Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Дослідження особливостей утворення розсіяних пошкоджень в костилях залізничної колії

Дослідження особливостей утворення розсіяних пошкоджень в костилях залізничної колії

Навантаження, що діють на деталі верхньої частини залізничної колії. Хімічний і структурно-фазовий стан деталей кріплення рейок. Вплив гарячого об’ємного штампування і термічної обробки на структуру кріплень. Аналіз структури костилів залізничної колії.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	дипломная работа
Язык	украинский
Дата добавления	07.12.2016
Размер файла	4,0 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Проводилось дослідження костилів, що були встановлені на кривих дільниці колії малих радіусів (рис.3.5).

Рис.3.5 -- Місця руйнування костилів на перевальній дільниці колії.

Рис.3.6 -- Схема розміщення тріщин у зруйнованих костилях.

Дослідженнями встановлено, що руйнування костилів відбувалося на дільницях з найвищим рівнем навантажень[14]. Костилі руйнувались на віддалі 50…70 мм від поверхні головки (рис.3.6). Фрактографічними дослідженнями встановлено, що поверхні зламів складались із ділянок квазівідриву з мінімальними слідами пластичної деформації. Це свідчить про те, що руйнування відбувалося при дії напруженого стану, наближеного до всебічного розтягу. На окремих ділянках поверхні зламів зруйнованих костилів виявляються блискучі фасетки з мінімальними слідами пластичної деформації, що характерно для крихкого руйнування.

Дослідження проводили на костилях загальний вигляд яких представлений на (рис.3.7.а, рис.3.7.б, рис.3.8, рис.3.9).

а) б)

Рис.3.7 -- Загальний вигляд досліджених костилів залізничної колії: а - передній вид; б - вид збоку.

Рис.3.8 -- Загальний вигляд костиля вилученого після експлуатації з дільниці колії малого радіусу.

Рис.3.9 -- Загальний вигляд нового костиля.

Для визначення сил які діють на основний костиль, проводили розрахунки за наступною послідовністю. Враховували, що шпали шириною 15 Ч10-2м, а відстань між ними складає 63Ч10-2м, довжина l=63+15=78Ч10-2м. Для довжини рейки 25 м кількість шпал встановлених в колій на одній довжині рейки складає 50 штук. Тобто на одній рейці довжиною 25 м розташовано зі зовнішньої сторони рейки 50 основних костилів.

Враховуючи, що вагон створює на рейку навантаження 115 кН [1] на одну шпалу буде створюватись навантаження 115/100=1,15 кН, якщо поперечне навантаження складає 1,15 кН то момент згину до піддошви яка кріпиться до шпали складає 1,15·7,5=86,25 кН·мм. В результаті на головку костиля створюється момент який є рівне 86,25 кН·мм.

На дільницях з дерев'яними шпалами і типовим костильним скріпленням при малонавантажених вагонах (Рст?100 кН/вісь), особливо при порожніх вагонах, схід коліс з рейок за рахунок розсунення колії відбувається внаслідок нахилу рейки гребенями (рис.3.10) (відтискання підошви не перевищує 1-1,5 · 10-3 м при відтисканні головки 50-60·10-3 м). При тому розсунення колії з провалом колеса проходить при значно менше (в 1,5-2 рази) силах бокового дії коліс, схід за рахунок зсуву решітки на дільницях з залібетоними шпалами і в 1,2-1,3 рази менше, сходження на дільницях з дерев'яними шпалами і оголеними торцями шпал. Чим менше завантажений вагон, тим вирогідніше зсув внаслідок розсунення колій. При повнонавантажених вагонах опір розсуненню значно більший.

Опір натиску колії тим більший, чим менший радіус кривої. В прямих дільницях схід коліс внаслідок натиску колії при костильному скріплені можливий одночасно під декількома візками підряд, а в крутих кривих - як правило, тільки під одним візком. При груповому боковому впливі коліс візка на головку рейки її натиск при костильному скріпленні значно (в 1,5-1,9 рази) більший, ніж при одиночному. Лінія впливу відтиску тим менша, чим крутіший радіус кривої, але у всіх випадках довжини, чим обумовлені розрахунки по балочній теорії внаслідок зміщення плоскої дії активних і реактивних бокових сил на величину, рівну висоті рейки (при Р65 на 180 · 10-3 м). При цьому сила бокового впливу підошви рейки на шпалу, обумовлена боковим впливом гребеня на головку рейки, є істотно меншою, ніж при розрахунку по балочній теорії.

Рис.3.10. Відтиск гребенем колеса головки рейки і за рахунок цього її нахилу (вигляд зверху, колісна пара умовно не показана).

На дільниці з дерев'яними шпалами і типовим костильним скріпленням існує легший (з порівнянням з дільницею з залізобетонними шпалами) схід за рахунок відтисканя екіпажем (вкочування гребеня на бокову грань головки) внаслідок можливого нахилу рейок (рис.3.10) при відриві внутрішньої крайки підошви рейки від підкладки.

При типовому костильному скріпленні (без протидії розпірних підкладок) у всіх дослідних поїздах раніше проходить схід коліс за рахунок розходу колій, ніж зсуву навіть при оголених кінцях шпал і пустих шпальних ящиків []. Тільки після застосування підкладок з привареним обрубком внутрішнього обшивного костиля (рис.3.11) боковий зсув колій призводить до критичних розмірів навіть на щебеневому баласті, але при більших силах бокового впливу на колію головки рейки, ніж при натиску колії до критичних розмірів без протидії розпірних підкладок.

Рис.3.11 -- Протирозсувна костильна підкладка з приварним обрубком внутрішнього обшивного костиля (а) і частини його зігнутого стержня (б).

Відтискання підошви рейки у всіх випадках зміщує головку до критичних розмірів (50-60 · 10-3 м) і не перевищує 1 -- 1,5 · 10-3 м, навіть при зашивці не на п'ять, а на три костилі і при повній розшивці одного і двох кінців шпал підряд (опір розкантовці рейок менший, ніж опору сил тертю підкладки по шпалам навіть при імітації одиночної і кустової непридатності шпал).

При русі візка з притиском сили по 2 тс і більше гребнями коліс до головки рейки проходить надшарпування внутрішніх обшивних костилів і пружній нахил рейки (рис.3.10) з наступної встановленої ширини колії після проходу такого візка. Чим більша сила бокового впливу гребеня коліс на головку рейки і чим менша вертикальна сила, тим на більшу величину надшарпуються внутрішні обшивні костилі.

На експериментальному кільці ВНИИЖТа було проведена така серія натурних експериментів з реалізації в рухомому поїзді різних поздовжніх сил стискання в прямих і кривих радіусах 700 і 400 м. При перевищені діючих норм допускаючих поздовжніх сил стискаючих в поїзді пройшов запланований схід коліс з рейок однієї (першої по ходу) колісної пари у порожнього вагона (наступного за півнавантаженим вагоном) внаслідок його витискання. При наступних експериментах півнавантаженому рухомому складі запланований схід пройшов внаслідок натискання типової конструкції рейкової колії з дерев'яними новими шпалами і костильним скріпленням (рейки Р65). Розсування колії відбулося на прямій перед входом в криву (R=400 м) на протязі 45 м з одночасним провалом шести візків: одного вагонного (провалились обидва ліві по ходу колеса) і п'яти локомотивних (візки провалились почерзі обома правими або обома лівими колесами). Розсування пройшло за рахунок розкантовки рейок нитки відносне напруження крайки підошви(відтискання підошви відносно шпал не перевищує 1--1,5 · 10-3 м) з надшарпуванням внутрішніх обшивних костилів. Зійшли з рейок локомотиви, що штовхали склад, головна частина якого разом з головним локомотивом була загальмована для створення в експерименті підвищених поздовжніх сил стиску в поїзді. В момент розсування рейкової колії зійшли з рейок екіпажі (напіввагон і три секції локомотива 4ТЭ10С), які знаходились в перекошеному положені по схемі «ялинка».

В результаті вказаних експериментів і теоретичних розрахунків ВНИИЖТом були розроблені нові нормативи допускного бокового впливу коліс візка на шлях і нормативи допускних поздовжніх сил стиску в поїзді, які 9 червня 1990 р. були затвердженні МПС для практичного використання на дорогах мережі (ЦД-ЦТ-Цп-4805).

Нормативи допускної бокової дії коліс візка на шлях (Нб) по умові попередженню розсуву колій від дії однієї колісної пари допускають не перевищувати наступного рівня:

(при Рб?300 кН). (3.1)

При груповій дії двох колісних пар візка

-- для вагонів;

-- для локомотивів.

