Особенности структурообразования в среднеуглеродистых сталях при плазменном поверхностном упрочнении и их влияние на сопротивляемость контактно-усталостным нагрузкам. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, доктор технических наук Балановский, Андрей Евгеньевич

• Балановский, Андрей Евгеньевич
• доктор технических наук
• 2012

Оглавление диссертации доктор технических наук Балановский, Андрей Евгеньевич

Введение.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ АНАЛИЗ ВОПРОСОВ

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В ПАРЕ ТРЕНИЯ КОЛЕСО-РЕЛЬС.

1.1. Объект и предмет исследования.

1.2.Проблемы колеса и рельса на разных этапах развития железных дорог.

1.2.1. Исторические факты по колесным сталям.

1.2.2. Анализ нормативной документации по колесным сталям.

1.2.3.Технология производства железнодорожных колес, структура и свойства.

1.3. Колесные и бандажные стали в Европе.

1.4. Перспективные отечественные марки сталей для железнодорожных колес.

1.5. Срок службы железнодорожных колес.

1.5.1.Формулирование требования к поверхностному слою колесной и рельсовой стали.

1.6. Технологические способы обработки колеса с целью продления срока службы.

1.6.1. Наплавка колесных пар.

1.6.2. Поверхностные способы упрочнения колесной пары.

1.7. Анализ литературных источников по рельсовым сталям.

1.7.1 Закалка рельсов ТВЧ.

1.7.2. Бейнитные рельсовые стали.

1.8. Состояние вопроса с рельсовой сталью в России.

1.9. Выводы по анализу литературных источников.

1.10. Постановка цели и задач исследований.

1.10.1. Оборудование и методы исследования.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности структурообразования в среднеуглеродистых сталях при плазменном поверхностном упрочнении и их влияние на сопротивляемость контактно-усталостным нагрузкам.»

Современное развитие технологии и оборудования связано с созданием новых способов повышения износостойкости и долговечности деталей машин и механизмов, которые во многом определяются свойствами поверхностных слоев металла.

Для многих деталей железнодорожного транспорта, строительных, дорожных и сельскохозяйственных машин, металлургического, прессового оборудования долговечность и надежность работы лимитируется главным фактором - износом и контактно усталостными дефектами рабочих поверхностей. Изнашивание сопровождается изменением формы, размеров и состояния поверхностей деталей, что приводит к снижению функциональных свойств и производительности технологического промышленного оборудования, возрастанию вероятности отказа. От износостойкости деталей зависят затраты на поддержание оборудования и машин в работоспособном состоянии, а также себестоимость производимой продукции. Производители стремятся повысить качество продукции, сохранив невысокую себестоимость, за счет внедрения новых технологий.

Сроки службы деталей машин и механизмов в значительной мере определяются эксплуатационными свойствами поверхностных слоев металла. Так, например, вероятность безотказной работы колеса и рельса до появления первой усталостной трещины, согласно нормативным документам ОАО «РЖД» должна быть не менее 0,999 %, что гарантирует срок службы колеса в течение 1012 лет и рельса 15-25 лет. Вместе с тем, практика эксплуатации показывает, что колесные пары списываются через 0,8-1,5 года, а рельсы изымаются из пути через 1 -4 года по причине интенсивного износа и выщербинообразования. Постоянно возрастающие требования к подвижному составу: по массе поезда, скорости движения, интенсификации перевозочного процесса приводит к тому, что материал колес и рельсов интенсивно изнашивается в условиях многоциклового контактного воздействия. Поверхностный слой металла колеса и рельса, будучи ослабленным, по своей природе вовлекается в процесс пластического течения раньше, чем основной объем металла (дефекты остроконечного наката (наплыв металла на поверхность гребня) подрез гребня, наклеп полосы катания и колеса и т. д. По данным В.Д. Маркова, С.М. Захарова (ВНИИЖТ), в пятне контакта колеса и рельса возникают контактные давления 2-6 ГПа, что на порядок превышает прочностные свойства колеса и рельса. Согласно рекомендациям Международного конгресса производителей колесных пар (Рим, Италия, 2008 г.) повышение твердости контактирующего колеса и рельса на 1 НВ увеличивает износостойкость на 1 % и наоборот. Ежегодно ОАО «РЖД», по оценке различных экспертов, расходует на закупку, замену и техническое обслуживание колес и рельсов от 4 млрд. до 8 млрд. рублей (В.М. Богданов, В.М. Ермаков).

По данным Европейского исследовательского института железнодорожного транспорта (ЕЯМ), суммарные потери при качении достигают 300 млн. евро в год. В связи с этим вопросы снижения затрат при контактном взаимодействия колеса и рельса, как основы движения, являются первостепенными. В настоящее время существует множество вариантов решения проблемы повышения износостойкости колеса и рельса: применение износостойких материалов при производстве колес и рельсов, различные конструкционные решения по форме колеса и рельса, наплавка поверхности трения износостойкими материалами, упрочнения поверхностей колеса и рельса плазменной дугой (струей), лазерным излучением, ионными и электронными пучками, ультразвуковой обработкой и т. д.

Анализ изношенных поверхностей колес и рельсов показывает, что образование дефектов и скорость нарастания износа в процессе эксплуатации зависит от микроструктуры поверхностного слоя. С учетом данных требований перспективным направлением в повышении износостойкости поверхностных слоев является использование концентрированных потоков энергии (лазерный и электронный луч, плазменная струя (дуга) для локальной поверхностной термообработки металлов (закалка, легирование, модифицирование, наплавка и т. д. Каждый из этих способов имеет свои специфические особенности, так как вакуум, поглощающиеся покрытия, замедление скорости нагрева в точке Кюри, физика нагрева металлов электронным лучом, лазером и плазмой - различна.

При выборе того или иного способа нагрева КПЭ в качестве основы для промышленной технологии необходимо исходить из четырех принципов:

- эффективность процесса;

- безопасность;

- доступность в реализации на практике;

- экономичность.

С точки зрения эффективности плазменный источник нагрева металла по своим теплофизическим возможностям не уступает лазерному и электронному лучам, а по капитальным и эксплуатационным затратам при внедрении в массовое производство в условиях локомотивных и вагонных депо по всей сети ОАО «РЖД» имеет минимальные финансовые инвестиции.

Необходимо отметить успехи в области физики генерации высоких плотностей энергии (плазменная дуга, электронный и лазерный лучи), которые привели к новым методам формирования фазовых составов, дефектной субструктуры, что связано с высокими показателями физико-механических и три-ботехнических свойств материалов. Современные технологии поверхностного л упрочнения характеризуются высокими скоростями нагрева и охлаждения (10

6 6 3

10 К/с), кратковременностью воздействия (10" -10" с) на металл, следовательно, особое значение приобретают неравновесные и нестационарные процессы. При этом желаемые свойства металла все чаще достигаются не в результате выделения равновесных продуктов фазовых превращений, а благодаря формированию тех или иных метастабильных структур. Несмотря на различие физических процессов, лежащих в основе того ими иного способа поверхностного упрочнения металлов (плазменного, лазерного, электронно-лучевого и т. д.), для всех характерна общая особенность - фазовые и структурные превращения протекают в условиях далеких от равновесия, что сильно влияет на процессы образования аустенита, гомогенизации и распада. Вследствие этого, конечные структуры поверхностного слоя стали неоднородны по химическому составу, механическим свойствам и т. д. Вместе с тем, для объяснения механизмов кинетики образования аустенита и последующих превращений недостаточно знаний с позиции классического термодинамического подхода фазовых превращений в системе железо-углерод т.к. он не учитывает скорости нагрева и охлаждения, взаимного влияния процессов зарождения и роста новой фазы, нестационарной диффузии, фактора границ зерна, наличие легирующих элементов. Необходимы новые гипотезы (В.Е. Варавка В.М. Счастливцев, Т.И. Табатчикова, А.Г. Коваленко, В.В. Громов) и экспериментальные исследования в этом вопросе.

В работах по ТВЧ закалке сталей И.Н. Кидина, В.Н. Гриднева, Ю.М. Мешкова, С.П. Ошкадерова и др.; по лазерной и электронно-лучевой закалке - Л.И. Миркина, H.H. Рыкалина, A.A. Углова, А.Н. Кокора, И.В. Зуева, Э.Н. Соболь, А.Г. Григорьянца, В.В. Коваленко, В.Е. Громова, В.Н. Варавка и др.; по электролитно-плазменной закалке - А.Д. Погребняк, Ю.Н. Тюрина, М.Л. Жадкевича; по плазменному упрочнению рассмотрены основные моменты фазовых и структурных превращений в металлах и сплавах на основе классического подхода - B.C. Крапошина, A.B. Боброва, Л.С. Лещинского, С.С. Самотугина, И.И. Пирча, Ю.М. Домбровского и др. Исследованию фазовых превращений и структурообразования в неравновесных условиях посвятили свои труды такие ученые, как Г.В. Курдюмов, А.Н. Колмогоров, И.Л. Миркин, М. Авраами Ф. Франк, Л. Кауфман, М. Коэн, X. Кнапп, У. Делингер, Дж. Кристиан, И.Н. Кидин, А.Г. Хачатурян, Б.Я. Любов, А.Л. Ройтбурд, Ю.Н. Петров, С.С. Дьяченко, В.В. Кокорин и др. Однако вопросы кинетики фазовых и структурных превращений в металлах при сверхскоростном концентрированном потоке энергии практически остались без внимания. Прежде всего, недостаточно полно изучены физические закономерности и механизм процесса аустенитизации углеродистых и легированных сталей в условиях скоростного нагрева. В связи с этим остается еще много неясностей, в частности, наблюдаемое многообразие структурного и фазового состава при обработке стали концентрированными потоками энергии. Отсутствуют систематические данные об условиях реализации альтернативных механизмов превращения и их кинетике в зависимости от режимов обработки, скорости нагрева и параметров исходной структуры. Не установлена последовательность структурных состояний в области неполной закалки и их влияние на свойства обработанных слоев. Научные основы формирования фазовых и структурных состояний методом плазменного упрочнения еще только создаются и для их развития необходимы систематические исследования, как на модельных объектах, так и на материалах, которые широко используются в промышленности. В настоящий момент остается много нерешенных задач технического и технологического характера для применения плазменного поверхностного упрочнения и других методов непосредственно на производстве, так как стандартного комплекта оборудования для термической обработки металлов и сплавов с использованием концентрированных потоков энергии промышленностью не разработано. Таким образом, актуальность данной работы определяется необходимостью развития теоретических и экспериментальных представлений о процессах структурообразования в поверхностном слое в процессе нагрева и охлаждения в результате плазменного воздействия, деформации и разрушении твердых тел при трении и разработке технологического оборудования для формирования поверхностных слоев на деталях машин и инструментах с целью повышения износостойкости и контактно-усталостной прочности.

