Использование лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии для оценки прочностных свойств сварных стыков рельсового пути

Попов, А.М.; Зайцев, С.М.; Лабутин, Т.А.; Зоров, Н.Б.; Дюндин, В.В.; Кузнецов, А.А.

Авторы: Попов А.М., Зайцев С.М., Лабутин Т.А., Зоров Н.Б., Дюндин В.В., Кузнецов А.А.
Сборник: Труды Третьей научно-технической конференции с международным участием «Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте. Компьютерное и математическое моделирование. ИСУЖТ-2014. 18 ноября»
Год издания: 2014
Место издания: ОАО "НИИАС" Москва
Первая страница: 119
Последняя страница: 122
Аннотация: Для решения задачи бесконтактной высокоскоростной лазерной диагностики технического состояния рельсового пути в рамках междисциплинарной темы «Обеспечение безопасности, в том числе кибербезопасности на железнодорожном транспорте», необходимы методы эффективного экспрессного контроля состава и свойств конструкционных материалов и сварных соединений. Реализация этой задачи требует разработки методик и инструментов для экспрессной характеризации прочностных свойств и элементного состава сварных стыков рельсового пути с помощью лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии. Для этого необходимо исследовать фундаментальную связь между механопрочностными свойствами (твердость и т.д.) высокоуглеродистых сталей, используемых для изготовления рельс и сварных стыков, и параметрами лазерно-индуцированной плазмы (интенсивностью линий, температурой и электронной плотностью). В рамках поставленной цели на первом этапе были решены следующие задачи: 1) исследовано временное развитие лазерной плазмы на поверхности рельсовых сталей и стандартных образцов высокоуглеродистых сталей; 2) выбраны оптимальные параметры аналитических лазерных измерений (параметры испаряющего лазера, временные параметры, фокусировка, аналитические линии), пригодные для принципиальной реализации ЛИЭС метода с целью диагностики сварных соединений; 3) выбраны способы измерения индикативных параметров лазерной плазмы (температуры и электронной плотности) при испарении высокоуглеродистых сталей, обладающих различными механопрочностными характеристиками; 4) проведен количественный анализ частей реального образца рельсовой стали на наличие легирующих компонентов. Впервые была сопоставлена электронная плотность плазмы и микротвердость рельсовых сталей для возможности экспрессного внелабораторного зондирования механических свойств рельс. Показано наличие обратно пропорциональной корреляции этих параметров: для наименее твердого образца электронная плотность в 1,5-2 раза больше, чем для наиболее твердого. Данный параметр лазерной плазмы предложено использовать для полуколичественной экспрессной оценки твердости с погрешностью до 20%. Продемонстрирована возможность экспрессного определения химического состава рельсовой стали по эмиссионным спектрам лазерной плазмы. Для экспрессного количественного определения углерода в сталях впервые использована линия углерода C I 833,5 нм, удобная для его определения без вакуумирования измерительной системы. Результаты проекта позволят создать измерительную систему, позволяющую на месте проводить одновременное экспрессное определение химического состава (содержание углерода, кремния, фосфора, марганца, ванадия, титана, хрома, алюминия, меди и т.п.) и механопрочностных свойств (микротвердость) рельс и сварных стыков на месте. Работа выполнена при поддержке совместного гранта РФФИ и ОАО РЖД (грант № 13-03-13104-офи_м-РЖД)
Добавил в систему: Попов Андрей Михайлович

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ФНКЦ РР
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ФНКЦ РР

Использование лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии для оценки прочностных свойств сварных стыков рельсового путистатья

Прикрепленные файлы