Бокова сила для локомотивів з трьохвісними візками, маючи розмір середньої осі, розраховується як сума бокових сил від крайніх осей візка. При цьому кожна із них не повинна перевищувати значення, яке визначається виразом (3.1).

Враховуючи, що момент Р=86,25 кН·мм розраховували значення напружень які виникають при чистому згині костиля. Напруження які виникають при чистому згині згідно ГОСТ 2860-65 «Методы испытання на усталость».

Розрахунок проводили за формулою (3.2):

уа==0,113 кН/мм2

де, ??э- осьовий момент опору розрахункового перерізу зразка, мм3;

b - ширина, 19 мм;

h - товщина, 15,5 мм;

Mи - згинаючий момент розрахункового перерізу зразка, кгс/мм;

Тоді напруження, що виникають в костилі є рівні 113 МПа.

Згідно даних [] при русі поїзда навантаження на рейку зростають в 1,5-2 рази. Тобто у випадку наявності кривих колій малих радіусів напруження можуть зростати в 2 рази від 113 до 226 МПа. А рівень напружень 226 МПа відповідає границі втомі маловуглецевої сталі. Тобто на кривих дільницях малих радіусів розсіяні пошкодження можуть переходити в локалізовані пошкодження і приводити до розвитку втомних тріщин костиля.

3.3 Аналіз хімічного складу досліджених костилів

Хімічний склад проб стружки сталі досліджуваних костилів визначався аналітичним методом згідно з ГОСТ 22536.1…22536.6-87. Відбір проб для визначення хімічного складу здійснювався згідно з ГОСТ 55-73 «Стали и сплавы». Методы отбора проб». Результати аналізу наведені в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1

Результати визначення хімічного складу костилів колії

№ проб	Характеристика проб	Хімічний склад, %	Марка сталі	ГОСТ
		С	Si	Mn	S	P
1	Костиль, що зруйнувався при експлуатації	0.20	0.05	0.41	0.045	0.04	Ст4 кп	380-84
2	Новий костиль	0.20	0.16	0.55	0.046	0.04	Ст4 пс	380-84

3.4 Механічні властивості при випробовувані на розтяг

Визначення механічних властивостей при випробуваннях на розтягнення проводили на машині УМ-5 на зразках типу ІІІ (ГОСТ 1497-88) діаметром 6 мм. Результати випробувань представлено в табл.3.2.

Таблиця 3.2

Механічні властивості костилів колії

№

зразка

Характеристика костиля

ув,H/мм2

д,%

Ш,%

Характеристик руйнування

Новий

Зруйнований в дільниці колії малого радіусу

Вилучений з експлуатації на прямій дільниці колії

Вилучений з експлуатації на прямій дільниці

колії

Вилучений з експлуатації на прямій дільниці колії

490

400

600

В'язкий злам

В'язкий злам із деякою кількістю фасеток сколу

Рис. 3.12 -- Криві розтягнення зразків: а - №1; б - №2; в - №3.

Зразки №1 і №3 за властивістю міцності відповідають сталі Ст4пс, а зразок №2 -- сталі Ст4кп. В той же час, за характеристиками пластичності зразок №3 не відповідає вимогам, ГОСТ 380-88 і ГОСТ 380-94. Матеріал костиля (зразок №2), який не був в експлуатації (рис.3.12.а), характеризується достатньою міцністю, пластичністю і роботою, яка витрачається на його деформацію до руйнування. Матеріал зразка №2 одного з костилів, що зруйнувались в експлуатації, має низьку міцність (рис.3.12. б). Матеріал зразка №3 відповідає вимогам ГОСТ 380-88 (рис.3.12. в), але для зразків №2 і №3 характерним є низький запас пластичності, тобто різниця між границею міцності і границею текучості є суттєво нижчою, ніж в матеріалі нового костиля. Це свідчить про вичерпання пластичності в умовах експлуатації. Особливо низький рівень відносного видовження і звуження в зразках №3 свідчить про повне вичерпання запасу пластичності його матеріалу (таб.3.2). Вивчення зламів зразків показало, що руйнування, в основному, було в'язким. На поверхні зламу зразка №1 ямка видовжена і однорідна, що свідчить про відсутність дефектів структури, які сприяють процесам зародження і поширення тріщин. У зразку №2 і особливо в зразку №3 ямки неоднорідні, що свідчить про неоднорідність структур їх матеріалів [3].

3.5 Результати визначення коефіцієнта розсіювання твердості досліджених костилів у вихідному стані та після експлуатації

3.5.1 Розсіювання характеристик твердості костилів у вихідному стані

Результати вимірювань твердості отримані на приладі Роквелла ТР 5006 при навантаженні 588,4 Н та діаметрі кульки 3,157 · 10-6 м. Визначення коефіцієнта розсіяння Вейбулла проводили з використанням програми Mathcad (дивитись додаток 1). Значення коефіцієнта розсіяння Вейбула для костиля у вихідному стані показанні у табл.3.3.

Таблиця 3.3

Значенння твердості (Hi ), середнє значення логарифма твердості та коефіцієнт гомогенності Вейбулла (m) дослідженого зразка №1.

Лінія 1

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	75	1,875061	1,885553	0,005578	1.0915	84,980055
2	77	1,886491	1,885553
3	76	1,880814	1,885553
4	76	1,880814	1,885553
5	75,5	1,877947	1,885553
6	77	1,886491	1,885553
7	77	1,886491	1,885553
8	77,5	1,889302	1,885553
9	78	1,892095	1,885553
10	77	1,886491	1,885553
11	77	1,886491	1,885553
12	76	1,880814	1,885553
13	78	1,892095	1,885553
14	78	1,892095	1,885553
15	78	1,892095	1,885553
16	78	1,892095	1,885553
17	76	1,880814	1,885553
18	78	1,892095	1,885553
19	76	1,880814	1,885553
20	77	1,886491	1,885553
21	78,5	1,89487	1,885553
22	76	1,880814	1,885553
23	77	1,886491	1,885553
24	76	1,880814	1,885553
25	75,5	1,877947	1,885553

Лінія 3

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	78	1,892095	1,893097	0,003909	1.1124	123,595386
2	78	1,892095	1,893097	0,003909
3	77.5	1,889302	1,893097	0,003909
4	78	1,892095	1,893097	0,003909
5	77.5	1,889302	1,893097	0,003909
6	78	1,892095	1,893097	0,003909
7	77	1,886491	1,893097	0,003909
8	77.5	1,889302	1,893097	0,003909
9	78	1,892095	1,893097	0,003909
10	78	1,892095	1,893097	0,003909
11	78.5	1,89487	1,893097	0,003909
12	78.5	1,89487	1,893097	0,003909
13	79	1,897627	1,893097	0,003909
14	78.5	1,89487	1,893097	0,003909
15	79	1,897627	1,893097	0,003909
16	78	1,892095	1,893097	0,003909
17	79	1,897627	1,893097	0,003909
18	79	1,897627	1,893097	0,003909
19	79	1,897627	1,893097	0,003909
20	78.5	1,89487	1,893097	0,003909
21	78.5	1,89487	1,893097	0,003909
22	79	1,897627	1,893097	0,003909
23	78	1,892095	1,893097	0,003909
24	79	1,897627	1,893097	0,003909
25	78	1,892095	1,893097	0,003909
26	78	1,892095	1,893097	0,003909
27	79	1,897627	1,893097	0,003909
28	78	1,892095	1,893097	0,003909
29	77.8	1,889302	1,893097	0,003909
30	76	1,880814	1,893097	0,003909

Лінія 4

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	78	1,892095	1,895239	0,003284	1.1086	146,60571344
2	78.5	1,89487	1,895239
3	79	1,897627	1,895239
4	78	1,892095	1,895239
5	78	1,892095	1,895239
6	77	1,886491	1,895239
7	79	1,897627	1,895239
8	78	1,892095	1,895239
9	78	1,892095	1,895239
10	79	1,897627	1,895239
11	79	1,897627	1,895239
12	78	1,892095	1,895239
13	79	1,897627	1,895239
14	78	1,892095	1,895239
15	78.5	1,89487	1,895239
16	79	1,897627	1,895239
17	79	1,897627	1,895239
18	79	1,897627	1,895239
19	79	1,897627	1,895239
20	78.5	1,89487	1,895239
21	79	1,897627	1,895239
22	78.5	1,89487	1,895239
23	78.5	1,89487	1,895239
24	79	1,897627	1,895239
25	80	1,90309	1,895239
26	79	1,897627	1,895239
27	78	1,892095	1,895239
28	79	1,897627	1,895239
29	78	1,892095	1,895239