Цель работы: Повышение износостойкости, контактно усталостной прочности и трещиностойкости среднеуглеродистых сталей за счет формирования рационального структурного состава при плазменном поверхностном упрочнении.

Научная новизна работы определяется следующими результатами и положениями, сформулированными на основе анализа систематических исследований нагрева и охлаждения поверхностных слоев, деформации и разрушения материалов при трении, изучения структуры, физико-механических, химических и эксплуатационных свойств колесных и рельсовых сталей, обработанных при помощи плазменного источника.

1. Установлено, что при плазменном поверхностном нагреве в диапазоне

3 5 0 скоростей нагрева 10-10 С/с а—»у-превращения в среднеуглеродистых сталях с исходной ферритно-перлитной структурой в поверхностном слое происходят по двум механизмам одновременно: диффузионному и сдвигового бездиффузионному образованию аустенита. В первом случае при скорости нагрева до 300 °С/с происходит полное растворение феррита и перлита в аустените, при последующем охлаждении с образованием мартенсита. Во втором случае, в диапазоне скоростей нагрева 300-1 000 °С/с, аустенит образуется в пределах отдельной ферритной пластины перлитной колонии, растворения цементитных пластин, расположенных рядом с образующимся аустенитом, не происходит. В аустенитной области в диапазоне температур 840-1 410 °С существует минимальная скорость нагрева 300 °С/с, при которой происходит расщепление у-фазы путем сдвига на две: высокоуглеродистую (уг) и низкоуглеродистую (у2). Скорость нагрева и охлаждения оказывают влияние на процессы доминирования механизмов образования аустенита в поверхностном слое стали во всем диапазоне температур Ась Ас3 вплоть до Тплав.

2. Предложена гипотеза а—»-у-превращения с учетом иерархии масштабных уровней превращений, где на атомарном и наноуровне доминируют бездиффузионные механизмы за счет дислокаций, которые стимулируют своими полями напряжений развитие длинноволновой решеточной неустойчивости в кристаллической решетки ОЦК железа. На микро- и мезоуровнях ведущую роль играют границы зерна, являющиеся источником испускания частичных дислокаций. На мезо- и макроуровнях доминирует концентрационно химический процесс (углерод, марганец, кремний, хром и т. д.). Управляющими факторами а—>у-превращения являются градиенты температур, напряжений и концентраций на всех масштабных уровнях.

3. На основании изучения морфологии мартенсита в поверхностном, под-поверхносных слоях высокопрочных колесной и рельсовой сталях сталей методами оптической, электронной металлографии и рентгенографического анализа показано, что мартенсит характеризуется более высоко дисперсной структурой с образованием наноструктурных слоев в тонком поверхностном слое, с большой величиной микродеформации кристаллической решетки и относительно высокой плотностью дислокаций. Это свидетельствует о его высокой прочности и способности к сопротивлению пластической деформации при трении в трибоузле колесо-рельс.

4. На основе изучения процессов структурообразования на макро-, мезо-, микро- и наноуровнях, протекающих в поверхностных слоях высокопрочных колесных и рельсовых сталях, показано формирование структурно-градиентного слоя; оптимальной микроструктурой металла, с позиции обеспечения требуемого комплекса механических характеристик, является высокодисперсный мартенсит, тростомартенсит, нижний бейнит.

5. Установлено, что формирование такой структуры в поверхностном слое при плазменном упрочнении происходит в интервале скоростей охлаждения (ш8.5), составляющих для колесных сталей - 500-1 ООО °С/с, для рельсовых сталей - 200-500 °С/с. Дальнейшее повышение скорости охлаждения не приводит к формированию новых структур на макро- и мезоуровнях, но увеличивает микродеформацию кристаллической решетки на микро- и наноуровнях и формирует определенные дислокационные структуры (хаотические, сетчатые, ячеистые, фрагментированные), которые оказывают влияние на прочностные свойства макроструктур поверхностного слоя.

6. Установлено, что дислокационные субструктуры, формирующиеся на микро- и наноуровнях в процессе плазменного нагрева и охлаждения, не являются конечными и способны эволюционировать по схеме «дислокации-двойники-дисклинации» в процессе деформации при трении в сторону увеличения сложности внутренней структуры, формы и плотности дислокаций, что обеспечивает дополнительное повышение износостойкости поверхностного слоя металла.

7. Разработаны физические основы формирования поверхностных слоев по принципу структурно-градиентного принципа в процессе плазменного поверхностного нагрева с целью повышения износостойкости, основанные на том, что каждый слой несет свою вполне определенную функцию.

8. Предложены базовые концепты для конструирования оборудования и технологии плазменного поверхностного упрочнения.

Достоверность определяется корректностью поставленных задач, применением апробированных методик и методов современного физического материаловедения, необходимым и достаточным количеством экспериментального материала для корректной статистической обработки, сопоставлением полученных результатов с работами и выводами отечественных и зарубежных авторов.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

1. Совокупность экспериментальных результатов, полученных при анализе фазового состава и дефектной субструктуры колесной стали марки ГОСТ 10791-2004 с исходной феррито-перлитной и мартенситной структурами, подвергнутой плазменному нагреву и упрочнению.

2. Количественные и качественные закономерности эволюции структуры и фазового состава колоний пластинчатого перлита в условиях высокоскоростного ввода энергии при плазменном нагреве.

3. Количественные и качественные закономерности эволюции структуры и фазового состава мартенсита закалки в условиях плазменного нагрева.

4. Обнаружение и формирование в колесной стали марки 2 по ГОСТ 10791-2004 в слое жидкофазного преобразования материала нового типа закалочной структуры «зерно-кристалл мартенсита».

5. Концепция масштабных уровней эволюции структуры, фазового состава и дефектной субструктуры на поверхности и подповерхносном слое металла после плазменного упрочнения и эксплуатации.

6. Закономерности изменения элементного и фазового состава, дефектной субструктуры в упрочненной поверхности колесной и рельсовой стали в процессе деформации, износа и разрушения.

7. Физические основы и принципы проектирования оборудования для плазменного поверхностного упрочнения.

В первой главе на основе анализа литературных данных рассмотрены вопросы взаимодействия колеса и рельса, проанализированы требования к материалам колес и рельсов. Проведен анализ состояния вопроса производства колесной и бандажной стали в период 1900-2010 гг. Представлены важные моменты теории и практики фазовых превращений среднеуглеродистых сталей применительно к колесным и рельсовым сталям, проведен анализ существующих способ повышения износостойкости, сформулированы требования к поверхностному слою колеса и рельса, определены задачи исследования. В работе использованы следующие методы исследования структуры и свойств упрочненных сталей: метод оптической, электронной, атомно-силовой металлографии для оценки структурно-фазового состава упрочненного поверхностного слоя, методика имитации термических циклов нагрева и охлаждения поверхностного слоя, стандартные методы измерения твердости и определения механических свойств, упрочненных сталей, метод рентгенографического анализа для изучения морфологии мартенсита, экспериментальные методики записи термических циклов упрочнения, методы математического моделирования термического моделирования нагрева и охлаждения, методы испытания на износ упрочненных сталей, методы эксплуатационных испытаний упрочненных колесных пар и рельсов, статистические методы обработки экспериментальных данных.

Во второй главе проведен теоретический анализ работ в области фазовых превращений среднеуглеродистых сталей, рассмотрены математические модели для моделирования процессов фазовых превращений. Проанализированы результаты теоретических и экспериментальных работ последних исследований отечественных и зарубежных авторов по скоростному нагреву сталей с помощью различных источников тепла, что позволяет сделать вывод о возможном существовании обоих механизмов а—>у-превращения, даже и при меньших значениях скорости нагрева (10-300 °С/с). На основе проведенного анализа работ предложена гипотеза фазовых превращений для среднеуглеродистых сталей и приведены результаты численного моделирования фазовых превращений с использованием принципов МД-моделирования.

Третья глава посвящена исследованию нагрева и охлаждения среднеуглеродистых сталей (сталь 35, 40, 45, 60, 65) методами изучения кинетики фазовых превращений аустенита упрочненной зоны и выявлению общих закономерностей формирования структуры. Проведенные исследования на конструкционных углеродистых сталях показали, что процесс плазменного поверхностного упрочнения без оплавления поверхности включает четыре стадии: нагрев, фазовое (а—>у)-превращение, частичную гомогенизацию, быстрое охлаждение. Это приводит к образованию структур неполной закалки. При обработке в режиме оплавления добавляется пятая фаза - оплавление поверхности. Проведенные исследования позволили сформулировать основные моменты теории фазовых и структурных превращений в процессе плазменного поверхностного упрочнения среднеуглеродистых сталей.

