Proces toplinske obrade površine šine i povećanje otpornosti na habanje
Koji su osnovni parametri procesa gašenja površine šine?
Osnovni parametri kaljenja površine šine uključuju temperaturu zagrijavanja, vrijeme zadržavanja i brzinu hlađenja, koji direktno određuju metalografsku strukturu i mehanička svojstva gazišta glave šine. Temperatura grijanja se obično kontroliše na 850-900 stepeni, što mora biti precizno usklađeno sa materijalom šine kako bi se izbjeglo grublje zrna uzrokovano previsokim temperaturama. Vrijeme držanja je općenito 3-5 minuta, s ciljem ravnomjernog zagrijavanja površinskog sloja glave šine i osiguravanja konzistentne raspodjele tvrdoće nakon gašenja. Brzina hlađenja se mora prilagoditi prema tipu linije: brža brzina hlađenja je usvojena za linije za teške transporte kako bi se postigla veća tvrdoća, dok je brzina hlađenja na odgovarajući način usporena za linije velike brzine kako bi se spriječilo gašenje pukotina. Koordinirana kontrola ovih parametara je ključ za osiguravanje da performanse šine zadovoljavaju standard nakon termičke obrade.
Koji su zahtjevi za površinsku tvrdoću za šine koje se koriste u teškim{0}}putevima?
Površinska tvrdoća gazišta glave šine za teške-puteve za vuču bi trebala dostići 380-420HB. Ovaj raspon tvrdoće se može efikasno oduprijeti stalnom kotrljanju i habanju garnitura točkova za teške{10}}vozove. Kada je tvrdoća niža od 380HB, gazište šine je sklono plastičnoj deformaciji i prekomjernom trošenju, što skraćuje vijek trajanja šine. Ako tvrdoća prelazi 420HB, žilavost šine će se smanjiti i lako je proizvesti krhke lomove pod udarnim opterećenjem vlakova. Za održavanje ovog standarda tvrdoće potrebno je prilagoditi proces toplinske obrade prema materijalu šine u proizvodnji, a istovremeno podržati strogi proces ispitivanja tvrdoće. Šine za teška vučna vozila koje ispunjavaju zahtjeve za tvrdoću mogu produžiti vijek trajanja za 2-3 puta i značajno smanjiti troškove održavanja linije.
Zašto-toplotni tretmani za željeznicu velike brzine trebaju uravnotežiti tvrdoću i žilavost?
Kada voze{0}}brzi vozovi, ne postoji samo trenje kotrljanja između točka i šine, već i visoko{1}}udarna opterećenja. To zahtijeva da šina ima dovoljnu tvrdoću da odoli habanju i dobru žilavost da odoli udarima. Ako se teži samo visokoj tvrdoći bez obzira na žilavost, vjerovatno će se pojaviti mikropukotine na gazištu šine, a širenje pukotina će uzrokovati lom šine, što ozbiljno ugrožava sigurnost vožnje. Ako je žilavost previsoka, ali tvrdoća nedovoljna, stopa habanja gazišta šine će se ubrzati, što će zahtijevati čestu zamjenu šine i povećanje operativnih troškova. Stoga, termička obrada brzih tračnica treba usvojiti kombinaciju procesa "gašenje + kaljenje na niskoj temperaturi". Osiguravajući površinsku tvrdoću veću ili jednaku 320HB, poboljšava udarnu žilavost glave šine kako bi se postigla optimalna ravnoteža između tvrdoće i žilavosti.
Koje su stavke za kontrolu kvaliteta nakon toplinske obrade šina?
Prva stavka za kontrolu kvalitete nakon toplinske obrade šina je ispitivanje površinske tvrdoće. Brinellov tester tvrdoće se koristi za provođenje ispitivanja uzorkovanja u više-tačaka na gazištu glave šine kako bi se osiguralo da vrijednost tvrdoće ispunjava standardne zahtjeve. Drugi je ispitivanje metalografske strukture. Metalografska struktura površinskog sloja glave šine posmatra se kroz mikroskop, koji treba da pokaže ujednačen kaljeni martenzit ili bejnit, izbegavajući defekte kao što su karbidi mreže. Treće je površinsko testiranje bez{5}}razaranja. Ultrazvučna ili magnetna oprema za detekciju grešaka koristi se za provjeru da li postoje skrivene opasnosti kao što su gašenje pukotina na glavi šine. Osim toga, potrebno je detektirati promjene dimenzija glave šine kako bi se osiguralo da profil glave šine nakon termičke obrade zadovoljava projektovane tolerancije i da ne utiče na koordinaciju šine -kola. Kompletni predmeti za inspekciju mogu sveobuhvatno osigurati kvalitet toplinski{10}}tretiranih šina i izbjeći stavljanje nekvalificiranih proizvoda u upotrebu.
Koje su razlike u prilagodljivosti termičke obrade šina napravljenih od različitih materijala?
Šine U71Mn imaju umjeren sadržaj ugljika i dobru otvrdljivost. Idealna tvrdoća i žilavost se mogu postići konvencionalnim procesima kaljenja i temperiranja, koji su pogodni za konvencionalne željeznice i pruge velikih{2}}brzina. U75V šine su dodane elementima vanadijuma, a formirani karbidi vanadiju mogu da rafinišu zrna. Nakon termičke obrade, čvrstoća i otpornost na habanje su bolja, što ih čini pogodnim za teške-prevlake. Šine od visoko{8}}ugljičnog čelika imaju relativno visok sadržaj ugljika, a tvrdoća je značajno poboljšana nakon termičke obrade, ali je žilavost relativno niska. Brzina hlađenja mora biti strogo kontrolirana i uglavnom se koriste u scenarijima male-brzine i velikog-opterećenja kao što su specijalne linije za rudnike. Proces toplinske obrade tračnica od nehrđajućeg čelika je relativno poseban, a za poboljšanje otpornosti na koroziju potrebna je obrada otopinom. Opseg povećanja tvrdoće je ograničen i uglavnom se koriste za lake tragove u korozivnim sredinama. Razlike u sastavu šina izrađenih od različitih materijala određuju njihovu prilagodljivost procesima termičke obrade i konačni učinak.