Структурные изменения в участке перегрева металла ЗТВ железнодорожных колес при дуговой наплавке

Abstract

Цель работы — исследование влияния параметров термического цикла сварки (ТЦС) при дуговой наплавке, включая стадии нагрева и охлаждения, на формирование структуры и свойства металла в участке перегрева ЗТВ высокопрочной колесной стали марки 2, содержащей 0,58 % углерода. С применением комплекса «Gleeble 3800» выполнена термическая обработка модельных образцов при скорости нагрева 25 и 210 °С/с до температуры 1250 °С с последующим охлаждением по ТЦС (w6/5 = 2,5…64 °С/с), проведены металлографические исследования структуры и построены диаграммы превращения переохлажденного аустенита. При испытаниях по методу Имплант оценено влияние скорости охлаждения и структурного состояния металла в участке перегрева металла ЗТВ на показатели критических напряжений при замедленном разрушении колесной стали. Установлено, что незавершенность процессов гомогенизации аустенита металла при дуговой наплавке, вследствие быстрого его нагрева и ограниченного времени пребывания при температуре выше Aс3, существенно влияет на последующее γ-α-превращение в металле ЗТВ. Это приводит к понижению критической скорости охлаждения до 20 °С/с, при которой в структуре образуется не более 50 % мартенсита (w50М). Показано, что высокую сопротивляемость металла ЗТВ замедленному разрушению, на уровне σкр ≥ 0,45 σ0,2, можно обеспечить при условии w6/5 ≤ w50М. Результаты исследований могут быть использованы при назначении технологии дуговой восстановительной наплавки изделий из высокопрочных сталей.