Лінія 5

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	78	1,892095	1,895322	0,002737	1.1124	176,537263
2	78.5	1,89487	1,895601	0,002737
3	78	1,892095	1,895601	0,002737
4	78	1,892095	1,895601	0,002737
5	78	1,892095	1,895601	0,002737
6	79	1,897627	1,895601	0,002737
7	78	1,892095	1,895601	0,002737
8	78.5	1,89487	1,895601	0,002737
9	79	1,897627	1,895601	0,002737
10	79	1,897627	1,895601	0,002737
11	78.5	1,89487	1,895601	0,002737
12	79	1,897627	1,895601	0,002737
13	79	1,897627	1,895601	0,002737
14	78.5	1,89487	1,895601	0,002737
15	79	1,897627	1,895601	0,002737
16	79	1,897627	1,895601	0,002737
17	79	1,897627	1,895601	0,002737
18	78.5	1,89487	1,895601	0,002737
19	78.5	1,89487	1,895601	0,002737
20	78	1,892095	1,895601	0,002737
21	79	1,897627	1,895601	0,002737
22	79	1,897627	1,895601	0,002737
23	78.5	1,89487	1,895601	0,002737
24	79	1,897627	1,895601	0,002737
25	79	1,897627	1,895601	0,002737
26	79	1,897627	1,895601	0,002737
27	79	1,897627	1,895601	0,002737
28	78.5	1,89487	1,895601	0,002737
29	78.5	1,89487	1,895601	0,002737
30	77	1,886491	1,895601	0,002737

Лінія 6

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	77.5	1,889301	1,891986	0,002889	1.1047	166,0552
2	77	1,886491	1,891986	0,002889
3	77	1,886491	1,891986	0,002889
4	77	1,886491	1,891986	0,002889
5	78	1,892095	1,891986	0,002889
6	78	1,892095	1,891986	0,002889
7	77	1,886491	1,891986	0,002889
8	77.5	1,889301	1,891986	0,002889
9	78	1,892095	1,891986	0,002889
10	78	1,892095	1,891986	0,002889
11	78	1,892095	1,891986	0,002889
12	78	1,892095	1,891986	0,002889
13	78.5	1,894869	1,891986	0,002889
14	78.5	1,894869	1,891986	0,002889
15	78.5	1,894869	1,891986	0,002889
16	78	1,892095	1,891986	0,002889
17	78.5	1,894869	1,891986	0,002889
18	78	1,892095	1,891986	0,002889
19	78.5	1,894869	1,891986	0,002889
20	78.5	1,894869	1,891986	0,002889
21	78	1,892095	1,891986	0,002889
22	78.5	1,894869	1,891986	0,002889
23	78	1,892095	1,891986	0,002889
24	79	1,897627	1,891986	0,002889
25	78	1,892095	1,891986	0,002889
26	78	1,892095	1,891986	0,002889
27	78	1,892095	1,891986	0,002889
28	78	1,892095	1,891986	0,002889

Риc.3.13 -- Значення коефіцієнта розсіювання твердості (m) на різній віддалі (L) від поверхні розтягу в костилі №1, який не був в експлуатації.

Аналіз результатів показав менше значення коефіцієнта Вейбулла (m) на першій лінії пов'язане із тим, що в процесі виготовлення костиля відбувається утворення технологічної розсіяної пошкодженості. На віддалі 2 ·10-3м за рахунок того, що при гарячому об'ємному штампуванні є вищий рівень пластичної деформації пошкодженість є вищою ніж від інших віддалях. По мірі віддалення від зони з вищим рівнем пластичного деформування коефіцієнт Вейбулла (m) зростає, що вказує на присутність меншої кількості розсіяних пошкоджень. Різниця між коефіцієнтом Вейбулла (m) на відстані 8 і 10 Ч10-3м обумовлена зростання кількості пошкоджень біля поверхні за рахунок наближення до зони контактної взаємодії з інструментом і зневуглецювання поверхні.

3.5.2 Розсіювання характеристик твердості костилів після експлуатації на дільницях колії малого радіусу

Результати вимірювань твердості і визначення коефіцієнту розсіювання Вейбулла (m) костиля кородованого після експлуатації з тріщиною показанні в табл.3.4.

Таблиця 3.4

Значенння твердості (Hi ), середнє значення логарифма твердості та коефіцієнт гомогенності Вейбулла (m) дослідженого зразка №2.

Лінія 1

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	75,5	1,877947	1,891495	0,012949	1.0628	35,645225
2	76	1,880814	1,891495
3	76,5	1,883661	1,891495
4	77,5	1,889302	1,891495
5	78	1,892095	1,891495
6	80	1,90309	1,891495
7	81	1,908485	1,891495
8	80	1,90309	1,891495
9	80	1,90309	1,891495
10	80	1,90309	1,891495
11	81	1,908485	1,891495
12	79	1,897627	1,891495
13	77	1,886491	1,891495
14	76,5	1,883661	1,891495
15	76	1,880814	1,891495
16	77	1,886491	1,891495
17	78,5	1,89487	1,891495
18	79	1,897627	1,891495
19	78,5	1,89487	1,891495
20	71,5	1,854306	1,891495

Лінія 2

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	76,5	1,883661	1,891739	0,008377	1.0628	55,10125
2	78	1,892095	1,891739	0,008377
3	77	1,886491	1,891739	0,008377
4	78	1,892095	1,891739	0,008377
5	78,5	1,89487	1,891739	0,008377
6	79,5	1,900367	1,891739	0,008377
7	80	1,90309	1,891739	0,008377
8	80	1,90309	1,891739	0,008377
9	80	1,90309	1,891739	0,008377
10	80	1,90309	1,891739	0,008377
11	79,5	1,900367	1,891739	0,008377
12	78,5	1,89487	1,891739	0,008377
13	77,5	1,889302	1,891739	0,008377
14	76,5	1,883661	1,891739	0,008377
15	75,5	1,877947	1,891739	0,008377
16	75,5	1,877947	1,891739	0,008377
17	76,5	1,883661	1,891739	0,008377
18	77,5	1,889302	1,891739	0,008377
19	77	1,886491	1,891739	0,008377
20	77,5	1,889302	1,891739	0,008377

Лінія 3

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	75	1,875061	1,890422	0,008459	1.0696	54,915260
2	76,5	1,883661	1,890422	0,008459
3	76,5	1,883661	1,890422	0,008459
4	77	1,886491	1,890422	0,008459
5	77,5	1,889302	1,890422	0,008459
6	78	1,892095	1,890422	0,008459
7	79,5	1,900367	1,890422	0,008459
8	79,5	1,900367	1,890422	0,008459
9	80	1,90309	1,890422	0,008459
10	81	1,908485	1,890422	0,008459
11	80	1,90309	1,890422	0,008459
12	78,5	1,89487	1,890422	0,008459
13	77	1,886491	1,890422	0,008459
14	77	1,886491	1,890422	0,008459
15	77	1,886491	1,890422	0,008459
16	76,5	1,883661	1,890422	0,008459
17	76	1,880814	1,890422	0,008459
18	77	1,886491	1,890422	0,008459
19	77	1,886491	1,890422	0,008459
20	78	1,892095	1,890422	0,008459
21	77,5	1,889302	1,890422	0,008459

Лінія 4

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	75	1,875061	1,892433	0,009625	1.0565	47,66890
2	77	1,886491	1,892433	0,009625
3	77	1,886491	1,892433	0,009625
4	78	1,892095	1,892433	0,009625
5	77,5	1,889302	1,892433	0,009625
6	78,5	1,89487	1,892433	0,009625
7	79,5	1,900367	1,892433	0,009625
8	80,5	1,905796	1,892433	0,009625
9	81	1,908485	1,892433	0,009625
10	81	1,908485	1,892433	0,009625
11	80	1,90309	1,892433	0,009625
12	79	1,897627	1,892433	0,009625
13	77	1,886491	1,892433	0,009625
14	77	1,886491	1,892433	0,009625
15	76	1,880814	1,892433	0,009625
16	76	1,880814	1,892433	0,009625
17	77	1,886491	1,892433	0,009625
18	78	1,892095	1,892433	0,009625
19	78,5	1,89487	1,892433	0,009625

Рис. 3.14 -- Значення коефіцієнта розсіювання твердості (m) на різній віддалі (L) від поверхні розтягу в костилі №2, який був в експлуатації в дільниці колії малого радіусу.

Дослідження костиля який не був в експлуатації зразок №1 показали, що значення коефіцієнта розсіювання твердості костиля №2 зменшується у порівнянні із новим костилем майже в два рази, причому характер розподілу коефіцієнта Вейбулла (m) по товщинні деталі також є неоднорідним. Найбільша пошкодженність спостерігається в зоні розтягу (m=35) в центральних зонах зразка значення (m) є дещо вищим. В зоні стиску значення (m) вище ніж в зоні розтягу, що вказує на менші її пошкодження.