В четвертой главе на основе полученных закономерностей кинетики фазовых и структурных превращений в конструкционных углеродистых сталях рассмотрены вопросы кинетики фазовых и структурных превращений колесной и рельсовой стали при плазменном нагреве. Приведены результаты исследований формирующихся структур и представлен механизм структурообразования в упрочненном слое колесной стали. Показано, что превращения избыточного феррита в аустенит и превращение перлита в аустенит проходят одновременно. Образование зародышей аустенита в колесной стали происходит не только на границах ферритных зерен, но и в самих зернах, на границах блоков.

Пятая глава посвящена описанию структуры и морфологии мартенсита в колесной и рельсовой стали.

В шестой главе рассмотрены вопросы классификации, эволюции, самоорганизации дислокационных структур в колесной и рельсовой стали в процессе плазменного нагрева. В процессе плазменного упрочнения наследуются дислокационные субструктуры, имевшие место во время фазовых превращений в аустените, феррите, перлите и цементите.

Седьмая глава посвящена изучению влияния специально сформированных поверхностных слоев на гребне колеса при помощи плазменного нагрева на показатели износостойкости. На основе исследований, проведенных в главах 2-6, определены основные закономерности формирования приповерхностных слоев, позволяющих эффективно повышать износостойкость изделий; показана существенная роль приповерхностных слоев малых толщин в разрушении материалов при трении, разработаны способы формирования тонких приповерхностных слоев, позволяющих повышать ресурс работы колесных пар подвижного состава в два и более раз.

В восьмой главе рассмотрены и предложены принципы разработки оборудования для плазменного упрочнения, приведены результаты эксплуатационных испытаний, акты внедрения.

Личный вклад автора состоит в научной постановке задач исследования, их решении, анализе литературных данных, выполнении металлографических, электронно-микроскопических и других исследований, а также механических и эксплуатационных испытаний упрочненных колесных пар, статистической обработке и анализе полученных результатов, разработке и внедрении технологий и оборудования плазменного упрочнения колесных пар в производство.

Практическая реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы положены в основу Технических условий (ТУ) 0943218-01124323-2006 «Бандажные колеса с термическим упрочнением гребня». Разработаны установки для плазменного упрочнения гребней колесных пар подвижного состава в период 1994-2010 гг., которые внедрены в 32 локомотивных депо МПС РФ, ОАО «РЖД», в АО «Локомотив» Казахстан, ОАО «Улан-Батарская железная дорога», Китай, Ю. Корея, Япония. Реальный экономический эффект по ВСЖД за период 1995-2000 гг. от внедрения технологии составил 14 006,8 тыс. руб. За период 1996-2006 гг. на ВСЖД плазменное упрочнение проведено на 100 000 к.п., трещин в упрочненных слоях и разрушений нет.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на таких всесоюзных, всероссийских и международных конференциях и симпозиумах, как «Использование низкотемпературной плазме в машиностроении, металлургии для получение новых материалов» (Москва, 1988-1990 гг.), «Прогрессивные процессы сварки в машиностроении» (Красноярск, 1991 г.), «Прогрессивные методы получения конструкционных материалов» (Волгоград, 1992 г.), «Современные проблемы сварочной науки и техники» (Пермь, 1995 г.), «Сварка Урала в XXI веке» (Екатеринбург, 1999 г.), «Ресурсосбережение колеса и рельса на ВСЖД» (Иркутск, 1996 г., 1998 г.), «Транссиб» (Новосибирск, 1998 г., 2000 г.), «Вузы Сибири и Дальнего востока Транссибу» (Новосибирск, Омск, Хабаровск, 2000-2004 гг.), «Математическое моделирование в сварке и родственных технологиях» (Киев, ИЭС им. Е.О. Патона, 2004 г.), «Технологии восстановления, ремонта, упрочнения машин и механизмов» (Санкт-Петербург, 2004-2009 гг.), «Трибофатика» (Тернополь, Иркутск, 2002 г., 2006 г.), «Проблемы машиноведения» (Москва, 2008 г.), «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 76 статей, в том числе в журналах из перечня ведущих рецензируемых изданий, рекомендуемых ВАК 17 статей, издано 6 монографий, получено 2 патента.

Хочу выразить огромную признательность за помощь в проведении работ по внедрению технологии плазменного упрочнения работникам ВосточноСибирской железной дороги, которая, в свою очередь, явилась пионером во внедрении данной технологии в РФ, а именно: Г.П. Комарову, B.C. Глазкову, Б.А. Морозу, A.A. Скачкову, А.Н. Лиясову, A.B. Воротилкину, А.Н. Касьянову, С.Н. Гапееву, В.Д. Цибульскому, С.А. Будаеву, А.К. Марютину, E.H. Коротае-ву, В.В. Вяселкину, С. Ходакевичу, Н.С. Бережнову, В.Н. Логинову, В.В. Поповой, В.А. Соколову, H.A. Одноперову, Ю.М. Черниге, А.Р. Мещерякову, О.В. Чикиркину, Д.А. Лапич, Б.В. Анисимову, A.B. Смирнову, В.В. Савчуку, Ю.Г. Рожкову и другим работникам ВСЖД.

Также выражаю благодарность работникам Красноярской железной дороги: В.Е. Савченко, А.И. Васекину, Н.И. Иванову, В.В. Семченко; работникам Забайкальской железной дороги: В.И. Ладыгину, С.И. Редькину, H.H. Козлову; Дальневосточной железной дороги - В.А. Крапивиному, Горьковской железной дороги - Л.В. Куликовской; Северо-Кавказской железной дороги -М.В. Ступак; Московской железной дороги - Ю.Ю. Гуськову; специалистам ВНИИЖТ - А.Я. Коган, М.Ф. Вериго, Ю.М. Лужнову, Н.В. Павлову,

B.Н. Лозинскому, М.М. Берзину, В.А. Богданову, Е.А. Шур, Г.И. Пеньковой, П.В. Алексееву.

Огромная благодарность коллегам и оппонентам: Университету нефти и газа в лице д.т.н. О.И. Стеклова, д.т.н. A.A. Ефименко; МГУПС в лице: д.т.н.

C.Н. Киселева; СГУПС в лице: д.т.н. В.А. Аксенова; Санкт-Петербурский ГТУ, в лице: д.т.н. П.А. Тополянского и д.т.н. H.A. Соснина; ИрГУПС, в лице: д.т.н.

A.Н.Хоменко, к.т.н.Н.Н. Ляхова, к.т.н. В.В. Макарова, к.т.н. Н.Л. Назарова; Ир-ГТУ, в лице: д.ф-м.н. А.Д. Афанасьева, к.т.н. H.A. Нестеренко, к.т.н.

B.А. Нецветаева, к.т.н. М.В. Гречневой; ОЦВ ОАО «РЖД», в лице Н.Д. Рабиновича,академика АТН РФ, д.т.н. Б.Д. Никифорова, к.т.н. Е.В. Емельяненко, Ю.Ф. Редрова, В.В. Филлипова, Т.В. Тереховой, ЦТех ОАО «РЖД» в лице- H.H. Шабалина, B.C. Наговицына, В.А. Хомича, Л.Л. Данилова; ЦТ ОАО «РЖД» в лице - С.А. Кобзева, М.В. Саганова, Н.В. Богданова, A.B. Бабаева.

Заключение диссертации по теме «Материаловедение (по отраслям)», Балановский, Андрей Евгеньевич

1.9. Выводы по анализу литературных источников

1. Химический состав колесных сталей на протяжении более 100 лет имел относительно постоянную химическую формулу: углерод, марганец, кремний. Содержание основного элемента углерода находилось в пределах 0,35-0,65 %.

2. В качестве основного технологического процесса применяется закалка с последующим высоким отпуском, в результате такой обработки в объеме колеса образуется сорбитообразная структура с твердостью 250-320 ед. по Бри-неллю. Данная структура не способствует сопротивляемости контактным нагрузкам и трению в процессе эксплуатации колеса. В результате колесные пары железнодорожного транспорта имеют небольшие сроки службы, а железнодорожники несут большие затраты на продление срока службы и на замену колесных пар.

3. Проведенный анализ структурообразования в феррито-перлитных сталях установил, что перлитная структура по показателю межпластинчатого расстояния достигла своего предела и дальнейшего прироста механических свойств не будет. Наиболее оптимальной структурой в поверхностном слое металла с точки зрения сопротивляемости контактными нагрузкам и трению является структура нижнего бейнита. Однако получить ее при традиционном химическом составе колесной стали и способах термической обработки в условиях завода невозможно. Необходимо менять химическую формулу стали и модернизировать производство.

4. Трибосистема колесо-рельс работает в условиях циклического воздействия нагрузок, вызывающих, как правило, разрушение в результате усталости материала. В связи с этим сопротивление контактным нагрузкам, вызывающим развитие процессов усталости для применяемых материалов на железнодорожном транспорте, является одним из важнейших критериев оценки конструкционной прочности. Проведенный анализ показал, что процесс исчерпания циклической долговечности металлов колеса и рельса даже при однородном напряженном состоянии протекает неоднородно по объему металла, а инициируется и более интенсивно развивается в его поверхностном слое. В условиях неоднородного напряженного состояния роль поверхности возрастает, в связи с наличием градиента напряжений. К настоящему времени зависимость циклической долговечности от факторов, формирующих состояние структуры поверхностного слоя материала, изучена недостаточно подробно. Актуальным представляется проведение исследований, направленных на получение качественных и количественных оценок закономерностей структурообразования в колесной и рельсовой стали с целью разработки эффективных мероприятий по снижению износа. Это, в свою очередь, требует разработки методологии исследования особенностей поведения поверхностного слоя и выбора необходимых инструментальных методик и средств.

