Badanie wybranych przypadków uszkodzenia powierzchni tocznej kół monoblokowych w aspekcie ich mikrostruktury

• Autorzy: Zdzisław Ławrynowicz , Andrzej Skibicki

Warianty tytułu

Investigation of Some Cases of the Surface Rolling Damage of Monobloc Wheels in Terms of Their Microstructure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Kontakt szyny i koła wprowadza pod powierzchnię bieżni koła deformację ferrytu i jednocześnie wytwarza pęknięcia w cementycie. W ferrycie zachodzi największe odkształcenie z powodu jego niższej twardości od pofragmentowanego cementytu. W rezultacie, osnowa ferrytyczna umacnia się gwałtownie zgniotem wskutek zwiększenia gęstości dyslokacji. Inicjacja pęknięcia występuje głównie wzdłuż bardzo wydłużonych ziarn ferrytu przedeutektoidalnego (położonych wzdłuż granic ziarn byłego austenitu). Badania mikrostruktury wskazują, że strefy silnie zdeformowanego ferrytu przedeutektoidalnego ułatwiają rozprzestrzenianie się pęknięć. W pracy przedstawiono przypadki łuszczenia występującego na powierzchni tocznej koła monoblokowego. (abstrakt oryginalny)

EN

Rail and the wheel contact introduces under the surface of the tread wheel deformation of the ferrite phase and simultaneously generates cracks in the cementite. In the ferrite phase, there is the greatest deformation due to the lower hardness than cementite fragmented. As a result, the ferritic matrix is strengthened sharply by increasing the dislocation density. Crack initiation occurs mainly along very elongated grains of proeutectoid ferrite (along the grain boundaries of the former austenite). Microstructure indicates that the highly deformed areas ofproeutectoid ferrite facilitate the propagation of cracks. The paper presents the cases of peeling occurring on the tread monobloc. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Inżynieria materiałowa; Materiałoznawstwo

EN

Materials engineering; Materials science

• Czasopismo: Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management
• Rocznik: 2016
• Tom: 79
• Strony: 156--165

Twórcy

autor

Zdzisław Ławrynowicz

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

autor

Andrzej Skibicki

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

Bibliografia

• [1] Ahlström J., Karlsson B.: Microstructural evaluation and interpretation of the mechanically and thermally affected zone under railway wheel flats. Wear 232 (1999), 1-14.
• [2] Ahlström J., Karlsson B.: Modelling of heat conduction and phase transformations during sliding of railway wheels. Wear 253 (2002), 291-300.
• [3] Alwahdi F.A.M., Kapoor A., Franklin F.J.: Subsurface microstructural analysis and mechanical properties of pearlitic rail steels in service. Wear 302 (2013), 1453-1460.
• [4] Cvetkovski K., Ahlström J.: Characterisation of plastic deformation and thermal softening of the surface layer of railway passenger wheel treads. Wear 300 (2013), 200- 204.
• [5] Cvetkovski K., Ahlström J., Karlsson B.: Thermal softening off inepearlitic steel and its effect on the fatigue behaviour. Procedia Engineering. 2 (2010), 541-545.
• [6] Donzella G. at all: Progressive damage assessment in the near-surface layer of railway wheelrail couple under cyclic contact. Wear 271 (2011), 408-416.
• [7] Ekberg A., Kabo E., Fatigue of railway wheels and rails under rolling contact and thermal loading-an overview. Wear 258 (2005), 1288-1300.
• [8] Fuoco R., Ferreira M.M., Azevedo C.R.F.: Failure analysis of a cast steel railway wheel. Engineering Failure Analysis 11 (2004), 817-828.
• [9] Garnham J. E., Davis C. L.: The role of deformed rail microstructure on rolling contact fatigue initiation. Wear 265 (2008), 1363-1372.
• [10] Ławrynowicz Z.: The 14th International Symposium on Advanced Materials, ISAM-2015, October 12-16, 2015, Islamabad, Pakistan, Microstructure and Softening of the Rim of the Railway Wheel. Technical Programme, 15-27.
• [11] Ławrynowicz Z.: Obróbka cieplna monoblokowych kół kolejowych: Logistyka 4/2015. Płyta CD 2-część 3, 1983-1990.
• [12] Ławrynowicz Z.: Plastic Deformation and Softening of the Surface Layer of Railway Wheel. Advances in Materials Science vol. 4, nr 46, (2015), 5-13.
• [13] Miodrag A. at all: Analysis of the spreader track wheels premature damages. Engineering Failure Analysis 20 (2012), 118-136.
• [14] Parida N., Das S.K., Tarafder S.: Failure analysis of railroad wheels. Engineering Failure Analysis. 16 (2009), 1454-1460.
• [15] Peng D., Jones R., Constable T.: A study into crack growth in a railway wheel under thermal stop brake loading spectrum. Engineering Failure Analysis 25 (2012), 280-290.
• [16] Robles Hernándeza F.C. at all: Properties and microstructure of high performance wheels. Wear 271 (2011), 374-381.
• [17] Poschmann I., Tschapowetz E. & Rinnhofer H.: Heat Treatment for Railway Wheels, Tyres and Rings; Heat Treatment Process and Facility for Railway Wheels, 7, Advanced Forging Technologies. 2005.
• [18] Shen Xiao-hui at all: Austenite Grain Size Evolution in Railway Wheel During Multi-Stage Forging Processes. Journal of Iron and Steel Research, INTERNATIONAL. 20(3) (2013), 57-65.
• [19] Tschapowetz E., Wimmer H.: Hochtemperaturwolle und moderne Brennertechnik in der Wärmebehandlung, Nr. 10 (2005), 125.
• [20] Wang L., Pyzalla A., Stadlbauer W., Werner E.A.: Microstructure features on rolling surfaces of railway rails subjected to heavy loadings. Materials and Engineering A359 (2003), 31-43.
• [21] Wheel Defect Manual, ESR 0330, Engineering Standard, Rolling Stock, version 1.2, May 2013.
• [22] www.southdevonrailway.org/Railway-Wheels.html, informator kolejowy, 02'2010.
• [23] Zerbst U., Madler K., Hintze H.: Fracture mechanics in railway applications-an overview. Engineering Fracture Mechanics 72 (2005), 163- 194.