В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 03 октября 2014 г. № 14.581.21.0009 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на
- Изготовление экспериментальных образцов боковых рам тележек вагонов для испытаний. Проведение исследований внутренних дефектов в экспериментальных образцах боковых рам методом ультразвуковой дефектоскопии.
- Изготовление экспериментальных образцов фрагментов боковых рам для проведения испытаний.
- Изготовление образцов из фрагментов боковых рам для проведения структурных исследований и механических испытаний.
- Аттестация боковых рам по химическому составу, структуре и механическим свойствам на изготовленных образцах до термического упрочнения фрагментов боковых рам.
- Проведение экспериментальных работ по отработке режимов термического упрочнения методом объемно-поверхностной закалки на фрагментах боковых рам (экспериментальных образцах). Изготовление образцов из фрагментов боковых рам после их термического упрочнения. Проведение исследований химического состава, структуры и определение механических свойств на изготовленных образцах.
- Разработка и апробация методики статических, циклических и динамических стендовых испытаний фрагментов боковых рам, в том числе с измерением акустической эмиссии.
- Проведение стендовых исследований и испытаний фрагментов боковых рам (экспериментальных образцов) после термического упрочнения методом объемно-поверхностной закалки и нормализации новых и после ремонта с заваркой, включая: определение статической, динамической и усталостной прочности.
- Проведение лабораторных исследований фрагментов боковых рам (экспериментальных образцов) после термического упрочнения методом объемно-поверхностной закалки и нормализации новых и после ремонта с заваркой, включая: металлографические исследования, электронно-микроскопические исследования, рентгеноструктурный анализ, определение внутренних остаточных напряжений, изучение характера изломов.
- Проведение лабораторных испытаний образцов после термического упрочнения методом объемно-поверхностной закалки и нормализации новых и после ремонта с заваркой, включая: определение механических свойств при растяжении и изгибе, измерение ударной вязкости, измерение твердости.
- Исследование состояния фрагментов боковых рам методом АЭ до и после термического упрочнения. Совместный анализ диаграмм деформации, АЭ и характера изломов фрагментов после испытаний.
- Разработка комплексной методики расчета внутренних остаточных напряжений в упрочненном сечении боковой рамы.
- Расчет внутренних остаточных напряжений в упрочненном сечении боковой рамы для экспериментального и базового вариантов.
- Анализ полученных результатов. Проведение дополнительных исследований и испытаний в части верификации результатов расчета внутренних напряжений в упрочненном сечении рамы экспериментальными методами измерения (рентгеновский метод, метод тензометрических датчиков).
При этом были получены следующие результаты:
- Изготовлены экспериментальные образцы боковых рам тележек вагонов, проведены исследования внутренних дефектов в образцах методом ультразвуковой дефектоскопии.
- Изготовлены экспериментальные образцы фрагментов боковых рам и образцы из фрагментов.
- Проведена аттестация боковых рам по химическому составу, структуре и механическим свойствам.
- Отработаны режимы термического упрочнения методом объемно-поверхностной закалки на фрагментах боковых рам.
- Разработаны и опробованы методики и проведены статические, циклические и динамические стендовые испытания фрагментов боковых рам, в том числе с измерением акустической эмиссии в упрочненном и нормализованном состоянии.
- Проведено термическое упрочнение фрагментов боковых рам, из упрочненных фрагментов изготовлены образцы.
- Проведены исследования структуры и механических свойств фрагментов и образцов, вырезанных из фрагментов после термического упрочнения.
- Исследовано состояние фрагментов боковых рам методом АЭ до и после упрочнения.
- Разработана комплексная методика и проведен расчет внутренних остаточных напряжений в упрочненном сечении боковой рамы, проведены верификационные исследования.
На основе проведенных экспериментальных работ по комплексному исследованию химического состава, микроструктуры и механических свойств фрагментов боковых рам тележек грузовых вагонов получены новые количественные характеристики режимов их эффективного термического упрочнения методом объемно-поверхностной закалки.
Разработаны новые методики статических, циклических и динамических стендовых испытаний фрагментов боковых рам тележек, в том числе с измерением акустической эмиссии непосредственно в процессе испытаний, проведены испытания фрагментов (новых и после ремонта с заваркой) по разработанным методикам и получены новые данные о механических характеристиках и сопротивлению разрушению фрагментов до и после термического упрочнения.
Получены новые данные о химическом составе, микроструктуре и комплексе механических свойств стали 20ГЛ после термического упрочнения методом объемно-поверхностной закалки.
Разработана новая комплексная методика и проведен расчет внутренних остаточных напряжений в упрочненном сечении боковой рамы, получены новые данные о протекании структурно-фазовых превращений в стали 20ГЛ при объемно-поверхностной закалке по толщине стенки 20 мм и влиянии интенсивности охлаждения на формирование структур различного типа.
На данном отчетном этапе в качестве охраноспособных РИД разработано специальное программное обеспечение для регистрации, обработки и визуализации сигналов акустической эмиссии при механических испытаниях фрагментов и образцов боковых рам тележек грузовых вагонов, а также на основе экспериментальных работ получены данные по режимам термического упрочнения фрагментов боковых рам методом объемно-поверхностной закалки.
Задачи, поставленные при выполнении этапа № 2 Соглашения о предоставлении субсидии от 03 октября 2014 г. № 14.581.21.0009 выполнены в полном объеме и в полном соответствии с Техническим Заданием и Планом-Графиком, что позволит на последующих этапах работы изготовить лабораторную установку термического упрочнения, провести термическое упрочнение рам и выполнить комплексные экспериментальные исследования влияния объемно-поверхностной закалки на структуру и свойства боковых рам.
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.