3.5.4 Розсіювання характеристик твердості костиля з тріщиною

Результати вимірювань твердості і визначення коефіцієнту розсіювання Вейбулла (m) костиля з тріщиною з дільниці колії малого радіусу показанні в (табл.3.5).

Таблиця 3.5

Значенння твердості (Hi ), середнє значення логарифма твердості та коефіцієнт гомогенності Вейбулла (m) дослідженого зразка №3.

Лінія 1

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	84	1,924279	1,937181	0,004359	1.1004	109,63847
2	85	1,929419	1,937181
3	86	1,934498	1,937181
4	86	1,934498	1,937181
5	86	1,934498	1,937181
6	86	1,934498	1,937181
7	86	1,934498	1,937181
8	87	1,939519	1,937181
9	86,5	1,937016	1,937181
10	86	1,934498	1,937181
11	86,5	1,937016	1,937181
12	87	1,939519	1,937181
13	87	1,939519	1,937181
14	86	1,934498	1,937181
15	86	1,934498	1,937181
16	86,5	1,937016	1,937181
17	87	1,939519	1,937181
18	87	1,939519	1,937181
19	87,5	1,942008	1,937181
20	88	1,944483	1,937181
21	87,5	1,942008	1,937181
22	87	1,939519	1,937181
23	87	1,939519	1,937181
24	88	1,944483	1,937181
25	87	1,939519	1,937181
26	87	1,939519	1,937181
27	86	1,934498	1,937181

Лінія 2

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	85,5	1,931966	1,938171	0,002857	1.1047	167,933893
2	85,5	1,931966	1,938171	0,002857
3	87	1,939519	1,938171	0,002857
4	86	1,934498	1,938171	0,002857
5	86,5	1,937016	1,938171	0,002857
6	86,5	1,937016	1,938171	0,002857
7	86,5	1,937016	1,938171	0,002857
8	87	1,939519	1,938171	0,002857
9	87	1,939519	1,938171	0,002857
10	86,5	1,937016	1,938171	0,002857
11	87	1,939519	1,938171	0,002857
12	86,5	1,937016	1,938171	0,002857
13	87	1,939519	1,938171	0,002857
14	86,5	1,937016	1,938171	0,002857
15	86,5	1,937016	1,938171	0,002857
16	85,5	1,931966	1,938171	0,002857
17	87	1,939519	1,938171	0,002857
18	87,5	1,942008	1,938171	0,002857
19	87,5	1,942008	1,938171	0,002857
20	87,5	1,942008	1,938171	0,002857
21	87	1,939519	1,938171	0,002857
22	87	1,939519	1,938171	0,002857
23	87	1,939519	1,938171	0,002857
24	86,5	1,937016	1,938171	0,002857
25	87	1,939519	1,938171	0,002857
26	87,5	1,942008	1,938171	0,002857
27	87	1,939519	1,938171	0,002857
28	87	1,939519	1,938171	0,002857

Лінія 3

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	86	1,934498	1,937897	0,00286	1.11585	169,41356
2	86	1,934498	1,937897	0,00286
3	86	1,934498	1,937897	0,00286
4	86	1,934498	1,937897	0,00286
5	86	1,934498	1,937897	0,00286
6	86	1,934498	1,937897	0,00286
7	87	1,939519	1,937897	0,00286
8	86,5	1,937016	1,937897	0,00286
9	87	1,939519	1,937897	0,00286
10	87	1,939519	1,937897	0,00286
11	87	1,939519	1,937897	0,00286
12	87	1,939519	1,937897	0,00286
13	86,5	1,937016	1,937897	0,00286
14	86,5	1,937016	1,937897	0,00286
15	86	1,934498	1,937897	0,00286
16	86	1,934498	1,937897	0,00286
17	85,5	1,931966	1,937897	0,00286
18	86,5	1,937016	1,937897	0,00286
19	87	1,939519	1,937897	0,00286
20	87,5	1,942008	1,937897	0,00286
21	87	1,939519	1,937897	0,00286
22	87	1,939519	1,937897	0,00286
23	88	1,944483	1,937897	0,00286
24	87	1,939519	1,937897	0,00286
25	87	1,939519	1,937897	0,00286
26	86,5	1,937016	1,937897	0,00286
27	87	1,939519	1,937897	0,00286
28	87	1,939519	1,937897	0,00286
29	87	1,939519	1,937897	0,00286
30	87,5	1,942008	1,937897	0,00286
31	87	1,939519	1,937897	0,00286

Лінія 4

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	86,5	1,937016	1,940306	0,003194	1.0915	148,411465
2	87	1,939519	1,940306	0,003194
3	86,5	1,937016	1,940306	0,003194
4	86,5	1,937016	1,940306	0,003194
5	87	1,939519	1,940306	0,003194
6	88	1,944483	1,940306	0,003194
7	86,5	1,937016	1,940306	0,003194
8	87	1,939519	1,940306	0,003194
9	87	1,939519	1,940306	0,003194
10	87	1,939519	1,940306	0,003194
11	88	1,944483	1,940306	0,003194
12	87	1,939519	1,940306	0,003194
13	87,5	1,942008	1,940306	0,003194
14	87	1,939519	1,940306	0,003194
15	86	1,934498	1,940306	0,003194
16	86	1,934498	1,940306	0,003194
17	87	1,939519	1,940306	0,003194
18	88	1,944483	1,940306	0,003194
19	87,5	1,942008	1,940306	0,003194
20	88	1,944483	1,940306	0,003194
21	88	1,944483	1,940306	0,003194
22	88	1,944483	1,940306	0,003194
23	88	1,944483	1,940306	0,003194
24	87	1,939519	1,940306	0,003194
25	87	1,939519	1,940306	0,003194

Рис. 3.15 -- Значення коефіцієнта розсіювання твердості (m) на різній віддалі (L) від поверхні розтягу в костилі №3, який був в експлуатації в дільниці колії малого радіусу.

3.5.4 Розсіювання характеристик твердості костилів після експлуатації на прямій дільниці колії

Результати вимірювань твердості і визначення коефіцієнту розсіювання Вейбулла (m) костилів №4, №5, №6 після експлуатації на прямій дільниці колії показанні в табл.3.6, табл..3.7, табл..3.8.

Таблиця 3.6

Значення твердості (Hi ), середнє значення логарифма твердості та коефіцієнт гомогенності Вейбулла (m) дослідженого зразка №4.

Лінія 2

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	82	1,913814	1,902599	0,01228	1.0915	38,602616
2	81	1,908485	1,902599
3	83	1,919078	1,902599
4	83	1,919078	1,902599
5	83	1,919078	1,902599
6	82	1,913814	1,902599
7	82,5	1,916454	1,902599
8	81	1,908485	1,902599
9	80	1,90309	1,902599
10	80	1,90309	1,902599
11	80	1,90309	1,902599
12	80	1,90309	1,902599
13	79,5	1,900367	1,902599
14	80	1,90309	1,902599
15	80	1,90309	1,902599
16	80	1,90309	1,902599
17	80	1,90309	1,902599
18	80	1,90309	1,902599
19	78	1,892095	1,902599
20	80	1,90309	1,902599
21	79	1,897627	1,902599
22	79	1,897627	1,902599
23	75	1,875061	1,902599
24	75,5	1,877947	1,902599
25	75	1,875061	1,902599

Лінія 3

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	82	1,913814	1,910232	0,005712	1.1004	83,668238
2	83	1,919078	1,910232	0,005712
3	83	1,919078	1,910232	0,005712
4	84	1,924279	1,910232	0,005712
5	83	1,919078	1,910232	0,005712
6	83	1,919078	1,910232	0,005712
7	82	1,913814	1,910232	0,005712
8	81,5	1,911158	1,910232	0,005712
9	81	1,908485	1,910232	0,005712
10	81	1,908485	1,910232	0,005712
11	81	1,908485	1,910232	0,005712
12	81	1,908485	1,910232	0,005712
13	80,5	1,905796	1,910232	0,005712
14	81	1,908485	1,910232	0,005712
15	81,5	1,911158	1,910232	0,005712
16	81	1,908485	1,910232	0,005712
17	80,5	1,905796	1,910232	0,005712
18	81	1,908485	1,910232	0,005712
19	80,5	1,905796	1,910232	0,005712
20	80,5	1,905796	1,910232	0,005712
21	81	1,908485	1,910232	0,005712
22	81	1,908485	1,910232	0,005712
23	81	1,908485	1,910232	0,005712
24	80,5	1,905796	1,910232	0,005712
25	81	1,908485	1,910232	0,005712
26	80,5	1,905796	1,910232	0,005712
27	79	1,897627	1,910232	0,005712