5. Проведенный анализ способов поверхностного упрочнения металлов показал, что имеется возможность повысить сопротивляемость контактным нагрузкам путем создания мартенситных структур в локальных местах интенсивного износа колеса.

6. Оптимальным способом упрочнения на основе сравнения технико-экономических показателей электронно-лучевого, лазерного и плазменного упрочнения признан способ плазменного поверхностного упрочнения.

7. При помощи поверхностного упрочнения возможно получить как чистые структуры мартенсита и бейнита, так и смешанные структуры (мартенсит, бейнит, тростит, сорбит) в поверхностном слое колесной стали при сохранении существующей химической формулы.

8. В рельсовой стали на протяжении 100 лет шло постепенное увеличение содержание углерода с 0,30 до 0,82 %. В настоящий момент структура перлита также достигла своего ограничения и дальнейшее повышение механических свойств возможно за счет бейнитной структуры.

9. Проведенный анализ многочисленных исследований упрочнения рельсов с нагрева ТВЧ в промышленных условиях позволяет выделить отличительные особенности скоростного нагрева электронагрева по сравнению с объемной закалкой рельсов в масло с печного нагрева, которые необходимо учитывать при разрабоке плазменного поверхностного упрочнения.

Выделение тепла происходит непосредственно в поверхностном слое металла, что позволяет реализовать большие скорости нагрева в то время, как в случае ТВЧ происходит нагрев на большую глубину с замедлением скорости нагрева в точки Кюри.

Закаленный слой головки рельса характеризуется наличием двух слоев металла с различной дисперсностью и твердостью перлитной структуры: верхний - закаленный слой - область металла, где прошли полные фазовые превращения при нагреве и охлаждении (а—>у) со структурой закалки; переходной слой, расположенный под закаленным - область, где прошли неполные фазовые превращения (неполная закалка). Оптимальное соотношение данных слоев составляет 1:0,6 (0,7).

Смещение интервала температур нагрева под закалку - на 170 °С против критической точки Ась что способствует а—>у превращению при высоких температурах.

Кратковременность пребывания металла головки в области температур фазовых превращений способствует отсутствию собирательной рекристаллизации наклепанных зерен аустенита. Это позволяет осуществить нагрев до более высоких температур с обеспечением в металле закаленного слоя головки высокодисперсной перлитной структуры и мелкого зерна.

1.10. Постановка цели и задач исследований

Проведенный анализ литературных источников по вопросам структурного состояния колесных и рельсовых сталей в процессе термообработки и последующей эксплуатации позволил сформулировать цель исследования и задачи.

Цель работы: Повышение износостойкости, контактно усталостной прочности и трещиностойкости среднеуглеродистых сталей за счет формирования рациональной структурного состава при плазменном поверхностном упрочнении.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- изучение влияния плазменного поверхностного нагрева на особенности кинетики образования и распада аустенита в колесной и рельсовых сталей по сравнению с традиционными конструкционными углеродистыми сталями, формирование неравновесных структурно-фазовых состояний и химического состава в приповерхностных слоях;

- исследование закономерностей и особенностей поверхностно упрочненных сталей в процессе деформации, износа и разрушения при трении;

- выявление структур, образующихся в приповерхностных слоях при плазменном упрочнении и трении, установление их влияния на скорость изнашивания материалов;

- изучение общих закономерностей изнашивания трибологических пары колесо-рельс при эксплуатации, выявление роли деформации в их разрушении;

- разработка принципов формирования с помощью плазменного нагрева и приповерхностных слоев материалов трибологических пар с целью повышения их функциональных характеристик;

- разработка технологии плазменного упрочнения колесных пар подвижного состава материалов и внедрение ее на эксплуатационных предприятиях ОАО «РЖД».

Для решения поставленных задач использовались исследовательские гипотезы , которые позволяют достичь поставленной цели.

Трибологическая гипотеза. Поверхностный слой металла на полосе катания железнодорожного колеса меняет свои свойства и изнашивается в результате совместного действия внешних нагрузок, контактных и термических воздействий. Образование дефектов и скорость нарастания износа в процессе эксплуатации во многом зависят от микроструктуры поверхностного слоя и характеристик железнодорожного колеса в целом. Поверхностный слой металла, будучи ослабленным по своей природе, вовлекается в процесс пластического течения раньше, чем основной объем материала. В результате этого испытывает более высокие степени деформации, чем в среднем по объему колеса. Существующие структуры в поверхностном слое металла эволюционируют в процессе деформации и определяют работоспособность изделия в целом. Подобный барьерный слой должен оказывать существенное влияние на предел текучести, характер кривой «напряжение-деформация» и различные стадии деформационного упрочнения (коэффициент деформационного упрочнения и длительность отдельных стадий), следовательно, на прочность и пластичность материала.

Металловедческая гипотеза. Кинетика фазовых и структурных превращений в среднеуглеродистых сталях при плазменном поверхностном упрочнении определяется скоростью нагрева и охлаждения поверхностного слоя металла. Физико-механические свойства поверхностного слоя металла будут определяться свойствами структурных составляющих поверхностного слоя. Свойства различных структур поверхностного слоя зависят от механизма образования (диффузионный и бездиффузионный) высокотемпературной фазы аустенита (форма, размер, разнозернистность, плотность дислокаций, гомогенность и т. д.). Знания о механизме образования аустенита позволят разработать технологии упрочнения.

Техническая гипотеза. Использование концентрированного потока энергии непосредственно в условиях эксплуатации позволит получить локальный поверхностный слой на рабочей поверхности колеса (ремонтные депо ОАО «РЖД»).

1.10.1. Оборудование и методы исследования

Для решения поставленных задач использовались стандартное измерительное оборудование, нормативные методики. В связи с этим нет необходимости подробного описания принципов устройства, методов проведения эксперимента и т. д. Вместе с тем необходимо кратко отметить известные и подробно остановиться на тех методиках, которые еще только внедряются. Работы проводились в исследовательских центрах РФ (Томск, Новосибирск, Москва), Германии, Швеции, США.

В ходе экспериментальных исследований изучались рельеф поверхности, микроструктура, тонкое строение, фазовый и химический состав, а также некоторые свойства стали.

Поставленные задачи решались комплексным использованием традиционных для материаловедческой науки методик: качественной и количественной оптической металлографии, дифракционного рентгеновского анализа, сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии, рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии, атомно-силовой микроскопии. Реализация такого методического комплекса осуществлялась с помощью квантомет-рического анализатора «Spectrovac-1000», оптических микроскопов Neophot-21 и МЕТАМ-22, интерференционного микроскопа ММИ-4, универсальной микротвердометрической компьютеризированной системы LECO LM-100, трансмиссионного электронного микроскопа ЭММА-4 (ПЭМ), сканирующего электронного микроскопа Quanta 200 FEI (РЭМ), рентгеновского энергодисперсионного микроанализатора EDAX Genesis, сканирующего зондового атомно-силового микроскопа Solver НУ (АСМ).

Плазменную обработку поверхности проводили на образцах размером 10x10x55 мм на установке плазменного упрочнения УПЗГ-1.

Температуру поверхности образца в зоне нагрева контролировали при помощи контактных тремоэлементов и бесконтактными инструментами пирометрами: Thermalert MID диапазон температуры -200. 1 200 °С, погрешность измерения ±1 °С; С-500,7 диапазон температуры 700.2 200 °С. Моделирование процессов нагрева и охлаждения при помощи продуктов ESI Group (SYSWELD, РАМ-ASSEMBLY) (Франция).

Все полученные образцы были подвергнуты аустенитизации, вплоть до температуры плавления, параметры которой варьировались в зависимости от задачи исследования:

1) влияние исходной структуры на состояние зерна аустенита изучали на образцах, закаленных от температур 780. 1 200 °С; выдержки при этих температурах были близки к технологическим и определялись из расчета времени, затрачиваемого на нагрев и выравнивание химсостава (всего 1-2 мин);

2) при температурах, соответствующих технологическим, для каждой марки колесной стали было проведено дополнительное исследование влияния на зеренные характеристики аустенита времени выдержки, последняя изменялась от 1 до 2 мин;

3) для получения зерен разных размеров (8, 6, 4 балла) образцы были подвергнуты нагреву в хлорбариевой ванне до температур 1 000, 1 100 и 1 200 °С и выдержке в течение 30 мин.

На каждую экспериментальную точку обрабатывалось одновременно по 10 образцов для металлографических, рентгеноструктурных, механических и пикнометрических исследований.

При исследовании образцов использовались следующие методы:

Металлографический - для определения параметров структуры и оценки величины зерна и степени его однородности по размерам. Изучение микроструктуры проводили на микроскопе «Neophot» при увеличениях х500-1000 с применением цифрового фотографирования.

Детальное изучение структуры и субструктуры (дислокаций) проводили на просвечивающих электронных микроскопах JEM-200CX и Technai G2 FEI -по методике В.В. Козлова, Н.Е. Коняевой.

