Definicija i pozadina Head-očvrsne šine
Glava{0}}kaljena tračnica se proizvodi zagrijavanjem glave šine i gašenjem tako da se sloj otporan na habanje-formira na voznoj površini, dok mreža i stopa zadržavaju svoju prvobitnu žilavost. Dubina ovog kaljenog sloja je kontrolirani parametar procesa, jer balansira otpornost na habanje i rizik od unutrašnjeg pucanja. U nacionalnoj-standardnoj proizvodnji šina, dubina kaljenog sloja na glavi je specificirana na 8-12 mm, a odstupanje se održava na manje od ili jednako ±1 mm uz 100 posto ultrazvučnu inspekciju debljine. Ista familija parametara, dubina gašenja, gradijent tvrdoće prijelaznog-sloja i ujednačenost tvrdoće, određuje da li će šina biti otporna na pucanje glave tokom svog vijeka trajanja.
Zašto je dubina kaljenog sloja postavljena na 8–12 mm
Raspon od 8-12 mm rezultat je usklađivanja distribucije kontaktnog naprezanja kotača-šine sa sposobnošću kaljenja čelika. Ako je sloj previše plitak, pokriva samo površinsku kožu: pri dugotrajnom valjanju se brzo istroši, a mekani osnovni metal ispod se plastično deformiše i ljušti. Ako je sloj previše dubok, on se proteže izvan zone koja zapravo nosi kontaktno naprezanje, a unutrašnje zaostalo vlačno naprezanje raste; u hladnoj zimskoj službi ovo može izazvati uzdužne napukline u glavi i, u teškim slučajevima, dovesti do loma šine. Dubina od 8-12 mm pokriva kontaktnu traku-glavnog kotača, pružajući dovoljno očvrslog materijala da odoli habanju, dok kontrolirani prijelazni sloj ublažava unutrašnje naprezanje. Proizvodnja stoga koristi ultrazvučne mjerače debljine za potpunu inspekciju, držeći odstupanje dubine manje od ili jednako ±1 mm.
Gradijent tvrdoće i otpornost na lomljenje
Prijelazni sloj je zona između kaljene površine i osnovnog metala, gdje tvrdoća pada sa HRC38–42 na površini na HRC24–28 u jezgri. Kontinuirani gradijent izbjegava koncentraciju naprezanja koju bi stvorio iznenadni korak tvrdoće. Kada se kontaktni napon širi od površine prema unutra, gradijent ga postepeno puferuje i sprečava stvaranje mikro-prslina na interfejsu. Ako je nagib suviše strm, spoj između očvrslog sloja i osnovnog metala postaje slaba ravan, a raslojavanje i lomljenje se razvijaju pod opterećenjem vibracija vozova koji prolaze. Nježni gradijent također poboljšava žilavost, tako da je manja vjerovatnoća da će glava puknuti kroz lomljiv lom pod udarom. Nakon kontrole dubine, prelazni gradijent je drugi najvažniji procesni parametar u proizvodnji šina.
Duboko gašenje za teške{0}}puteve
Teški{0}}promet podiže kontaktni napon na tračnici -točkova na otprilike 1,5-2 puta veći od konvencionalnih linija, a stopa habanja glave i oštećenja od zamora kontakta se povećavaju shodno tome. Dublji kaljeni sloj obezbeđuje deblji tvrdi sloj, usporava habanje, produžava ciklus obnove šine i smanjuje troškove održavanja. Veći koeficijent prionjivosti na teškim-vodovima za vuču također potiče habanje ljepila i termičko lomljenje, čemu je dublji sloj, obično 10-12 mm, bolje otporan. Šine za tešku{10}}okretnost također pokazuju veću sklonost plastičnoj deformaciji, a dublje gašenje sprječava ispupčenje glave i održava geometriju kolosijeka stabilnom. Specijalni čelici za tešku{12}}šinu kao što je U78CrV se stoga proizvode postupkom dubinskog-kašenja kako bi se zadovoljili uslovi rada.
Ujednačenost tvrdoće i kontrola proizvodnje
Ujednačenost tvrdoće znači zadržavanje odstupanja tvrdoće na različitim pozicijama kaljenog sloja unutar HRC±2. Loša uniformnost stvara čvrste tačke, koje koncentrišu kontaktno naprezanje i stvaraju pukotine od zamora, i meke zone, koje se prvenstveno troše i formiraju udubljenja koja pogoršavaju kontaktno stanje šine -točka. Ne-ujednačeno habanje također ohrapava površinu šine, povećava udar -šine kotača i ubrzava oštećenje i šine i točka. Ujednačena tvrdoća održava ravnomjerno nošenje glave i održava čistu kontaktnu geometriju. U proizvodnji se ujednačenost kontroliše upravljanjem brzinom hlađenja kaljenja tako da se svi dijelovi glave hlade istom brzinom, što se potvrđuje mapiranjem tvrdoće dijela glave.
Na-Vizuelna provjera kvaliteta ugašanja na lokaciji
Prije ultrazvučne provjere i provjere tvrdoće, jednostavna vizualna provjera daje prvu indikaciju kvaliteta gašenja. Tri karakteristike su važne. Prvo, površina glave treba da bude glatka, bez lokalnog izbjeljivanja, što bi ukazivalo na područje prevelike tvrdoće uzrokovano prebrzim hlađenjem. Drugo, bočne strane glave treba da budu bez finih uzdužnih pukotina, što je znak prekomernog zaostalog napona gašenja. Treće, površina za rad ne bi trebala pokazivati rano ljuštenje: fino ljuštenje ubrzo nakon polaganja obično ukazuje na nedovoljnu dubinu gašenja ili nerazuman prelazni gradijent. Svaku abnormalnost koja se nađe vizualno treba potvrditi ultrazvučnim ispitivanjem i ispitivanjem tvrdoće prije nego što se šina prihvati na servis.
Često postavljana pitanja
Koja je standardna dubina kaljenog sloja za glave šina?
Za nacionalne-standardne šine kontrolira se na 8-12 mm, s odstupanjem proizvodnje manjim ili jednakim ±1 mm i provjereno 100 posto ultrazvučnom inspekcijom.
Šta se dešava ako je kaljeni sloj previše plitak?
Tvrdi sloj se brzo troši, a mekani osnovni metal ispod razvija plastičnu deformaciju i ljuštenje pod kotrljajućim kontaktom.
Šta se dešava ako je kaljeni sloj previše dubok?
Unutarnje zaostalo vlačno naprezanje se povećava i, posebno pri niskim zimskim temperaturama, mogu se formirati uzdužne raspukline u glavi, s rizikom od loma šine u teškim slučajevima.
Kako prelazni sloj sprečava ljuštenje?
Postepeni gradijent tvrdoće od HRC38–42 do HRC24–28 ublažava kontaktno naprezanje i sprečava stvaranje nukleacije mikro-pukotina na međuprostoru, dok strmi gradijent stvara slabu ravan sklonu raslojavanju.
Zašto je šinama za teške{0}}telje potreban dublji kaljeni sloj?
Kontaktni napon na teškim-putevima je 1,5-2 puta veći od konvencionalnih konopova, tako da je potreban sloj od 10-12 mm da se odupre habanju, ljuštenju ljepila i plastičnoj deformaciji.
Kako se provjerava kvalitet gašenja na licu mjesta?
Vizuelna inspekcija pokriva glatkoću površine, lokalno izbjeljivanje, fine uzdužne pukotine i rano lomljenje; svaka abnormalnost se zatim potvrđuje ultrazvučnim ispitivanjem i ispitivanjem tvrdoće.