Лінія 4

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	82	1,913814	1,910777	0,004736	1.1124	102,004988
2	83	1,919078	1,910777	0,004736
3	83	1,919078	1,910777	0,004736
4	83	1,919078	1,910777	0,004736
5	83	1,919078	1,910777	0,004736
6	82,5	1,916454	1,910777	0,004736
7	82	1,913814	1,910777	0,004736
8	81,5	1,911158	1,910777	0,004736
9	82	1,913814	1,910777	0,004736
10	81	1,908485	1,910777	0,004736
11	81	1,908485	1,910777	0,004736
12	81	1,908485	1,910777	0,004736
13	81	1,908485	1,910777	0,004736
14	81	1,908485	1,910777	0,004736
15	81	1,908485	1,910777	0,004736
16	80,5	1,905796	1,910777	0,004736
17	81	1,908485	1,910777	0,004736
18	81,5	1,911158	1,910777	0,004736
19	80,5	1,905796	1,910777	0,004736
20	81	1,908485	1,910777	0,004736
21	81	1,908485	1,910777	0,004736
22	81	1,908485	1,910777	0,004736
23	81	1,908485	1,910777	0,004736
24	82	1,913814	1,910777	0,004736
25	81	1,908485	1,910777	0,004736
26	79	1,897627	1,910777	0,004736
27	82	1,913814	1,910777	0,004736
28	81	1,908485	1,910777	0,004736
29	81	1,908485	1,910777	0,004736
30	81,5	1,911158	1,910777	0,004736

Лінія 5

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	83	1,919078	1,910567	0,004736	1.1224	102,920638
2	83	1,919078	1,910567	0,004736
3	83	1,919078	1,910567	0,004736
4	83	1,919078	1,910567	0,004736
5	83	1,919078	1,910567	0,004736
6	82.5	1,916454	1,910567	0,004736
7	82	1,913814	1,910567	0,004736
8	82	1,913814	1,910567	0,004736
9	82.5	1,916454	1,910567	0,004736
10	81	1,908485	1,910567	0,004736
11	81.5	1,911158	1,910567	0,004736
12	81	1,908485	1,910567	0,004736
13	81.5	1,911158	1,910567	0,004736
14	81	1,908485	1,910567	0,004736
15	81	1,908485	1,910567	0,004736
16	81	1,908485	1,910567	0,004736
17	81.5	1,911158	1,910567	0,004736
18	81	1,908485	1,910567	0,004736
19	81	1,908485	1,910567	0,004736
20	81	1,908485	1,910567	0,004736
21	80	1,90309	1,910567	0,004736
22	81	1,908485	1,910567	0,004736
23	81	1,908485	1,910567	0,004736
24	81	1,908485	1,910567	0,004736
25	81	1,908485	1,910567	0,004736
26	80.5	1,905796	1,910567	0,004736
27	81	1,908485	1,910567	0,004736
28	80	1,90309	1,910567	0,004736
29	81	1,908485	1,910567	0,004736
30	81	1,908485	1,910567	0,004736
31	80	1,90309	1,910567	0,004736
32	81	1,908485	1,910567	0,004736
33	81	1,908485	1,910567	0,004736

Рис. 3.16 -- Значення коефіцієнта розсіювання твердості (m) на різній віддалі (L) від поверхні розтягу в костилі №4, який був в експлуатації на прямій дільниці.

Таблиця 3.7

Значення твердості (Hi ), середнє значення логарифма твердості та коефіцієнт гомогенності Вейбулла (m) дослідженого зразка №5.

Лінія 1

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	78	1,892095	1,896444	0,013168	1.0915	35,997470
2	80	1,90309	1,896444
3	82	1,913814	1,896444
4	82	1,913814	1,896444
5	82	1,913814	1,896444
6	82	1,913814	1,896444
7	82,5	1,916454	1,896444
8	81,5	1,911158	1,896444
9	82	1,913814	1,896444
10	81	1,908485	1,896444
11	79	1,897627	1,896444
12	79	1,897627	1,896444
13	78	1,892095	1,896444
14	78	1,892095	1,896444
15	78	1,892095	1,896444
16	77	1,886491	1,896444
17	76	1,880814	1,896444
18	76	1,880814	1,896444
19	78	1,892095	1,896444
20	77	1,886491	1,896444
21	77	1,886491	1,896444
22	76	1,880814	1,896444
23	77	1,886491	1,896444
24	76,5	1,883661	1,896444
25	75	1,875061	1,896444

Лінія 2

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	80	1,90309	1,900555	0,009212	1.1086	52,262564
2	80	1,90309	1,900555
3	81	1,908485	1,900555
4	81,5	1,911158	1,900555
5	82	1,913814	1,900555
6	82	1,913814	1,900555
7	82	1,913814	1,900555
8	82	1,913814	1,900555
9	81,5	1,911158	1,900555
10	82	1,913814	1,900555
11	81	1,908485	1,900555
12	81	1,908485	1,900555
13	80	1,90309	1,900555
14	80	1,90309	1,900555
15	78,5	1,89487	1,900555
16	78	1,892095	1,900555
17	79	1,897627	1,900555
18	78	1,892095	1,900555
19	78,5	1,89487	1,900555
20	78	1,892095	1,900555
21	78	1,892095	1,900555
22	77,5	1,889302	1,900555
23	78,5	1,89487	1,900555
24	78	1,892095	1,900555
25	78	1,892095	1,900555
26	78	1,892095	1,900555
27	77,5	1,889302	1,900555
28	78	1,892095	1,900555
29	77,5	1,889302	1,900555

Лінія 3

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	82	1,913814	1,899487	0,008801	1.11585	55,06519
2	81,5	1,911158	1,899487	0,008801
3	81	1,908485	1,899487	0,008801
4	82	1,913814	1,899487	0,008801
5	82	1,913814	1,899487	0,008801
6	82	1,913814	1,899487	0,008801
7	82	1,913814	1,899487	0,008801
8	81	1,908485	1,899487	0,008801
9	81	1,908485	1,899487	0,008801
10	81	1,908485	1,899487	0,008801
11	80	1,90309	1,899487	0,008801
12	79	1,897627	1,899487	0,008801
13	78	1,892095	1,899487	0,008801
14	78	1,892095	1,899487	0,008801
15	78,5	1,89487	1,899487	0,008801
16	78,5	1,89487	1,899487	0,008801
17	78	1,892095	1,899487	0,008801
18	78,5	1,89487	1,899487	0,008801
19	78	1,892095	1,899487	0,008801
20	78,5	1,89487	1,899487	0,008801
21	78	1,892095	1,899487	0,008801
22	78	1,892095	1,899487	0,008801
23	78,5	1,89487	1,899487	0,008801
24	78,5	1,89487	1,899487	0,008801
25	78	1,892095	1,899487	0,008801
26	78,5	1,89487	1,899487	0,008801
27	78	1,892095	1,899487	0,008801
28	78	1,892095	1,899487	0,008801
29	77,5	1,889302	1,899487	0,008801
30	78,5	1,89487	1,899487	0,008801
31	78	1,892095	1,899487	0,008801

Лінія 4

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	77	1,886491	1,899845	0,007717	1.1124	62,600810
2	82	1,913814	1,899845	0,007717
3	81	1,908485	1,899845	0,007717
4	82	1,913814	1,899845	0,007717
5	81	1,908485	1,899845	0,007717
6	81	1,908485	1,899845	0,007717
7	81,5	1,911158	1,899845	0,007717
8	81	1,908485	1,899845	0,007717
9	81	1,908485	1,899845	0,007717
10	81	1,908485	1,899845	0,007717
11	80	1,90309	1,899845	0,007717
12	80	1,90309	1,899845	0,007717
13	79,5	1,900367	1,899845	0,007717
14	79	1,897627	1,899845	0,007717
15	79	1,897627	1,899845	0,007717
16	78,5	1,89487	1,899845	0,007717
17	79	1,897627	1,899845	0,007717
18	79	1,897627	1,899845	0,007717
19	78	1,892095	1,899845	0,007717
20	78,5	1,89487	1,899845	0,007717
21	78,5	1,89487	1,899845	0,007717
22	78,5	1,89487	1,899845	0,007717
23	78,5	1,89487	1,899845	0,007717
24	78	1,892095	1,899845	0,007717
25	78,5	1,89487	1,899845	0,007717
26	78,5	1,89487	1,899845	0,007717
27	78	1,892095	1,899845	0,007717
28	79	1,897627	1,899845	0,007717
29	79	1,897627	1,899845	0,007717
30	77	1,886491	1,899845	0,007717