Фрактографическим исследованиям подвергали центральную и периферийную зоны поверхности изломов цилиндрических образцов. Исходную структуру сталей и структуру после усталостных испытаний изучали на металлографических шлифах после травления 4 %-ным раствором HNO3 в этиловом спирте. Исследование тонкой структуры образцов после циклического нагру-жения проводили на просвечивающем электронном микроскопе JSM-200CX методом тонких фольг, приготовленных по стандартной методике. Для изготовления металлографических шлифов (после усталостных испытаний) и фольг брали участок рабочей части циклически разрушенного образца, находящийся на расстоянии 10 мм от места усталостного излома.

Исследование структуры фрагмента обода железнодорожного колеса, прошедших плазменное упрочнение, подвергнутого усталостному нагружению в процессе эксплуатации, которое проводили на просвечивающем электронном микроскопе. Изучали микроструктуру образца на расстоянии 15 (в непосредственной близости от поверхности усталостного разрушения), 10 и 5 мм от поверхности катания (ПК).

Изучение закономерностей фазовых превращений при нагреве и охлаждении проводили на закалочном дилатометре Ыпзе18 Ь78 ЯЛ.Т.А., оснащенном индукционным датчиком продольного перемещения БсЬаеукг РЖ 100 2

МС). Нагрев проводили в вакууме (10 Па). В качестве охлаждающей среды использовали гелий, который подавали на образец под различным давлением. Образцы для исследования имели форму цилиндра высотой 10 мм и диаметром 3 мм.

Испытания твердости проходили по шкале С Роквелла по ГОСТ 9013-59. Результаты измерения твердости получены как среднее арифметическое 3-4 измерений.

Для выявления ДЗА был выбран метод высокотемпературного травления в смеси буры с селитрой (расплаве), особенно эффективный для быстрых процессов, поскольку позволяет выявлять зерно при используемых в производстве кратковременных выдержках. Величину зерна и степень разнозернистости определяли методом случайных секущих в соответствии с ГОСТ 5639 при помощи программы 81АМ8 РЬо1о1аЬ. Степень разнозернистости оценивали по методике С.С. Горелика, как отношение максимального размера зерна на секущей, к наиболее часто встречающемуся.

Степень неравноосности зерен (Ь) находили как отношение максимального диаметра зерна к минимальному, определенных на секущих, проведенных -одна в направлении главной оси зерен, другая - перпендикулярно к ней.

Ультразвуковые исследования для определения величины зерна аустени-та (иглы мартенсита) в образцах проводили по методике проф. В.В. Мишакина.

Негомогенность аустенита, наследуемую мартенситом, оценивали рент-геноструктурным методом по степени асимметричного размытия линии (110)а, определяемой, в соответствии с разработками И.Н. Кидина, отношением полуширин в основании линии исследуемого образца и эталона. Эталоном служил образец, закаленный от исследуемой температуры с длительной выдержкой, когда все процессы гомогенизации должны завершиться.

Содержание углерода в мартенсите и плотность дислокаций (р) определяли по ширине той же линии, р оценивали по формуле: р = 0,2-/?М0п, где Р~ физическая ширина линии.

Рентгеноструктурный анализ проводился на отечественных дифракто-метрах марки ДРОН. Рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализы проводили на дифрактометре ДРОН-2 при кобальтовом излучении, высокотемпературный рентгеност ДРОН-ЗМ при медном Ка излучении. Результаты количественной металлографии получены при помощи лицензионной компьютерной программы «Система КОИ» (разработка Томского политехнического университета).

Для исследования фазовых и структурных превращений использовалась новая методика дифракционного анализа в режиме реального времени с использованием сихотронного ренгеновского излучения высокой интенсивности. Детально для различных сталей 1005, 1030, 1045 и способов нагрева (сварка в среде защитных газов, точечная сварка, закалка) методика изложена в работах [147-159]. Синхротронное излучение является более интенсивным, чем обычные рентгеновское [147]. В результате такое излучение может быть использовано для исследования атомных структур в масштабах времени в миллисекундах и субмиллиметровом разрешении, что делает возможным в режиме реального времени наблюдать фазовые превращения в процессе сварки [148; 149]. Получаемая информация о фазовых превращениях в металле в процессе сварки с использованием методов синхотронного излучения не может быть получена традиционными способами, из-за их неспособности обеспечить прямую информацию о развитии микроструктур в сварном шве [150-159]. В технике с пространственным разрешением рентгеновской дифракции (8ЮЖЕ)), дифракционные картины получаются на дискретных точках вдоль линии начала сканирования в зоне сплавления и зоны термического влияния. Полученные результаты позволяют фиксировать фазы превращения, происходящие на различных местах ЗТВ, осуществлять мониторинг во время стационарных условий сварки соединения. ТЮЖЕ) позволяет проследить эволюции фазового превращения с высоким временным разрешением (от 10 до 100 мс) при быстром нагреве и охлаждении в реальных условиях сварки.

Плазменное упрочнение является родственным процессом сварки и имеет много общего. В частности, температуры нагрева при упрочнении сопоставимы со сварочными температурами, а при упрочнении с оплавлением поверхности практически одинаковы. Есть различия в скорости нагрева и охлаждении, но для среднеуглеродистых сталей эти различия находятся выше критической скорости охлаждения. Поэтому при сварке данных сталей с целью снижения скорости охлаждения используют дополнильный - сопутствующий - подогрев. Вместе с тем, использовать методику, которая прошла апробацию при исследовании кинетики фазовых превращений применительно к процессам поверхностного упрочнения вполне оправдано. Более того, наблюдение в режиме реального времени действительно должно дать нам новое знание о процессах.

Образцы для определения исходных механических свойств и циклического нагружения изготавливали с размерами рабочей части 10х\Уох1:о=25-7-3 мм (10 - длина; \у0 - ширина; ^ - толщина). Перед испытаниями образцы электрополи-ровали в хлорно-уксусном электролите (состав 90 %СН3СООН+Ю %НСЮ4) при напряжении и = 25 В в течение 1 = 4 мин.

Циклическое нагружение проводили с контролируемой величиной общей деформации в0бщ= 2еа = £уПр+впл = 0,0056, где £а - амплитуда полной деформации цикла; 8упр - амплитуда упругой деформации цикла; епл - амплитуда пластической деформации цикла, а коэффициентом асимметрии цикла Re = 0 (знакопостоянное отнулевое растяжение), изменением амплитуды деформации цикла по пилообразному закону, частотой нагружения 0,5 Гц. При этом испытания осуществляли таким образом, чтобы коэффициенты асимметрии цикла как по деформации (Rs), так и по напряжению (R^) оставались равны нулю на протяжении всего процесса нагружения (R^ = R£ = 0). Испытывали образцы с количеством циклов нагружения N равным 10, 50, 150, 250, 350 и 750. Величину накопленной пластической деформации рассчитывали по формуле es = ln(l./l0), где 1о - расчетная длина образца; 1к - длина рабочей части образца после циклического нагружения. После циклического нагружения с заданным числом циклов на образцах проводили измерения физических характеристик. Циклическое на-гружение и механические испытания на одноосное растяжение проводили на сервогидравлической испытательной установке Instron 8801.

Микромеханизмы разрушения исследовали в участках излома, где трещина распространялась в условиях плоской деформации (центральная часть изломов вблизи усталостной трещины). Исследования проводили на растровом электронном микроскопе Carl Zeiss EV050 при увеличениях до 15 000 крат и ускоряющем напряжении 30 кВ. Исследование углов разориентировки в структуре стали после диспергирования проводили методом дифракции отраженных электронов на растровом ионно-электронном микроскопе Quanta 200 3D.

Релаксационные испытания для определения предела микропластичности Go, глубины Да и времени релаксации проходили на специальной автоматизированной установке с применением метода пошагового нагружения миниатюрных образцов в области микропластической деформации (до предела текучести).

Исследование износостойкости проводили на машине для испытания материалов на трение 2168 УМТ. Машина универсальная предназначена для испытания фрикционных, антифрикционных и смазочных материалов на трение и износ в широком диапазоне режимов. Обеспечиваются схемы испытаний:

1. При вращении: диск-палец (Квз=Ю), кольцо-кольцо (Квз=1, фрикционная теплостойкость), вал-втулка, диск-колодка (тормоз).

2. При качении: диск-колодка, вал-втулка, вал-трубки (виброизнос).

3. При возвратно-поступательном движении: стержень-палец (линейный контакт).

В процессе испытаний измеряется момент трения, сила прижима, температура, частота вращения, путь трения.

Принятая официальная концепция усталостного износа в паре трения колесо и рельс базируется на представлении о том, что отделение материала происходит после некоторого числа взаимодействий между микронеровностями трущихся поверхностей. В связи с этим усталостные свойства материалов характеризуются снятием кривой, определяющей соотношение между числом циклов до разрушения и отношением разрушающего напряжения к действующему для упругого контакта или отношением деформации при разрушении к действующей деформации при пластическом контакте. Усталостные характеристики материалов определяются на приборе модернизированном п типа «Циклометр», предназначенным для оценки фрикционно-контактной усталости.

Для испытаний на абразивную износостойкость испытания проводили при скольжении торцевых поверхностей образцов по закрепленному абразиву -шлифовальной шкурке марок 14А16 (электрокорунд зернистостью -160 мкм) и 81Кр20 (кремень зернистостью -200 мкм) со средней скоростью 0,175 м/с при нагрузке 49 Н, длине рабочего хода 100 мм, пути трения 11м, поперечном смещении образца за один двойной ход 1,2 мм. Относительную абразивную износостойкость определяли как отношение потерь массы армко-железа к потере массы стальных образцов по результатам трех параллельных испытаний.

Усталостные испытания при вращении со знакопостоянным изгибом выполняли на машине МУИ-6000 (образцы 010 мм, база 107 симметричных циклов) и на универсальной машине МУП-60 (образцы 040 мм, база 3-106 циклов при коэффициенте асимметрии 0,2).

