Дослідження взаємозв’язку між структурою та коерцитивною силою пружинних сталей для розробки методики неруйнівного контролю пружних елементів підвіски електровозів

Анотація

Дослідження присвячене вивченню взаємозв’язку між наступними характеристиками конструкційних сталей, з яких виготовляються пружини підвіски вантажних електровозів: твердість, залишкова деформація та коерцитивна сила. Результати випробувань пружних елементів підвіски електровозів на залишкову деформацію під статичним навантаженням дозволили встановити, що їхньою оптимальною структурою є троостит, що утворюються при середньому відпуску. Саме структура трооститу, що утворюється у процесі середнього відпуску попередньо загартованої сталі, дозволяє отримати оптимальне співвідношення пружних характеристик пружних елементів підвіски електровозів при їхній експлуатації в умовах знакозмінних навантажень. Результати експериментальних досліджень доводять, що для контролю та оцінки кінцевої структури та механічних властивостей пружних елементів підвіски електровозів можна використовувати стандартні методи вимірювання коерцитивної сили. З урахуванням того, що контроль якості пружин за твердістю та залишковою деформацією є майже стовідсотковим, це дозволяє суттєвим чином скоротити витрати часу на контрольні операції. Коерцитивна сила пружинних сталей залежить виключно від їхнього структурного стану. Якщо на поверхні пружин є наявним зневуглецьований шар, він не чинить практично ніякого впливу на коерцитивну силу, якщо товщина цього шару не перевищує значень, встановлених діючими нормативно-технічними документами. Таким чином, незначне відхилення коерцитивної сили пружних елементів підвіски електровозів по відношенню до оптимальних значень коерцитивної сили, встановлених у цьому дослідженні, може свідчити про понаднормову товщину зневуглецьованого шару. Наявність поверхневих тріщин на пружних елементах підвіски електровозів не чинить жодного впливу на коерцитивну силу. В цьому контексті також не мають жодного значення природа та механізми утворення тріщин. З результатів дослідження витікає, що оптимальна коерцитивна сила пружних елементах підвіски електровозів, яка відповідає їхній оптимальній твердості, може бути визначена лише на основі попередніх випробувань пружних елементах підвіски електровозів на залишкову деформацію. Останній параметр представляє собою основну експлуатаційну характеристику пружин, за якою можна визначити можливість їхнього використання в якості пружних елементів підвіски електровозів. За результатами досліджень встановлено взаємозв’язок між структурою та залишковою деформацією під статичним навантаженням пружних елементів підвіски електровозів.