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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Luiz Henrique Dias Alves
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2000
Supervisor
Committee
Sinatora, Amilton (President)
Mei, Paulo Roberto
Tanaka, Deniol Katsuki
Title in Portuguese
Mecanismos de desgaste de rodas ferroviárias.
Keywords in Portuguese
Desgaste
Ferroviárias
Mecanismos
Rodas
Abstract in Portuguese
Descreve-se os principais tipos de desgaste atuantes em rodas ferroviárias tais como desgaste abrasivo e desgaste por deslizamento. No desgaste por deslizamento os principais mecanismos são deformação plástica, fadiga de contato, fadiga termomecânica, oxidação e escorregamento. Avalia-se o efeito de variáveis como dureza, microestrutura, composição química da liga e escorregamento no desgaste e em seus mecanismos. Compara-se os tipos e mecanismos de desgaste verificados em rodas ferroviárias utilizadas em trens para transporte de minérios, com os obtidos em laboratório através de ensaio de desgaste disco-contra-disco de materiais de roda e trilho. No ensaio, o desgaste foi medido por pesagem dos corpos-de-prova verificando após distâncias predeterminadas a perda de massa. Avaliou-se a influência da carga, dureza, composição química e escorregamento no desgaste. Verificou-se que o desgaste aumenta com a carga e diminui com o aumento da dureza. Aços de rodas com adição de Cromo e Vanádio apresentam um melhor desempenho em desgaste se comparados com aços AAR M 107/208 Classe B ou C. Análise microscópica dos corpos-de-prova após ensaio, mostrou que tal como nas rodas em serviço, os tipos de desgaste atuantes foram desgaste abrasivo e por deslizamento com mecanismos diversos como deformação plástica, delaminação e oxidação. Mecanismo semelhante a delaminação é a formação de escamas ou shelling em rodas. Verificou-se também a formação de camada branca na superfície desgastada, característico de transformação martensítica em aço. Mecanismo similar a este é o de formação de "spalling" em rodas. Apresenta-se uma metodologia para desenvolvimento de materiais de rodas, compreendendo ensaios de desgaste em laboratório, produção de rodas e acompanhamento de desempenho em campo, onde se confirma o melhor desempenho de materiais AAR M 107/208 classe C com adição de Cromo e Vanádio se comparado com aços convencionais conforme ) conforme normas AAR M 107/208.
Title in English
Railroad wheels wear mechanisms.
Keywords in English
Railways
Wear mechanisms
Wheel
Abstract in English
The main types of railroad wheels wear, such as abrasive wear and sliding wear are describe. The main mechanisms of sliding wear are the plastic deformation, the contact fatigue, termomechanical fatigue, oxidation and ship wear. The variables such as hardness, microstructure, chemical composition of alloy and effects of the sliding on wear mechanisms are evaluated. The wear types and mechanisms detected on wheels and rail materials from the real railroad cars tracks, from mining company, are compared with those observed at laboratory testing on disc-against-disc wear testing. The wear rate was measured by mass loss after predefined testing distances. The influence of the load, the hardness and the sliding on the wear rate were also evaluated. It was observed that the wear of the Wheel materials increases with the load increasing and decreases with the material hardness increasing. A better performance was observed for steels AAR M 107/208 class C with Chromium and Vanadium additions when compared to AAR M 107/2088 grade B or C steels. The microscopic examination of the test specimens, as well as on the wheels removed from service, showed occurrence of the abrasive wear and sliding wear with various mechanisms such as plastic deformation, delamination and oxidation wear. A similar mechanism to the delamination is the shelling on wheels. It was observed the formation of White layer on worn surface typical to the martensitic transformation of steel. A similar mechanism is the spalling of wheels material, It is also proposed a methodology for Wheel materials development, including laboratory wear tests, the manufacturing of wheels and the use and attendance of the wheels in service. AAR M 208 grade C steels with Chromium and Vanadium additions presented a better performance when compared the standard AAR M 107/208 steels.
 
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Publishing Date
2019-08-30
 
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