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Балановский, Андрей Евгеньевич, 2012 год

1. Балановский А.Е. Проблема износа пары трения колесо-рельс (краткий анализ и предложения) / А.Е. Балановский, С.М. Хаяси. Иркутск : Плазмопро-тек, 1997.-56 с.

2. Мороз Б.А. Комплексная система ресурсосбережения колес и рельсов (опыт Восточно-Сибирской железной дороги) / Б.А. Мороз, К.А. Марютин, А.Е. Балановский // Локомотив. 1998. - № 19. - С. 19-22.

3. Плазменное упрочнение гребней колесных пар подвижного состава / А.Е. Балановский, B.C. Глазков, Б.А. Мороз и др. // Новые технологии на ВСЖД : сб. трудов. Новосибирск : СГУПС, 1999. - С. 57-65.

4. Марков Д.П. Повышение твердости колес подвижного состава (предпосылки и перспективы) / Д.П. Марков // Вестник ВНИИЖТ- 1995. № 3. -С. 1017.

5. Пашолок И.Л. О возможном повышении износостойкости железнодорожных колес / И.Л. Пашолок, В.Б. Харитонов // Вестник ВНИИЖТ. 1997. -№ 1.-С. 41-45.

6. Ларин Т. В. Износ и пути продления срока службы бандажей железнодорожных колес / Т.В. Ларин. М. : Трансжелдориздат, 1958. - 168 с.

7. Марков Д.П. Закалка гребней колес подвижного состава на высокую твердость для снижения бокового износа / Д.П. Марков // Вестник ВНИИЖТ. -1997.-№ 1.-С. 45-51.

8. Крателъский И.В. Трение и износ / И.В. Крательский. М. : Машиностроение, 1968. - 480 с.

9. Богданов В.М., Марков Д.П., Пенькова Т.Н. Оптимизация триботехни-ческих характеристик гребней колес подвижного состава / В.М. Богданов, Д.П. Марков, Т.И. Пенькова // Вестник ВНИИЖТ. 1998. - № 4. - С. 3-9.

10. Основы трибологии / под ред. A.B. Чичинадзе. М. : Наука и техника, 1995.-778 с.

11. Балановский А.Е. Система колесо рельс : монография : в Зч. / А.Е. Балановский. - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2011. - 4.1. Конец системы колесо-рельс и вновь начало. - 1012 с.

12. Беседин И. С. Целевые задачи обеспечения устойчивого взаимодействия в системе колесо рельс / И.С. Беседин // Современные проблемы взаимодействия подвижного состава и пути : сб. докладов науч.-практ. конф. Щербинка, 2003.-С. 11-13.

13. Захаров С.М. Контактно-усталостные повреждения колес и рельсов и способы их снижения / С.М. Захаров, Е.В. Шур // Современные проблемы взаимодействия подвижного состава и пути : сб. докладов (Москва, 20 ноября 2003г.). М. : Интекст, 2003. - С. 47-50.

14. Коган А.Я. Оценка износа рельсов и бандажей колесных пар при движение подвижного состава в кривых участках пути / А.Я. Коган // Вестник ВНИЖТ. 1990. - №2. - С. 36-40.

15. Коган А.Я. Взаимодействие колеса и рельса при качение / А.Я. Коган // Вестник ВНИЖТ. 2004. - №5. - С. 33^0.

16. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения : вопросы взаимодействия колеса и рельса / У.Дж. Харрис, С.М. Захаров. М. : Интекст, 2002. - 408 с.

17. Коган А.Я Динамика пути и его взаимодействие с подвижным составом. М. : Транспорт, 1997. - 326 с.

18. Вериго М.Ф. Взаимодействие пути и подвижного состава в кривых малого радиуса и борьба с боковым износом рельсов и гребней колес / М.Ф. Вериго. М. : ПТКБ ЦП МПС РФ, 1997. - 207 с.

19. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию / М.М. Тененбаум. М. : Машиностроение, 1976. - 270 с.

20. Рыбакова JI.M. Структура и износостойкость металла / JI.M. Рыбакова, Л.И. Куксенова. М. : Машиностроение, 1982. - 209 с.

21. Гаркунов Д.Н. Триботехника / Д.Н. Гаркунов. М. : Машиностроение, 1985.-425 с.

22. Неглинский В.В. Обобщение результатов эксплуатационных наблюдений за изнашиванием реборд колесных пар локомотивов // Трение и износ. -1995.-№ 1(16).-С. 119-125.

23. Дружинин М.А. Структурные особенности процессов износа и контактно-усталостных разрушений термически упрочненной колесной стали различного химического состава : 05.16.02 / М.А. Дружинин. Днепропетровск, 1985.-182 с.

24. Поверхностная прочность материалов при трении / Б.И. Костецкий, И.Г. Носовский, А.К. Караулов и др.. Киев : Техника, 1976. - 296 с.

25. Расчет износостойкости трущихся поверхностей машин / Под. ред. A.A. Благонравова. М. : ВНИИНМАШ, 1972. - 296 с.

26. Иванова B.C. Синергетика : Прочность и разрушение металлических материалов / B.C. Иванова. М. : Наука, 1992. - 160 с.

27. Коллинз Д. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание. Предотвращение / Д. Коллинз. М. : Мир, 1983. - 615 с.

28. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия / К. Джонсон. -М. : Мир, 1989.-510 с.

29. Николис Г. Познание сложного / Г. Николис, И. Пригожин. М. : Мир, 1990.-344 с.

30. Бершадский Л.И. Основы теории структурной приспосабливаемости и переходных состояний трибосистем и ее приложение к задачам повышения надежности зубчатых и червячных передач: автореф. дис. д-ра техн. наук: 05.02.02 / Л.И. Бершадский. М., 1982. - 48 с.

31. Реология. Теория и приложения / под ред. Э. Эйпиха; пер. с англ. -М. : Иностр. лит-ра, 1962. 822 с.

32. Стадшченко В.М. Мехашзм формування вторинних структур пар тер-тя на баз i методу електронно-акустичноУ eMici'í: автореф. дис. д-ра техн. наук : 05.02.04 / В.М. Стадшченко. К. : НАУ, 2008. - 389 с.

33. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов : в 2 т. / В.Е. Панин, В.Е. Егорушкин, П.В. Макаров и др.. Новосибирск : Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 1995. - 2 т.

34. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов / В.П. Алехин. М. : Наука, 1983. - ? с.

35. Zangwill A. Physics of surface / A. Zangwill. Cambridge : Cambridge University Press, 1988. - 536 p.

36. Кисшее В.Ф. Основы физики поверхности твердого тела / В.Ф. Киси-лев, С.Н. Козлов, A.B. Зотв. М. : Изд-во Московского ун-та, МГУ, 1999. -284 с.

37. Изотов В.И. Экспертная оценка эксплуатационных повреждений железнодорожных колес / В.И. Изотов, Г.А. Филиппов // Деформация и разрушение материалов. 2005. - №8. - С. 2-7.

38. Закономерности эволюции дислокационных субструктур в сталях при усталости / О.В. Соснин, A.B. Громова, Э.В. Козлов и др. // Деформация и разрушение материалов. 2005. - №2. - С. 14-19.

39. The effect of cyclic loading on the dislocation structure of fully pearlitic steel / M. Dollar, I.M. Bernstein, M. Daeubler et al. // Metallurgical Transactions A. 1989.-V. 20A, March.-P. 447-451.

40. Эволюция феррито-перлитной структуры при импульсном воздействии электротока / О.В. Соснин, Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов и др. // Физика и химия обработки материалов. 2003. - №4. - С. 63-69.

41. The structural-phase state changes under the pulse current influence on the fatigue loaded steel / O.V. Sosnin, A.V. Gromova, E.Yu. Suchkova et al. // International Journal of Fatigue. 2005. - V. 27. - P. 1221-1226.

42. Терентъев В.Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов / В.Ф. Те-рентьев. М. : Интермет Инжиниринг, 2002. - 288 с.

43. Перлит в углеродистых сталях / В.М. Счастливцев, Д.А. Мирзаев, И.Л. Яковлева и др.. Екатеринбург : УрО РАН, 2006. - 312 с.

44. Изотов В. И. Дислокационная структура под поверхностью трещин (изломов) различной природы в перлитоферритной стали / В.И. Изотов, Г.А. Филиппов // ФММ. 2003. - № 6, т. 95. - С. 94-99.

45. Счастливцев В.М. Влияние отпуска на структуру и свойства патенти-рованной стали / В.М. Счастливцев, И.Л. Яковлева, А.С. Заваров // ФММ. -1980.-Т. 49, вып. 1.-С. 138-144.

46. Структурные превращения в перлите при нагреве. I. Твердораствор-ное упрочнение ферритной составляющей перлита / В.М. Счастливцев, И.Л. Яковлева, Д.А. Мирзаев // ФММ. 1994. - Т. 77, вып. 4. - С. 138-147.

47. Возможности неразрушающего контроля физико-механических характеристик заэвтектоидных углеродистых сталей со структурами изотермического распада аустенита / А.В. Макаров, В.М. Счастливцев, Э.С. Горкунов и др. // Дефектоскопия. 2002. - № 10. - С. 62-86.

48. Износостойкость заэвтектоидных углеродистых сталей со структурами изотермического распада аустенита / А.В. Макаров, В.М. Счастливцев, Т.И. Табатчикова и др. // ФММ. 2004. - Т. 97. - № 5. - С. 94-105.

