Kontrola dubine očvrslog sloja i povećanje otpornosti na habanje nacionalnih standardnih šinskih glava
Koji je idealni raspon dubine kaljenog sloja na glavi šine nacionalnih standardnih šina?
Idealan raspon dubine kaljenog sloja na glavi šine nacionalnih standardnih šina je15-25mm, a ovaj raspon dubine može uravnotežiti otpornost na habanje i žilavost šine. Kada je dubina kaljenog sloja manja od 15 mm, očvrsnuti sloj se lako brzo troši pod ponovljenim trenjem kotača i šine, izlažući strukturu matrice dobre žilavosti, ali niske tvrdoće, što dovodi do značajnog ubrzanja stope habanja i skraćuje vijek trajanja šine za više od 30%. Kada je dubina kaljenog sloja veća od 25 mm, krhkost šine se povećava i lako je napuknuti glavu šine u okruženju niske temperature ili teškog-uticaja, što uzrokuje nesreće u sigurnosti pruge. Za šine od 60 kg/m koje se koriste u željeznicama za teške{8}}prevoze, dubina kaljenog sloja može se kontrolisati na 20-25 mm kako bi se povećala otpornost na habanje; za šine od 50 kg/m koji se koriste u željezničkim prugama uobičajenih brzina, dubina kaljenog sloja kontrolirana na 15-20 mm može zadovoljiti zahtjeve upotrebe. Za detekciju dubine kaljenog sloja potrebno je koristiti ultrazvučni detektor grešaka sa preciznošću detekcije od ±1 mm.
Koje su ključne procesne tačke za kontrolu dubine kaljenog sloja na glavi šine nacionalnih standardnih šina?
Ključne procesne tačke za kontrolu dubine kaljenog sloja na glavi šine nacionalnih standardnih šina su koncentrisane na tri ključna parametra:temperatura grijanja, brzina hlađenja i vrijeme zadržavanja, koje je potrebno precizno regulisati da bi se postigla ciljna dubina. Link za grijanje usvaja srednje frekvencijsko indukcijsko grijanje, a temperatura grijanja se kontrolira na 880-920 stepeni. Ovaj temperaturni raspon može u potpunosti austenitizirati strukturu glave šine, pripremajući se za naknadno gašenje. Previše visoka temperatura će dovesti do krupnih zrna i smanjiti žilavost šine, dok preterano niska temperatura ne može formirati jednoličnu austenitnu strukturu. Link za hlađenje prihvata hlađenje vodenom maglom pod visokim pritiskom, a brzina hlađenja se kontroliše na 50-80 stepeni/s. Brzina hlađenja određuje dubinu i tvrdoću kaljenog sloja. Previše brza brzina hlađenja će povećati unutrašnje naprezanje šine, dok će pretjerano spora brzina hlađenja rezultirati nedovoljnom dubinom kaljenog sloja. Vrijeme držanja se kontrolira na 5-8 minuta kako bi se osigurala ujednačena temperatura unutar glave šine i izbjegla nejednaka debljina kaljenog sloja uzrokovana temperaturnim gradijentom. Regulacija parametara procesa treba usvojiti automatski kontrolni sistem za praćenje temperature i brzine hlađenja u realnom vremenu kako bi se osigurala konzistentnost dubine kaljenog sloja.
Kakav je utjecaj mikrostrukture kaljenog sloja glave šine na otpornost šine na habanje?
Uticaj mikrostrukture kaljenog sloja glave šine na otpornost šine na habanje je presudan, a idealna mikrostruktura jefini igličasti kaljeni martenzit + mala količina zadržanog austenita. Tvrdoća finog igličastog kaljenog martenzita je čak HRC58-62, koji ima odličnu otpornost na habanje, može izdržati abrazivno habanje i adhezivno habanje uzrokovano kontaktom sa šinom -kola, a njegova stopa habanja je 60% niža od one kod perlitne strukture. Sadržaj male količine zadržanog austenita je kontroliran na 5%-8%, što može poboljšati žilavost kaljenog sloja, ublažiti naprezanje uzrokovano udarom kotača o šinu i izbjeći pukotine u kaljenom sloju. Ako je mikrostruktura kaljenog sloja grubi igličasti martenzit, on je krhak i lako se ljušti pod udarnim opterećenjem, što rezultira udubljenjem na površini glave šine; ako se struktura bainita pojavi u kaljenom sloju, njegova tvrdoća je niska, otpornost na habanje je znatno smanjena, a ciklus brušenja šine će se skratiti na polovinu originalnog. Stoga bi regulacija procesa gašenja trebala imati za cilj postizanje idealne mikrostrukture kako bi se osiguralo da otpornost šine na habanje zadovoljava standard.
