1.5. Прочие дефекты цельнокатаных колес

К прочим дефектам цельнокатаных колес относятся «навар», мест­ное уширение обода, поверхностный откол, откол кругового наплыва, продоль­ные трещины, плены, расслоения, а также поперечные трещины в ободе, сетка термических трещин, трещины в диске и ступице (рис. 6).

а б в г

Рис. 6. Виды прочих дефектов поверхности катания колеса:

а – «навар» № 21 (211); б – продольная трещина, расслоение № 30 (511);

в – поперечная трещина № 31 (513); г – сетка термических трещин № 32 (412)

«Навар» – это тормозной дефект, который возникает в результате смещения металла обода колеса (рис. 6, а).

Т рещины чаще всего возни­кают в ободе, ступице и на диске колеса (рис. 7). При­чиной появле­ния трещин могут слу­жить удары, испытывае­мые колес­ной парой при неудовлетворитель­ном каче­стве формирования колесных пар, при их по­грузке и разгрузке.

Е

Рис. 7. Вид продольной

трещины обода колеса

№ 30 (511)

сли при формировании колесной пары ступица колеса или подступичная часть его оси будет обработана с большой ко­нусностью или овальностью, то после напрессовки колеса усилие, удерживаю­щее его на оси, будет распределяться не­равномерно по подступичной части, что вызовет мест­ные напряжения в оси, способствующие появлению трещин. Отсутст­вие фаски на внутренней грани ступицы колеса также может явиться причиной появления на ней трещины.

Металлографический анализ колес, поверхность катания которых имела дефекты в виде отшелушивания материала, выкрашивания и выглаживания по­верхности, показал наличие трещин во внешней зоне поверхности катания колеса, которые зарождаются в мартенсите и наклонно уходят в деформированный перлит (рис. 8, а); в средней зоне также имеется поверхностный слой мартенсита (рис. 8, б), однако находя­щийся под ним перлит не деформирован.

а б

Рис. 8. Вид внешней зоны поверхности катания колеса:

а – вид наклонных трещин, исходящих из мартенсита и продолжающихся в перлите (увеличение – ×50); б – слой мартенсита над недеформированным

перлитом (увеличение – ×100)

Мартенсит имеет хрупкую структуру с предрасположенностью к трещино­образова­нию. Трещины во внешней и внутренней зонах поверхности катания колеса распространяются в на­правлении деформации перлита.

В

Рис. 9. Вид трещины, проходящей в мартенсите и

по границе с перлитом

(увеличение – ×50)

средней зоне поверхности катания колеса трещины, возник­шие в мартенсите на гра­нице с недеформированным перлитом, по-раз­ному из­меняют свое направление и чаще всего проходят по границе между мартенситом и перлитом параллельно поверхности катания (рис. 9). В про­цессе качения колеса по рельсу трещины увеличиваются и объединяются. Об­разующиеся при этом чешуйки металла могут деформироваться и сдвигаться с частичным взаимным перекрытием, это приводит к вы­крашиванию и растрес­киванию поверхности катания колеса. Дефекты поверхнос-ти катания спо­собствуют увеличению динамичес-ких ударных нагрузок на колесо, в результате чего тре­щины и иные дефекты распространя­ются по всей по­верхности катания колеса.