49. Механические свойства и особенности разрушения при статическом растяжении высокоуглеродистой стали с перлитными структурами различного типа / А.В. Макаров, Р.А. Саврай, В.М. Счастливцев и др. // ФММ. 2007, -Т. 104, вып. 5.-С. 542-555.

50. Тушинский Л.И. Структура перлита и конструктивная прочность стали / Л.И. Тушинский, А.А.Батаев, Л.Б. Тихомирова. Новосибирск : Наука, 1993. -280 с.

51. Кристаллографический анализ дефектов в цементите пластинчатого перлита углеродистой стали / И.Л. Яковлева, Л.Е. Карькина, Ю.В. Хлебникова и др. //ФММ. 2001. - Т. 92, вып. 3. - С. 77-88.

52. Томас Г. Электронная микроскопия металлов / Г. Томас. М. : Ин. лит., 1963.-347 с.

53. Tian Y.L. Mechanism of Pearlite Spheroidization / Y.L. Tian, Krauft R.W. // Metallurgical Transactions. 1987. - V. 18A. № 8. - P. 1403-1414.61 .ИвановаВ.С.Природа усталости металлов/В.С.Иванова,В.Ф.Тереньтев.-М. :Металургия, 1975 .-450с

54. Изучение структурных особенностей цементита в перлите по ушире-нию дифракционных максимумов / К.Ю. Окишев, Д.А. Мирзаев, В.М. Счастливцев и др. // ФММ. 1998. - Т. 85. - Вып. 2. - С. 145-152.

55. Углов В.И. Разработка процессов термической обработки, повышающих прочность и надежность железнодорожных колес : дис. канд. техн. наук / В.И. Углов. Днепропетровск, 1984. - 186 с.

56. Исследование влияния термического упрочнения среднеуглеродистых сталей на вязкость разрушения / И.Г. Узлов, А.И. Бабаченко, Н.А. Умеренкова и др. // Сталь. 1997. -№5. - С. 57-59.

57. Bianite in Steels. H.K.D.H. Bhadeshia. London : Institute of Materials, 1992.-468 p.

58. Kaccidi Ф.Д. Леговаш метали можуть подовжити життя колю / Ф.Д. Kaccidi //Зал1зничний транспорт Укра'ши 2002. - № 5. - С. 69-70.

59. XIII International Wheelset Congress. Rome, Italy, September 17-21,2001.

60. Производство железнодорожных колес / Г.А. Бибик, A.M. Иоффе, А.В. Праздников и др.. М. : Металлургия, 1982. - 232 с.

61. Розробка сталей з бейштною структурою для зал1зничних колю / Ю.С. Пройдак, С.И. Губенко, Г.Д. Сухомлин и др. // Металознавство та об-робка меташв. 2006 - № 1- С. 51-56.

62. Clayton P. The relations between wear behaviour and basic material properties for pearlitic steels / P. Clayton // Wear. 1980. -№60. - P. 75-93.

63. Clayton P. Tribological aspects of wheel-rail contact: a review of recent experimental research / P. Clayton // Wear. 1996. -№191. - P. 170-183.

64. Deters L. Friction and wear testing of rail and wheel material / L. Deters, M. Proksch // Wear. 2005. -№258. - P. 981-991.

65. Clayton P. Predicting the wear of rails on curves from laboratory data / P. Clayton // Wear. 1995. -№181-183. - P. 11-19.

66. Formation mechanism and countermeasures of rail corrugation on curved track / A. Matsumoto, Y. Sato, H. Ono et al. // Wear. 2002. - №253. - P. 178184.

67. Olofsson U. Wear, plastic deformation and friction of two rail steels: a full-scale test and a laboratory study / U. Olofsson, T. Telliskivi //Wear. 2003. - №254. -P. 80-93.

68. Wang L. Microstructure features on rolling surfaces of railway rails subjected / L. Wang, A. Pyzalla, W. Stadlbauer et al. // Journal of Materials and Engineering. 2003. - №A359. - P. 31-43.

69. AniolekK. Select aspects of shaping of a rail steel microstructure and its influence on a resistance to abrasive wear / K. Aniolek, J. Herian, R. Sulkowski //Metallurgist. 2007. -№5. - P. 251-255.

70. Zakharov S. Wheel flange / rail head wear simulation / S. Zakharov, I. Ko-marovsky, I. Zharov // Wear. 1998. - №215. - P. 18-24.

71. The competitive role of wear and RCF in a rail steel / G. Donzella, M. Fac-coli, A. Ghidini et al. // Engineering Fracture Mechanics. 2005. - №72. - P. 287.

72. Балановский A.E. Проблема водорода при плазменном поверхностном упрочнении / А.Е. Балановский, Н.А. Нестеренко // Сварочное производство. -1992.-№11.-С. 13-15

73. Балановский А.Е. Наводороживание поверхностного слоя металла при плазменном легировании из твердой фазы / А.Е. Балановский, Н.А. Нестеренко // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1992. - №10. - С. 39-40.

74. Брюнчуков Г.И. Бандажи тягового подвижного состава повышенной эксплуатационной стойкости: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.16.01/ Г.И. Брюнчукова. М. : ВНИИЖТ, 2007. - 29 с.

75. Кушнарев А.В. Новое в производстве железнодорожных колес на Нижнетагильском металлургическом комбинате / А.В. Кушнарев, Ю.П. Петренко, В.М. Камардин // Сталь. 2004.- № 7. - С. 81-82.

76. Кэсиди Р. Перспективные материалы для изготовления колес / Р. Кэ-сиди // Железные дороги мира. 2002. - № 5. - С. 39^41.

77. Павлов Н.В. Моделирование изнашивания наплавленных гребней железнодорожных колес / Н.В. Павлов, И.А. Комаровский, П.Н. Кипиани // Заводская лаборатория. 2002. - № 5. - С. 46-51.

78. Матвеев B.B. Восстановление вагонных колес наплавкой с предварительным отжигом поверхности катания / В.В. Матвеев // Автоматическая сварка.-2005.-№ 11.-С. 36-40.

79. Матвеев В.В. Наплавка гребней вагонных колес после отжига поверхности катания на вагоноремонтных заводах / В.В. Матвеев // Автоматическая сварка. 2005. - № 6. - С. 42-48.

80. Матвеев В.В. Наплавка гребней вагонных колес после отжига поверхности катания на вагоноремонтных заводах Украины / В.В. Матвеев // Сварочное производство. 2005. - № 11. - С. 29-34.

81. Эффективный метод увеличения срока службы железнодорожных крестовин путем плазменной наплавки / М.-Э.Х. Исакаев, М.В. Ильичев, A.JI. Очкань и др. // Технология металлов. 2003. - №7. - С. 29-34.

82. Балановский А.Е. Плазменное упрочнение металлов / А.Е. Баланов-ский. Иркутск : ИрГТУ, 2006. - 186 с.

83. Бердышев В.А. Градиентные структурно фазовые состояния в рельсовой стали после магнитоплазменного упрочнения и дифференцированной закалки : автореф. дис. . канд. техн. наук : / В.А. Бердышев. 2001. - 21 с.

84. Батаев В.А. Упрочнение боковых граней головок железнодорожных рельсов электроннолучевой обработкой в воздушной среде / В.А. Батаев // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. - № 12. - С. 14-18.

85. Балановский А.Е. Результаты внедрения технологии плазменного упрочнения на ВСЖД / А.Е. Балановский // Железнодорожный транспорт. 2006. - № 4. - С. 32-38.

86. Барашков A.C. Плазменное упрочнение гребней колесных пар / A.C. Барашков, В.В. Никифоров // Железнодорожный транспорт. 2000. - № 6. -С. 104.

87. Бузало Г. Упрочнение боковых граней головок железнодорожных рельсов электроннолучевой обработкой в воздушной среде / В.А. Батаев // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. - № 12. - С. 14-18.

88. Громов В.Е. Градиентные структурнофазовые состояния в рельсовой стали Gradient structure phase status in rail steel. / В.Е. Громов, B.A. Бердышев, Э.В. Козлов. M. : Недра, 2000. - 174 с.

89. Плазменное поверхностное упрочнение / Л.К. Лещинский, С.С. Са-мотугин, И.И. Пирч, В.И. Комар. К. : Тэхника, 1990. - 109 с.108. ¥ыкалин H.H. Лазерная обработка материалов / H.H. Рыкалин,

90. A.A. Углов, А.Н. Кокора. М. : Машиностроение, 1975. - 239 с.

91. Коваленко B.C. Упрочнение и легирование деталей машин лучом лазера / B.C. Коваленко, Л.Ф. Головко, B.C. Черненко. К. : Тэхника, 1990. -192 с.

92. Андрияхин В.М. Процессы лазерной сварки и термообработки /

93. B.М. Андрияхин. М. : Наука, 1988. - 176 с.

94. Кокора А.Н. Физические особенности лазерного упрочнения сплавов / А.Н. Кокора, Э.Н. Соболь // Физико-химические процессы обработки материалов концентрированными потоками энергии : сб. статей. М. : Наука, 1983. - С. 54-66.

95. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов / А.Г. Гри-горьянц. М. : Машиностроение, 1989. - 304 с.

96. Криштал М.А. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера / М.А. Криштал, A.A. Жуков, А.Н. Кокора. М. : Металлургия, 1973.- 192 с.

97. Справочник / H.H. Рыкалин, A.A. Углов, И.В. Зуев и др.. М. : Машиностроение, 1985. - 496 с.

98. Варавка В.Н. Динамика неравновесных субструктурных процессов в металлах : монография / В.Н. Варавка. Ростов н/Д. : ДГТУ, 2007. - 143 с.

