб [Текст]. - М. : Стандартинформ, 2006. - 7 с.

103. ГОСТ 25.506-85 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении [Текст]. - М. : Издательство стандартов, 1985. - 103 с.

104. Отчет ОАО ВНИИЖТ по теме: Обследование состояния элементов кузова и рамы полувагонов для перевозки серы после различного срока эксплуатации [Текст]. - М., 2012. - 15 с.

105. Справочник по конструкционным материалам: Справочник [Текст] / под ред. Б.Н. Арзамасова, Т.В. Соловьевой. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э Баумана, 2005. - 640 с.

106. ГОСТ 127.1-93 Сера техническая. Технические условия [Текст]. - М. : ИПК Издательство стандартов, 1997. - 9 с.

107. Отчет ОАО «ВНИИЖТ» по теме: Определение коррозионной стойкости алюминиевого сплава 1565ч и стали 09Г2С в гранулированной сере [Текст]. - М., 2015. - 28 с.

108. ГОСТ 7871-75 Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 1975. - 12 с.

109. ОСТ5Р.9153 Соединения сварных корпусных конструкций. Дуговая сварка алюминиевых сплавов в защитных газах [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 1984. - 84 с.

110. ГОСТ14806-80 Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах, соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры [Текст]. - М. : Издательство стандартов, 1980. - 35 с.

111. ГОСТ 23949 Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Технические условия [Текст]. - М. : Издательство стандартов, 1980. - 7 с.

112. Фролов, В.А. Сварка трением с перемешиванием - плюсы и минусы

[Текст] / В.А. Фролов [и др.] // Сварочное производство. - 2008. - № 10. -С.12-19.

113. Конюхов, А.Д. Свойства стыковых сварных соединений алюминиевого сплава [Текст] / А.Д. Конюхов, А.М. Дриц, А.К. Шуртаков // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. - М., 2013. - №3. - С. 33-38.

114. ГОСТ 6996-66 Сварные соединения. Методы определения механических свойств [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 1991. - 83 с.

115. ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенных температурах [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 2003. - 9 с.

116. ГОСТ 2999-75 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу.

117. ГОСТ 14019-2003 Металлические материалы. Метод испытания на изгиб. [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2003. - 6 с.

118. ГОСТ 9.905-82 Единая система защиты от коррозии и старения. Методы коррозионных испытаний. Общие требования [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 1982. - 5 с.

119. Лапшин, В.Ф. Прогнозирование прочности и долговечности

вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов [Текст] / В.Ф. Лапшин //автореферат докторской диссертации. - Екатеринбург: УрГУПС, 2003. - 48 с.

120. Исследование промышленной партии коррозионностойкой стали для изготовления опытных вагонов для перевозки минеральных удобрений [Текст] /Отчет ЦНИИ МПС по теме ЛМ-181-78. - М.,1978. - 52 с.

121. Конюхов, А.Д. Защита технических средств железнодорожного транспорта от коррозии. Материально-техническое снабжение. Обзорная информация [Текст] / А.Д. Конюхов // Серия 1 Экономия и рациональное использование сырьевых и топливно-энергетических и других материальных ресурсов. - М.: ЦНИИТЭИМС, 1991. - вып.13 - 49 с.

122. Конюхов, А.Д. Свойства и применение механических соединений типа штифт с обжимной головкой для грузовых вагонов из алюминиевого сплава марки 1565ч [Текст] / А.Д. Конюхов, А.М. Дриц, А.К. Шуртаков // Вестник ВНИИЖТ. - 2014. - № 3. - С. 9 - 15.