О влиянии литейных дефектов на сопротивление усталости литых деталей

Abstract

Проведены испытания бездефектных и дефектных образцов на циклические нагрузки с целью определения влияния литейных дефектов на сопротивление усталости материала 20ГФЛ. Установлено, что долговечность образцов с дефектами в 2,65 раза ниже, чем бездефектных, а предел выносливости – на 15 %. Проведены также испытания на сопротивление усталости натурных деталей тележек грузовых вагонов (боковых рам и надрессорных балок), которые показали, что их разрушение происходит в первую очередь по сечениям, пораженным литейными дефектами с выходом на поверхность детали или расположенным внутри, но не далее 5 мм от поверхности. Установлено, что литейные дефекты являются очагами зарождения усталостных трещин и снижают долговечность деталей в 2 раза по сравнению с бездефектными. Поверхностные и предповерхностные дефекты приводят к поломке деталей в эксплуатации через 2–23 года их службы вместо назначенных 32 лет.

Cyclic load tests of defect-free and defective samples are conducted with the purpose of determining the influence of defects on fatigue resistance of STI 20GFL material. It has been established that defective sample durability is 2.65 times lower and their limit endurance is 15 % lower than those of defect-free ones. Fatigue resistance tests for full-scale parts of Leszek Wagons (side frames and bolsters) have been also conducted which show that their breakdown occurs first of all along cross-sections with defects coming out on the surfaces of the part or located inside but not farther than 5 mm from the surface. It has been established that casting defects are fatigue crack births and they reduce part durability 2 times as compared with defect-free ones. Surface and presurface defects lead to part breakdown in operation in 2–23 years of their service instead of 32 years planned.