Лінія 5

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	79	1,897627	1,898007	0,006189	1.0961	76,909665
2	79,5	1,900367	1,898007	0,006189
3	80	1,90309	1,898007	0,006189
4	80,5	1,905796	1,898007	0,006189
5	80,5	1,905796	1,898007	0,006189
6	80,5	1,905796	1,898007	0,006189
7	81	1,908485	1,898007	0,006189
8	81	1,908485	1,898007	0,006189
9	80,5	1,905796	1,898007	0,006189
10	80	1,90309	1,898007	0,006189
11	79	1,897627	1,898007	0,006189
12	79,5	1,900367	1,898007	0,006189
13	79	1,897627	1,898007	0,006189
14	78,5	1,89487	1,898007	0,006189
15	78,5	1,89487	1,898007	0,006189
16	78,5	1,89487	1,898007	0,006189
17	79	1,897627	1,898007	0,006189
18	78	1,892095	1,898007	0,006189
19	78,5	1,89487	1,898007	0,006189
20	78	1,892095	1,898007	0,006189
21	78,5	1,89487	1,898007	0,006189
22	78,5	1,89487	1,898007	0,006189
23	77,5	1,889302	1,898007	0,006189
24	77,5	1,889302	1,898007	0,006189
25	77,5	1,889302	1,898007	0,006189
26	77,5	1,889302	1,898007	0,006189

Рис. 3.17 -- Значення коефіцієнта розсіювання твердості (m) на різній віддалі (L) від поверхні розтягу в костилі №5, який був в експлуатації на прямій дільниці.

Таблиця 3.8

Значенння твердості (Hi ), середнє значення логарифма твердості та коефіцієнт гомогенності Вейбулла (m) дослідженого зразка №6.

Лінія 2

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	79	1,897627	1,895351	0,008113	1.0628	56,895216
2	80,5	1,905796	1,895351
3	81	1,908485	1,895351
4	81	1,908485	1,895351
5	80,5	1,905796	1,895351
6	80	1,90309	1,895351
7	79	1,897627	1,895351
8	79	1,897627	1,895351
9	78	1,892095	1,895351
10	77	1,886491	1,895351
11	78	1,892095	1,895351
12	78,5	1,89487	1,895351
13	78	1,892095	1,895351
14	78	1,892095	1,895351
15	78	1,892095	1,895351
16	78	1,892095	1,895351
17	78	1,892095	1,895351
18	78	1,892095	1,895351
19	75	1,875061	1,895351
20	77,5	1,889302	1,895351

Лінія 3

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	81	1,908485	1,900978	0,006288	1.0915	75,391052
2	81	1,908485	1,900978	0,006288
3	81	1,908485	1,900978	0,006288
4	82	1,913814	1,900978	0,006288
5	81,5	1,911158	1,900978	0,006288
6	80	1,90309	1,900978	0,006288
7	79	1,897627	1,900978	0,006288
8	79	1,897627	1,900978	0,006288
9	79	1,897627	1,900978	0,006288
10	79	1,897627	1,900978	0,006288
11	78	1,892095	1,900978	0,006288
12	79	1,897627	1,900978	0,006288
13	78,5	1,89487	1,900978	0,006288
14	78,5	1,89487	1,900978	0,006288
15	79	1,897627	1,900978	0,006288
16	79	1,897627	1,900978	0,006288
17	78,5	1,89487	1,900978	0,006288
18	78,5	1,89487	1,900978	0,006288
19	78,5	1,89487	1,900978	0,006288
20	79	1,897627	1,900978	0,006288
21	79	1,897627	1,900978	0,006288
22	80	1,90309	1,900978	0,006288
23	81	1,908485	1,900978	0,006288
24	80,5	1,905796	1,900978	0,006288
25	81	1,908485	1,900978	0,006288

Лінія 4

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)
1	82	1,913814	1,909427	0,00996	1.1047	48,168350
2	82	1,913814	1,909427	0,00996
3	83	1,919078	1,909427	0,00996
4	83	1,919078	1,909427	0,00996
5	83	1,919078	1,909427	0,00996
6	82,5	1,916454	1,909427	0,00996
7	81	1,908485	1,909427	0,00996
8	82	1,913814	1,909427	0,00996
9	81,5	1,911158	1,909427	0,00996
10	81	1,908485	1,909427	0,00996
11	79	1,897627	1,909427	0,00996
12	78,5	1,89487	1,909427	0,00996
13	79	1,897627	1,909427	0,00996
14	79	1,897627	1,909427	0,00996
15	79	1,897627	1,909427	0,00996
16	79	1,897627	1,909427	0,00996
17	79	1,897627	1,909427	0,00996
18	79,5	1,900367	1,909427	0,00996
19	80	1,90309	1,909427	0,00996
20	80	1,90309	1,909427	0,00996
21	80	1,90309	1,909427	0,00996
22	80,5	1,905796	1,909427	0,00996
23	82	1,913814	1,909427	0,00996
24	82	1,913814	1,909427	0,00996
25	83	1,919078	1,909427	0,00996
26	83	1,919078	1,909427	0,00996
27	85	1,929419	1,909427	0,00996
28	85	1,929419	1,909427	0,00996

Лінія 5

№	Значенння твердості Hi	lg Hi		Slg(H)	d(n)	m
1	82,5	1,916454	1,914641	0,010315	1.1047	46,51163
2	83	1,919078	1,914641	0,010315
3	83	1,919078	1,914641	0,010315
4	83,5	1,921686	1,914641	0,010315
5	84	1,924279	1,914641	0,010315
6	83	1,919078	1,914641	0,010315
7	83,5	1,921686	1,914641	0,010315
8	84	1,924279	1,914641	0,010315
9	83	1,919078	1,914641	0,010315
10	82,5	1,916454	1,914641	0,010315
11	81	1,908485	1,914641	0,010315
12	81	1,908485	1,914641	0,010315
13	81	1,908485	1,914641	0,010315
14	80	1,90309	1,914641	0,010315
15	79,5	1,900367	1,914641	0,010315
16	79	1,897627	1,914641	0,010315
17	79	1,897627	1,914641	0,010315
18	79,5	1,900367	1,914641	0,010315
19	80	1,90309	1,914641	0,010315
20	80	1,90309	1,914641	0,010315
21	81	1,908485	1,914641	0,010315
22	82	1,913814	1,914641	0,010315
23	83	1,919078	1,914641	0,010315
24	83	1,919078	1,914641	0,010315
25	84	1,924279	1,914641	0,010315
26	85	1,929419	1,914641	0,010315
27	85	1,929419	1,914641	0,010315
28	86	1,934498	1,914641	0,010315

Рис. 3.17 -- Значення коефіцієнта розсіювання твердості (m) на різній віддалі (L) від поверхні розтягу в костилі №6, який був в експлуатації на прямій дільниці.

Дослідження зразків з костилів, що були встановленні на прямих дільницях залізничної колії показали, що при встановленні костиля згідно технічних умов в костилі №4 значення коефіцієнта розсіювання твердості (m) змінюється в межах від m=39…102, в той же час при встановленні костилів з порушенням технічних умов в костилі №5 значення (m) змінюється в межах m=36…76. А в костилі №6 m=56…46. Тобто при порушені технічних вимог на встановлення зразків зростає їх пошкодженність. Зростання розсіяної пошкодженості при встановлені костилів приводить до її збільшення також і під час експлуатації деталі, про що свідчить менші значення (m) в костилях, що були встановленні із порушенням технічних вимог. Слід також відмітити, що в костилях із меншим значенням (m) виросла також і загальна корозія.

Аналіз утворення різсяних пошкоджень при переході від зони розтягу до зони стиску вказує на те, що пошкодження за період експлуатації , утворюються на глибині до 4 ·10-3 м.

3.6 Аналіз структури костилів залізничної колії

Розрахунок кількості перліту в досліджених костилях проводили методом січних з використаням сітки представлені на (рис.3.18). Визначали кількості перетинів ліній сітки перлітною складовою і ділили сумарну довжину ліній перетину на сумарну довжину ліній за формулою (3.3):

П= (3.3)

де, П -- кількість перліту %;

-- довжина лінії, · 10-3 м;

-- сумарна довжина ліній перетину перліту, · 10-3 м.

Рисунок 3.18 - Сітка для розрахунку кількості перліту.

