Efecto de la microestructura sobre la resistencia al desgaste por rodadura-deslizamiento de aceros ferroviarios

Abstract

Se llevaron a cabo tratamientos térmicos sobre el acero de ruedas R8 con el fin de obtener una microestructura perlitica homogénea con dureza y características similaresa las de fabricación, sobre el clásico acero R-260 y el moderno acero 370LHT empleados en la fabricación de rieles, en busca de obtener microestructuras perliticas y bainiticas con niveles de dureza similares (350HV- 370HV). Se realizo caracterización metalografía de las microestructuras mediante microscopia óptica y electrónica de barrido, además de una evaluación de las propiedades mecánicas sobre las microestructuras de los aceros de rieles por medio de tomas de dureza, ensayos a tracción, ensayos de impacto Charpy y ensayos de tenacidad a la fractura. Se fabricaron probetas de dichas microestructuras con geometría y dimensiones especificas para ser evaluadas en la maquina disco-disco bajo condiciones de presión y acabado superficial definidas, logrando analizar el desempeño de las mismas a rodadura pura y rodadura deslizamiento. Características de las grietas bajo la superficie de cada microestructura fueron mostradas, además relaciones entre pérdida de masa y propiedades mecanicas fueron establecidas, identificando las propiedades de mayor influencia en la resistencia a fatiga superficial sobre las microestructuras ensayadas bajo condiciones especificas de contacto.Abstract. The R8 wheel steel was conveniently heat treated to obtain pearlitic microstructure characteristics with hardness values similar to those of actual wheels in commercial railroad systems; in the same way, both classic R260 and modern 370LHT rail steels were submitted to proper heat treatments to obtain pearlitic and bainitic microstructures with hardness values in the range, i.e. 350 HV and 370 HV. Microstructural analyses were performed using scanning electron and light optical microscopy; also mechanical properties by means of hardness, tensile, Charpy impact and fracture toughness tests of those rail microstructures were assessed. Test specimens with specific geometry and dimensions were obtained from those microstructures; they were tested in the disc-on-disc wear testing machine under hertzian contact pressure and surface roughness well defined, analyzing their wear performance in pure rolling and rolling-sliding contacts. In this study, cracks characteristics below the rail specimen’s surfaces were showed, correlating loss weight and mechanical properties relationships, with the aim to identify those properties with strongly influence on the rolling contact fatigue resistance under contact conditions previously established.