Poređenje sastava materijala i otpornosti na habanje između nacionalnih standardnih i stranih standardnih šina
Zašto razlika u sadržaju ugljika između GB 60 kg/m šine i UIC60 šine utiče na vek trajanja otpornog na habanje?
Sadržaj ugljika u šini GB 60 kg/m iznosi oko 0,70%-0,80%, dok je u UIC60 tračnici 0,85%-0,95%. Veći sadržaj ugljika dovodi do veće tvrdoće matrice šine i bolje otpornosti na habanje. UIC tračnica ima veći sadržaj ugljika, s većim udjelom martenzita u glavi šine, koji se može efikasno oduprijeti abrazivnom habanju uzrokovanom trenjem kotača i tračnice. GB šina ima manji sadržaj ugljika i nešto manju tvrdoću; pod velikim opterećenjem i visokofrekventnim trenjem, glava šine je sklona habanju i lomljenju. Osim toga, povećani sadržaj ugljika će povećati lomljivost šine. UIC tračnica treba da uravnoteži žilavost kroz tretman kaljenja i popuštanja, što je ključni razlog za njen duži vijek trajanja. Stoga je razlika u sadržaju ugljika ključni faktor koji utječe na otpornost na habanje dvije vrste šina.
Vanjske standardne šine često dodaju elemente od legure hroma i vanadijuma. Koje prednosti imaju u poređenju sa GB šinama?
Dodavanje hroma i vanadijuma vanjskim standardnim šinama može značajno oplemeniti zrna, poboljšati vlačnu čvrstoću i otpornost na zamor. Krom može poboljšati kaljivost šine, čineći distribuciju tvrdoće glave šine ujednačenijom i izbjegavajući lokalne mekane tačke; vanadij može formirati karbide, povećavajući otpornost na habanje i udarce šine. GB šine su uglavnom nisko-nelegirani ili ne- materijali, kojima nedostaje takvo ojačanje od legure. U uslovima velike{5}}brzine i velikog-opterećenja, skloni su plastičnoj deformaciji glave šine. Vanjske standardne šine sa dodatkom legura mogu poboljšati vijek trajanja za 20%-30% u poređenju sa GB šinama, što ih čini pogodnijim za visokokvalitetno polaganje vodova.
Zašto linije u hladnim i-oblastima na velikim nadmorskim visinama trebaju odabrati vanjske standardne šine s niskim sadržajem fosfora i sumpora umjesto GB šina?
Gornja granica sadržaja fosfora i sumpora u GB šinama je 0,04%, dok se kod vanjskih standardnih hladno{1}}otpornih šina kontrolira ispod 0,025%. Nizak sadržaj nečistoća može smanjiti temperaturu prijelaza hladne lomljivosti. U hladnim i-oblastima na velikim nadmorskim visinama, temperatura je niska zimi, a šina je sklona krtom lomu. Fosfor i sumpor, kao štetni elementi, će povećati lomljivost šine i ubrzati širenje pukotina. Vanjske standardne šine smanjuju nečistoće kroz tehnologiju rafiniranja, koja može poboljšati otpornost na niske{8}}temperature i osigurati dobru plastičnost čak i u okruženjima ispod -40 stepeni. GB šine imaju visok sadržaj nečistoća i visok rizik od krtog loma na niskim temperaturama, što ih čini neprikladnim za polaganje u hladnim i visinskim područjima. Ovo je važno oličenje prilagodljivosti materijala.
Kako će razlika u kaljivosti materijala šine uticati na gradijent tvrdoće glave šine?
Šine sa dobrom otvrdnjavanjem imaju blaži gradijent tvrdoće od površine do jezgra glave šine, a raspodela naprezanja je ravnomernija pod dejstvom sile. Kaljivost vanjskih standardnih šina je bolja nego kod GB šina. Površinska tvrdoća glave šine može doseći HB360-400, a tvrdoća jezgra i dalje može biti iznad HB300, što može efikasno dispergirati kontaktni napon točaka{7}}šine. GB šine imaju lošu otvrdljivost, sa previsokom površinskom tvrdoćom glave šine i malom tvrdoćom jezgra, formirajući strukturu "tvrde ljuske i meke jezgre". Pod silom, mikro-pukotine se lako generišu na interfejsu. Pod dugotrajnim-izmjeničnim opterećenjima, mikro-pukotine će se brzo širiti, što će dovesti do lomljenja glave šine i uticati na sigurnost vožnje.
Kako brzo razlikovati otpornost na habanje GB i vanjskih standardnih šina kroz ispitivanje materijala?
Spektrometar se može koristiti za detekciju sadržaja ugljika, mangana i hroma u materijalima za šine. Šine sa sadržajem ugljenika većim ili jednakim 0,85% i sadržajem mangana 1,0%-1,5% imaju bolju otpornost na habanje. Zatim, Brinellov tester tvrdoće se koristi za otkrivanje površinske tvrdoće glave šine. Šine s tvrdoćom većom ili jednakom HB360 ispunjavaju zahtjeve otpornosti na habanje. U isto vrijeme, može se provesti ispitivanje udarnom težinom kako bi se otkrila udarna žilavost pri niskim temperaturama. Udarna žilavost vanjskih standardnih šina je obično 15%-20% veća od otpornosti GB šina. Kombinacijom ova tri rezultata ispitivanja, otpornost na habanje i otpornost na zamor šine može se brzo procijeniti, pružajući osnovu za odabir linije.