Мікроструктура шліфів після травлення представлена на рис.3.19--3.24. В нових костилях (рис.3.19) виявляється ферито-перлітна структура з елементами перегріву, причому ділянки ферриту утворюють суцільні смужки і складають 70…80 мкм. Наявність такої структури свідчить про те, що гаряче об'ємне штампування проводилось при підвищених температурах без наступної перекристалізації, необхідної для подріблення структури. Аналіз мікроструктур костилів, зруйнованих в експлуатації показав, що в них виявляється ферито-перлітна структура (рис.3.20), в якій вміст перліту є більшим, ніж у нових костилях (табл.3.10), але в деяких з них вміст перліту є меншим (рис.3.22, рис.3.23, рис.3.24), розмір зерен фериту і характер розташування перлітних ділянок по границях зерен ферриту вказує на підвищену температуру гарячого об'ємного штампування. В костилях, зруйнованих під час експлуатації, що містили більшу кількість перліту, чітко виявляється відманштеттова структура. Розмір ділянок перліту, навколо яких розташованні феритні смужки, складає 120…150 мкм. Наявність такої структури свідчить про значний перегрів деталей при штампуванні і наступне прискорене охолодження після штампування (рис.3.21).

Дослідження поширення тріщин у костилях, зруйнованих в експлуатації, підтверджує негативний вплив відманштеттової структури на ці процеси. Тріщини в костилях з такою структурою утворюються на феритних стиках зерен, які потім поширюються через перлітні ділянки. Поширення тріщин відбувається на границях розділу феррит-перлітних ділянок (рис.3.21).

Рис.3.19 -- Мікроструктура костиля №1, що не був в експлуатації (повздовжній шліф): а, б, в, г, д, е - структура після травлення 4%розчином азотної кислоти у спирті, є - нетравлений шіф.

Рис.3.20 -- Мікроструктура костиля №2, що був в експлуатації на дільниці колії малих радіусів (повздовжній шліф):а, б, в, г,д, е - після травлення 4% азотної кислоті в спирті; є, ж, з - утворення корозійних тріщин на границях зерен фериту.

Рис.3.21 -- Мікроструктура костиля №3, який був в експлуатації на дільниці колії малих радіусів (повздовжній шліф): а, б, в, г, д,е - після травлення 4% розчином азотної кислоти в спирті; ж, з - утворення тріщин у відманштетовій структурі.

Рис. 3.22. -- Мікроструктура костиля №4 , що був в експлуатації на прямій дільниці колії (повздовжній шліф, травлення 4% розчином азотної кислоти в спирті).

Рис.3.23. -- Мікроструктура костиля №5 , що був в експлуатації на прямій дільниці колії (повздовжній шліф, травлення 4% розчином азотної кислоти в спирті).

Рис.3.24. -- Мікроструктура костиля №6, що був в експлуатації на прямій дільниці колії (повздовжній шліф, травлення 4% розчином азотної кислоти в спирті).

3.7 Обговорення результатів

Не дивлячись на зменшення об'єму перевезень Укрзалізницею за останні роки суттєво зросла пошкодженість деталей верхньої будови колій, що пов'язано із зростанням завантаженості вагонів від 60 до 80 і більше тонн, а також зменшенням швидкості руху вантажних поїздів. Слід відмітити, що підвищення зовнішньої рейки кривих колій малих радіусів залишилася без змін, це приводить до суттєвого росту навантажень і пошкодженості деталей особливо на таких кривих ділянках.

У костилі №3 з відманштетовою структурою, що експлуатувався на кривих дільниці колії малих радіусів, твердість є рівна 204 НВ, кількість перліту є рівна 71 %. Тобто за структурою і властивістями матеріал костиля суттєво відрізняється від матеріалу з феритто-перлітною, в якій кількість перліту не перевищує 43 %. Це має суттєвий вплив і на утворення пошкоджень під час експлуатацій. Слід відмітити, що різниця в розсіяні характеристик твердості під час експлуатації костиля №3 з відманштетовою структурою змінюється в менші мірі ніж костилях з феритто-перлітною структурою і свідчить про менше накопичення розсіяних пошкоджень ніж в інших костилях. Тобто під час експлуатації відразу утворюється фізично-короткі тріщини, які перетворюються в локалізовані тріщини, що розвиваються під дією зовнішніх навантажень. На, це вказує і великий розмір тріщин, які утворилися в костилях Результати визначення розсіяння твердості представлено в табл.3.9. Причому утворення локалізованих тріщин спостерігається як в зоні розтягу так і в зоні стиску при дії циклічних навантажень.

Таблиця 3.9

Розсіювання характеристик твердості і пошкодженість на різні віддалі (L)від поверхні розтягнення костилів.

Зразок	№ ліній	Віддаль від Поверхні розтягу L 10-3м	m	mсер	W	Wекс
Костиль №1 який не був в експлуатації.	1	2	84,98	139,55	0,5186	0
	2	4	123,6		0,2999
	4	8	146,61		0,1695
	5	10	176,54		-
	6	12	166,06		0,0594
Костиль №2, кородований після експлуатації на кривій дільниці колії.	1	2	35,645	48,333	0,3531	0,653665
	2	4	55,101		-
	3	6	54,915		0,0034
	4	8	47,669		0,1349
Костиль №3 після експлуатації на кривій дільниці колії.	1	2	109,64	148,85	0,3528	-
	2	4	167,93		0,0087
	3	6	169,41		-
	4	8	148,41		0,124
Костиль №4 після експлуатації на прямій дільниці колії.	1	2	38,603	81,799	0,6249	0,413857
	2	4	83,668		0,1871
	4	8	102		0,0089
	5	10	102,92		-
Костиль №5 після експлуатації на прямій дільниці колії.	1	2	35,997	56,567	0,532	0,59466
	2	4	52,263		0,3205
	3	6	55,065		0,284
	4	8	62,601		0,186
	5	10	76,91		-
Костиль №6 після експлуатації на прямій дільниці колії.	2	4	56,895	56,742	0,3251	0,59341
	3	6	75,391		-
	4	8	48,168		0,3611
	5	10	46,512		0,3831

Значення пошкодженості визначали за формулою (3.2):

Wекс= (3.2)

де, Wекс -- сумарна пошкодженість костиля;

-- пошкодженість костиля у вихідному стані;

-- середня пошкодженість костиля на різних ділянках колії.

Як видно з (рис.3.25) в костилях з ферито-перлітною структурою, що експлуатувались на кривих ділянках дільницях колії малих радіусів, значення пошкодженості є суттєво вищим ніж після експлуатації на прямих дільницях колії.

Рис.3.25 -- Значення середньої пошкодженості костилів, що були в експлуатації на кривій (№2) і прямій (№4, №5, №6) дільницях колії відносно нового костиля №1

Дослідження мікроструктури Розд.3.6. показав, що в костилях які експлуатувались на прямій дільниці колії структура є феритто-перлітна, але з різною кількістю перліту. Причому кількість перліту змінюється від 31 до 43 %, що пов'язано зі зміною твердості від 115 НВ до 131 НВ. Розсіювання характеристик твердості в костилях з різною кількістю перліту суттєво різниться і вказує на різний ступінь пошкодженості під час експлуатації рис.3.26. Для визначення впливу кількості перліту на пошкодженість визначали пошкодженість костилів на прямих дільницях колії. Зменшення кількості перліту від 40 до 31 % приводить до зростання пошкодженості (W) від 0,414-0,595 (рис.3.26).

Таблиця 3.10

Твердість, кількість фериту і перліту в структурі досліджених костилів *

Номер костиля	Умови експлуатації	d	dсер.	HB	Структура
					% П	% Ф
1.	Новий костиль	1.2,7 2.2,7 3.2,65	2,68	122	43	57
2.	Кородований з дільниці колії малого радіусу	1.2,60 2.2,70 3.2,70	2,66	124	44	56
3.	З дільниці колії малого радіусу	1.2,15 2.2,10 3.2,10	2,11	204	71	29
4.	З прямої дільниці колії	1.2,60 2.2,55 3.2,50	2,60	131	43	57
5.	З прямої дільниці колії	1.2,60 2.2,65 3.2,60	2,75	115	31	69
6.	З прямої дільниці колії	1.2,65	2,65	125	38	62

*Заміри твердості проводили на приладі Брінеля при навантаженні 750 кгс і кулькою діаметром 5·10-3 м.

Рис.3.26 -- Вплив кількості перліту (%) на пошкодженість (W) костилів після експлуатації на прямих дільницях колії.