99. Фазовые и структурные превращения при лазерном нагреве стали. I Влияние исходной структуры / В.Д. Садовский, Т.И. Табатчикова, В.М. Умова и др. // ФММ. 1982. - Т. 53, № 1. - С. 88-94.

100. Фазовые и структурные превращения при лазерном нагреве стали. И. Влияние отпуска закаленной стали на процесс перекристаллизации при лазерном нагреве / В.Д. Садовский, Т.И. Табатчикова, В.М. Умова и др. // ФММ. -1984.-Т. 58, №4.-С. 812-817.

101. Образование аустенита при сверхбыстром лазерном нагреве сталей со структурой пакетного мартенсита / В.Д. Садовский, В.М. Счастливцев, Т.И. Табатчикова // ФММ. 1987. - Т. 63, № 3. - С. 555-562.

102. Веденов A.A. Физические процессы при лазерной обработке материалов / A.A. Веденов, Г.Г. Гладуш. М. : Энергоатомиздат, 1985. - 207 с.

103. Спиридонов H.B. Плазменные и лазерные методы упрочнения деталей машин / Н.В. Спиридонов, О.С. Кобяков, И.Л. Куприянов. Минск : Высш. шк., 1988.- 155 с.

104. Плазменная наплавка металлов / А.Е. Вайнерман, М.Х. Шоршоров, В.Д. Веселков и др.. Л. : Машиностроение, 1969. - 190 с.

105. Кидин И.Н. Физические основы электротермической обработки металлов и сплавов / И.Н. Кидин. М. : Металлургия, 1969. - 376 с.

106. Электро-химико-термическая обработка металлов и сплавов / И.Н. Кидин, В.И. Андрюшечкин, В.А. Волков и др.. М. : Металлургия, 1978. 320 с.

107. Физические основы электротермического упрочнения сталей / В.Н. Гриднев, Ю.М. Мешков, С.П. Ошкадеров и др.. К. : Наукова думка, 1973.-336 с.

108. Нестеров Д.К. Особенности структуры рельсов из заэвтектоидной стали при циклическом отжиге и закалке с нагрева ТВЧ / Д.К. Нестеров, В.Е. Сапожков // Сталь. 1999. - № 12. - С. 61-66.

109. Упрочнение рельсов из заэвтектоидной стали комбинированной термообработкой / Д.К. Нестеров, В.Е. Сапожков, Н.Ф. Левченко и др. // МиТом.- 1989. -№ 12.-С. 2-5.

110. Разработка и промышленное использование режима нагрева ТВЧ для термообработки рельсов из заэвтектоидной стали / Д.К. Нестеров, Н.Ф. Левченко, В.Е. Сапожков и др. // МиТом. 1991. - № 11. - С. 6-8.

111. Белый A.B. Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев / A.B. Белый, Г.Д. Карпенко, Н.К. Мышкин. М. : Машиностроение, 1991. - 208 с.

112. Муханов И.И. Импульсная упрочняющечистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. М. : Машиностроение, 1978. - 44 с.

113. Ультразвуковая поверхностная обработка метод повышения ресурса работы бандажей колес локомотивов / В.А. Клименов, Ж.Г. Ковалевская, П.В. Уваркин и др. // Тяжелое машиностроение. - 2009. - №12. - С. 24-28.

114. Microstructure and evolution of mechanically-induced ultrafine grainin surface layer of AL-alloy subjected to USSP / X. Wu, N. Tao, Y. Hong et al. // Acta Materialia. 2002. - №50. - P. 2075-2084.

115. Бартенева JI.И. Технология комплексного снижения износа гребней колеса и рельса с помощью рельсосмазывания / Л.И. Бартенева, В.Е. Никитин // Железные дороги мира. -2004 №1. - С.62-68.

116. Richard R.Track Demonstration of Laser-Treated Rail to Reduce Friction and WearTransportation Technology Center / R. Richard. Inc.,2007. - 76 p.

117. Лыков A.M. Плазменное упрочнение гребней локомотивных и вагонных колес / A.M. Лыков, В.Э. Маслов, Л.А. Глибина // Вестник ВНИИЖТ. -2005.-№1.-С. 31-33.

118. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства, реализация / В.П. Багмутов, С.Н. Паршев, Н.Г. Дудкина и др..- Новосибирск : Наука, 2003. 318 с.

119. Барашков А. С. Расчет теплового процесса упрочнения стали при нагреве равномерно распределенными источниками / А.С. Барашков // Физика и химия обработки материалов. 2000. - № 4. - С. 82-89.

120. Багмутов В.П. Исследование тепловых процессов при воздействии на материал концентрированных потоков энергии / В.П. Багмутов, И.Н. Захаров // Физика и химия обработки материалов. 2002. - № 3. - С. 9-11.

121. Исследования качества рельсов из заэвтектоидной стали / А.В. Великанов, В.Ю. Кондратьев, A.M. Маслов и др. // Производство железнодорожных рельсов и колес : сб. науч. тр. Харьков : УкрНИИМет, 1977. - С. 54-58.

122. А.с. № 688968 СССР, МКИ С22С 35/60. Сплав для раскисления и микролегирования стали / A.M. Маслов, В.В. Поляков, В.И. Лебедев и др.. -Опубл. 25.06.79. Бюл. 33.

123. Патент Украины № 3888 и патент РФ № 2023026 Способ термической обработки рельсов / Д.К. Нестеров, В.Е. Сапожков, Н.Ф. Левченко и др..- УкрНИИМет. Опубл. 27.12.94. - Бюл. 6.

124. Нестеров Д.К. Особенности структуры рельсов из заэвтектоидной стали при циклическом отжиге и закалке с нагрева ТВЧ / Д.К. Нестеров, В.Е. Сапожков // Сталь. 1999. - № 12. - С. 61-66.

125. Сферидизация карбидной фазы в заэвтектоидной стали и ее влияние на свойства рельсов / Д.В. Сталинский, А.С. Рудюк, В.Е. Сапожков и др. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2007. - № 2. - С. 48-54.

126. Упрочнение рельсов из заэвтектоидной стали комбинированной термообработкой / Д.К. Нестеров, В.Е. Сапожков, Н.Ф. Левченко и др. // МиТом, 1989.-№ 12.-С. 2-5.

127. Разработка и промышленное использование режима нагрева ТВЧ для термообработки рельсов из заэвтектоидной стали / Д.К. Нестеров, Н.Ф. Левченко, В.Е. Сапожков и др. // МиТом. 1991. - № 11. - С. 6-8.

128. Свойства термически обработанных рельсов из непрерывно литых заготовок заэвтектоидной стали / Д.К. Нестеров, Н.Ф. Левченко, В.Е. Сапожков и др. // Сталь. 1992. - № 4. - С. 63-66.

129. Ion J. С. Second Report on Diagrams of Microstructure and Hardness for Heat-Affected Zones in Welds / J.C. Ion, K.E. Easterling, and M.F. Ashby // Acta Metall. 1984. - V32. - P. 1949.

130. Modeling of Heat Transfer and Fluid Flow during GTA Spot Welding of 1005 Steel, / W. Zhang, G.G. Roy, J.W. Elmer et al. II Journal of Applied Physics. -2003. V93(5), 1 Mar. - P. 3022-3033.

131. Elmer J.W. Spatially Resolved X-Ray Diffraction Mapping of Phase Transformations in the HAZ of Carbon-Manganese Steel Arc Welds / J.W. Elmer, J.Wong and Th. Ressler // Metall. and Mater. Trans. A. 2001. - 32A (5). -P. 1175-1187.

132. Kinetic Modeling of Phase Transformations Occurring in the HAZ of C-Mn Steel Welds Based on Direct Observations / J.W. Elmer, T.A. Palmer, W. Zhang, B. Wood and T. DebRoy // Acta Materialia. 2003. - V51. - P. 3333-3349.

133. Zhang W. Kinetics of Ferrite to Austenite Phase Transformation during Welding of 1005 Steel / W. Zhang, J.W. Elmer and T. DebRoy // Scripta Materialia. 2002. - №46. - P. 753-757.

134. Zhang W. Modeling and Real Time Mapping of Phases during GTA Welding of 1005 Steel / W. Zhang, J.W. Elmer and T. DebRoy // Materials Science and Engineering A. 2002. - Vol. 333 (1-2). - P. 320-335.

135. Babu S. Private communications / S. Babu. Oak Ridge National Laboratory, 2002. - 235 p.

136. Sundman B. Calphad-Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry / B. Sundman, B. Jansson and J. Andersson. 1985. - V 9(2). - P. 153.

137. Mundra K. Numerical Heat Transfer / K. Mundra, T. DebRoy, and K. Kelkar // 1996. - №29. - P. 115-129.

138. Yang Z. Metall. Mater. Trans. В / Z. Yang and T. DebRoy // 1999. -Vol. ЗОВ.-P. 483-493.

139. Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ОБРАЗОВАНИЯ АУСТЕНИТА В СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЯХ ПРИ МЕДЛЕННОМ И СВЕРХБЫСТРОМ НАГРЕВЕ

140. Рис.2.1. Классическая диаграмма Рис. 2.2. Диаграмма структурных железо углерод составляющих железо-цементитнойсистемы

141. Рис. 2.3. Влияние скорости нагрева до температуры Ас3, при которой феррит в чистом железе превращается в аустенит 35.

142. Рис. 2.4. Возможный механизм образования первых кристаллов аустенита в перлитой структуре: 1 на границе между пластинами цементита и феррита в перлита колонии, 2 -на стыке границ перлитных колоний (а=феррит, 0=цементит, у=аустенита) 36.