Koji su zahtjevi za dubinu kaljenog sloja glave šine u različitim radnim uslovima?
Zahtjevi za dubinom kaljenog sloja na glavi šine u različitim radnim uvjetima značajno su različiti, a jezgro je da odgovara tri ključna pokazatelja:osovinsko opterećenje voza, radna brzina i godišnja ukupna prolazna težina. Brze -željeznice imaju veliku radnu brzinu voza i veliko kontaktno naprezanje -točkova u tračnici, te imaju visoke zahtjeve za otpornost glave šine na zamor kontakta. Dubina kaljenog sloja treba biti kontrolisana na 20-25 mm, a ujednačenost mikrostrukture je strogo potrebna, a sadržaj zadržanog austenita treba kontrolisati na oko 5%. Teške{11}}pruge imaju veliko osovinsko opterećenje voza i veliku godišnju ukupnu prolaznu težinu, te imaju izuzetno visoke zahtjeve za otpornost na habanje glave šine. Dubina kaljenog sloja treba biti kontrolisana na 22-25 mm, a tvrdoća bi trebala doseći iznad HRC60 da bi izdržala teški-udar i abrazivno habanje. Obične brze željeznice imaju nisku radnu brzinu voza i osovinsko opterećenje, te nisku godišnju ukupnu prolaznu težinu. Dubina kaljenog sloja kontrolirana na 15-20 mm može zadovoljiti zahtjeve upotrebe, a tvrdoća se kontrolira na HRC58-60, balansirajući otpornost na habanje i žilavost. Gradski željeznički tranzitni vozovi imaju česta polaska i zaustavljanja i mnogo puta udare kotač-šine. Dubina kaljenog sloja treba biti kontrolisana na 18-22 mm, a sadržaj zadržanog austenita može se na odgovarajući način povećati na 8% kako bi se poboljšala žilavost i izbjeglo pucanje glave šine.
Koje su metode detekcije i standardi za procjenu kvaliteta za dubinu kaljenog sloja na glavi šine?
Metode detekcije dubine kaljenog sloja glave šine uglavnom uključujuultrazvučna metoda detekcije grešaka i metoda metalografskog mikroskopa, a kombinacija ove dvije metode može postići preciznu detekciju i procjenu kvaliteta. Metoda ultrazvučne detekcije grešaka je metoda bez{1}}destruktivnog ispitivanja, koja koristi poseban detektor šina sa frekvencijom sonde od 5MHz. Dubina ugašenog sloja se izračunava signalom refleksije ultrazvučnih talasa na interfejsu između gašenog sloja i matrice, sa tačnošću detekcije od ±1 mm, pogodno za detekciju serije na proizvodnoj liniji i na-proveru na licu mesta. Metoda metalografskog mikroskopa je metoda destruktivnog ispitivanja. Potrebno je uzeti uzorke sa glave šine, a nakon brušenja, poliranja i korozije, posmatrati mikrostrukturu i dubinu kaljenog sloja pod mikroskopom uz uvećanje od 200 puta, pogodno za laboratorijsku tačnu detekciju i kvalitetnu arbitražu. Standard za procjenu kvaliteta je zasnovan na TB/T 2344-2012. Dubina kaljenog sloja treba da bude u rasponu od 15-25mm, tvrdoća veća ili jednaka HRC58, mikrostruktura je fini iglasti kaljeni martenzit, sadržaj zadržanog austenita manji ili jednak 8%, i nema grube martenzitne i beinitne strukture. Omjer uzorkovanja je 3 šine po seriji, a za svaku šinu se detektiraju 3 poprečna presjeka. Ako je jedan poprečni presjek nekvalifikovan, vrši se dvostruko uzorkovanje; ako je još uvijek nekvalifikovana, serija šina će se ocijeniti kao nekvalifikovana.