У новому костилі, що не був в експлуатації присутня технологічна пошкодженість яка характеризується значеннями (m), що змінюються від 84,88 -- 176,54. В основній частині костилів з ферито-перлітною структурою під час експлуатації відбувається зменшення характеристик розсіювання твердості у всіх зонах поперечного перерізу виробу. Для кількісної оцінки розвитку експлуатаційних пошкоджень в зонах з різною технологічною пошкодженістю проводили визначення пошкодженості під час експлуатацій за формулою (3.3):

Wе= (3.3)

де, Wе -- пошкодженість зони костиля, що розташований на заданій віддалі від поверхні;

-- розсіювання твердості костиля у вихідному стані на заданій глибині;

-- розсіювання характеристик твердості на заданій віддалі в костилі, що був в експлуатації.

Результати дослідження розсіювання характеристик твердості представленні в табл..3.11 і на рис.3.27.

Таблиця 3.11

Значення розсіювання характеристик твердості (m) приріст пошкодженості на різній віддалі від поверхні розтягнення костилів.

Зразок	№ ліній	L·10-3м	m	Костиль №1, що не був експлуатації	?Wе
				№ ліній	m
Костиль №2 кородований після експлуатації на кривій дільниці колії.	1	2	35,645	1	84,98	0,5805
	2	4	55,101	2	123,6	0,5542
	3	6	54,915	--	--	--
	4	8	47,669	4	146,61	0,6749
Костиль №3 після експлуатації на кривій дільниці колії.	1	2	109,64	--	--	--
	2	4	167,93	--	--	--
	3	6	169,41	--	--	--
	4	8	148,41	--	--	--
Костиль №4 після експлуатації на прямій дільниці колії.	1	2	38,603	1	84,98	0,5457
	2	4	83,668	2	123,6	0,3231
	4	8	102	4	146,61	0,3042
	5	10	102,92	5	176,54	0,417
Костиль №5 після експлуатації на прямій дільниці колії.	1	2	35,997	1	84,98	0,5764
	2	4	52,263	2	123,6	0,5772
	3	6	55,065	--	--	--
	4	8	62,601	4	146,61	0,573
	5	10	76,91	5	176,54	0,5644
Костиль №6 після експлуатації на прямій дільниці колії .	2	4	56,895	2	123,6	0,5397
	3	6	75,391	--	--	--
	4	8	48,168	4	146,61	0,6715
	5	10	46,512	5	176,54	0,7365

Рис.3.27 -- Значення експлуатаційної пошкодженості (Wекс) на різній віддалі (L) від поверхні розтягнення досліджених костилів №2, №4, №5 та №6.

Отримані результати показали, що найбільший ступінь експлуатаційної пошкодженості розвивається на кривих дільницях колії малих радіусів костилів №2. Вище значення пошкодженості на віддалі 4 ·10-3м і нище на віддалі 8·10-3м від поверхні розтягу в костилі №5 пов'язано із порушенням технологічних вимог при встановленні костилів в умовах монтування колій. Про це свідчить також і їх високий рівень деформації, що проявилася під час встановлення і добивання костиля після надшарпування (рис.3.7).

Висновки

На основі проведених досліджень можна зробити наступні основні висновки:

Розсіянні пошкодження які визначаються за результатами вимірювання характеристик твердості виявляється в костилях залізничної колії, як після виготовлення деталей методом гарячого об'ємного штампування так і після їх експлуатації.

На формування розсіяних пошкоджень значний вплив має вихідна структура костилів залізничної колії, а також умови їх роботи.

Мікроструктурними дослідженнями встановлено, що під час виготовлення костилів методом гарячого об'ємного штампування, в них формується структура з різною кількостю перліту (від 31% до 43%), а також відманштетова, що вказує на різний вміст вуглецю, супутніх легуючих елементів і домішок у вихідних заготовках, які використовуються для виготовлення деталей.

Формування технологічних розсіяних пошкоджень у деталях під час їх виготовлення пов'язано із нерівномірністю пластичної деформації в зонах заготовки при гарячому об'ємному штампуванні.

Аналіз механічних властивостей показав, що вихідна структура і умови експлуатації мають сутєвий вплив на міцністні і пластичні характеристики досліджених деталей. У вихідному стані при наявності ферито-перлітної структури міцність є вищою ніж у виробах після експлуатації. В костилях з відманштетовою структурою сутєво зменшується різниця між границею міцності і границею текучості у порівняні із матеріалами костилів з ферито-перлітною структурою.

Значний вплив на утворення розсіяних пошкоджень має кількість перліту в костилях залізничної колії від 40-31% призводить до збільшення пошкодженності деталей під час експлуатації.

Дослідження пошкодженості костилів зруйновних при експлуатації вказує, що негативний вплив відманштетової структури проявляється в меншій мірі ніж в костилях з ферито-перлітною структурою. При експлуатації костилів утворюється фізично короткі тріщини, які перетворюються в локалізовані тріщини, що розвиваються при дії навантажень як в зоні розтягнення так в зоні стискання деталей.

Размещено на Allbest.ru

Страница:

дипломная работа "Дослідження особливостей утворення розсіяних пошкоджень в костилях залізничної колії" скачать

Подобные документы

Розробка технологічного процесу штампування поковки зубчастого колеса
Завдання кування та гарячого штампування. Загальна характеристика гарячого штампування. Аналіз креслення деталі, технічних умов на її виготовлення та службового призначення. Визначення групи поковки, можливого типу і організаційної форми виробництва.

курсовая работа [1,4 M], добавлен 27.09.2013
Дослідження структуроутворення в процесі реакційного спікання та гарячого деформування порошкових сумішей систем Fe-Ti-C і Fe-Ti-B4С та розробка технології одержання порошкових зносостійких матеріалів на основі системи Fe-Ti-C(B)
Основні принципи підвищення зносостійкості порошкових матеріалів на основі заліза. Вплив параметрів гарячого штампування на структуру і властивості отримуваних пористих заготовок. Технологія отримання композитів на основі системи карбід титану-сталь.

дипломная работа [4,8 M], добавлен 27.10.2013
Розробка технології термічної обробки шпильки
Вибір, обґрунтування технологічного процесу термічної обробки деталі типу шпилька. Коротка характеристика виробу, що піддається термічній обробці. Розрахунок трудомісткості термічної обробки. Техніка безпеки, електробезпеки, протипожежні міри на дільниці.

курсовая работа [70,6 K], добавлен 10.09.2012
Вільне штампування
Сутність технологічного процесу і обладнання для вільного кування. Аналіз виготовлення штока методом лиття і штампування; визначення і порівняння виробничої собівартості деталі. Вибір економічно раціонального і доцільного способу виготовлення заготовки.

курсовая работа [3,7 M], добавлен 04.11.2012
Розробка маршрутно-технологічного процесу обробки деталі "Маховик"
Технічні характеристики компресорної установки. Аналіз технологічності деталі. Вибір та техніко-економічне обґрунтування методу отримання заготовки. Визначення припусків для обробки поверхні аналітичним методом та етапи обробки поверхонь деталі.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.10.2013
Вплив водню на структуру та властивості на основі кремнію
Визначення мети, предмету та методів дослідження. Опис методики обладнання та проведення експериментів. Сплав ZrCrNi як основний об’єкт дослідження. Можливості застосування та вплив водневої обробки на розрядні характеристики і структуру сплаву ZrCrNi.

контрольная работа [48,7 K], добавлен 10.07.2010
Проектування інструментальної оснастки деталі типу "Стакан"
Аналіз технологічності конструкції деталі типу "Стакан". Вибір параметрів різальної частини інструментів. Перевірка міцності та жорсткості корпусу різця. Розробка інструментального налагодження. Вибір обґрунтування послідовності обробки поверхонь деталі.

курсовая работа [302,9 K], добавлен 04.11.2012
Розробка технологічного процесу виготовлення деталі - Корпус редуктора
Вибір методу виготовлення заготовки деталі "Корпус", установлення технологічного маршруту її обробки. Визначення розмірів, допусків, шорсткості поверхонь, виду термічної обробки з метою розробки верстату для фрезерування торцю та розточування отвору.

курсовая работа [475,7 K], добавлен 07.07.2010
Термічна обробка металів
Сутність термічної обробки металів, головні параметри цих процесів. Класифікація видів термічної обробки. Температурний режим перетворення та розпаду аустеніту. Призначення та види обробки сталі. Особливості способів охолодження і гартування виробів.

реферат [2,3 M], добавлен 21.10.2013
Устаткування дільничної станції пристроями електричної централізації системи БМРЦ
Характеристика залізничної станції, вибір типу рейкових електричних кіл та розрахунок ординат стрілок. Типові об'єкти керування на станції: стрілки, вихідні, вхідні, маршрутні і маневрові світлофори, секції, принципові схеми їх виконавчої і набірної групи

курсовая работа [38,5 K], добавлен 08.05.2009

Другие документы, подобные "Дослідження особливостей утворення розсіяних пошкоджень в костилях залізничної колії"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.