Kontrola dubine otvrdnutog sloja i povećanje otpornosti na habanje nacionalnih standardnih glava tračnica
Koji je idealni raspon dubine kaljenog sloja na glavi tračnice nacionalnih standardnih tračnica?
Idealni raspon dubine kaljenog sloja na glavi tračnica nacionalnih standardnih tračnica je15-25 mm, a ovaj raspon dubine može uravnotežiti otpornost na trošenje i žilavost tračnice. Kada je dubina kaljenog sloja manja od 15 mm, očvrsli sloj lako se brzo istroši pod opetovanim trenjem kotača i tračnice, izlažući strukturu matrice s dobrom žilavošću, ali niskom tvrdoćom, što dovodi do značajnog ubrzanja stope trošenja i skraćivanja životnog vijeka tračnice za više od 30%. Kada je dubina kaljenog sloja veća od 25 mm, krtost tračnice se povećava i lako je puknuti glava tračnice pod niskom temperaturom okoline ili jakim -udarom pri prijevozu, uzrokujući sigurnosne nesreće na pruzi. Za tračnice od 60 kg/m koje se koriste u željeznicama za te-tegove, dubina kaljenog sloja može se kontrolirati na 20-25 mm kako bi se povećala otpornost na trošenje; za tračnice od 50 kg/m koje se koriste u željeznicama uobičajenih brzina, dubina kaljenog sloja kontrolirana na 15-20 mm može zadovoljiti zahtjeve uporabe. Za detekciju dubine kaljenog sloja potrebno je koristiti ultrazvučni detektor nedostataka s točnošću detekcije od ±1 mm.
Koje su ključne procesne točke za kontrolu dubine kaljenog sloja na glavi tračnica nacionalnih standardnih tračnica?
Ključne procesne točke za kontrolu dubine kaljenog sloja na glavi tračnice nacionalnih standardnih tračnica koncentrirane su na tri ključna parametra:temperatura zagrijavanja, brzina hlađenja i vrijeme zadržavanja, koje je potrebno precizno regulirati kako bi se postigla željena dubina. Veza za grijanje koristi indukcijsko grijanje srednje frekvencije, a temperatura grijanja se kontrolira na 880-920 stupnjeva. Ovaj temperaturni raspon može u potpunosti austenizirati strukturu glave tračnice, pripremajući je za naknadno kaljenje. Pretjerano visoka temperatura dovest će do grubih zrna i smanjiti žilavost tračnice, dok pretjerano niska temperatura ne može stvoriti jednoliku strukturu austenita. Veza za hlađenje koristi hlađenje vodenom maglom pod visokim pritiskom, a brzina hlađenja se kontrolira na 50-80 stupnjeva /s. Brzina hlađenja određuje dubinu i tvrdoću kaljenog sloja. Pretjerano brzo hlađenje će povećati unutarnje naprezanje tračnice, dok će pretjerano sporo hlađenje rezultirati nedovoljnom dubinom kaljenog sloja. Vrijeme zadržavanja je kontrolirano na 5-8 minuta kako bi se osigurala ravnomjerna temperatura unutar glave tračnice i izbjegla nejednaka debljina kaljenog sloja uzrokovana temperaturnim gradijentom. Regulacija procesnih parametara treba usvojiti automatski kontrolni sustav za praćenje temperature i brzine hlađenja u stvarnom vremenu kako bi se osigurala dosljednost dubine kaljenog sloja.
Kakav je utjecaj mikrostrukture kaljenog sloja glave tračnice na otpornost tračnice na trošenje?
Utjecaj mikrostrukture kaljenog sloja glave tračnice na otpornost na habanje tračnice je presudan, a idealna mikrostruktura jefini igličasti kaljeni martenzit + mala količina zadržanog austenita. Tvrdoća finog igličastog kaljenog martenzita je čak HRC58-62, koji ima izvrsnu otpornost na habanje, može se oduprijeti abrazivnom trošenju i habanju uzrokovanom kontaktom kotača-tračnice, a njegova stopa trošenja je 60% niža od stope trošenja perlitne strukture. Sadržaj male količine zadržanog austenita kontrolira se na 5%-8%, što može poboljšati žilavost kaljenog sloja, ublažiti naprezanje uzrokovano udarom kotača i tračnice i izbjeći pukotine u kaljenom sloju. Ako je mikrostruktura kaljenog sloja grubi igličasti martenzit, krt je i lako se odlijepi pod udarnim opterećenjem, što rezultira udubljenjem na površini glave tračnice; ako se bainitna struktura pojavi u kaljenom sloju, njegova tvrdoća je niska, otpornost na habanje znatno smanjena, a ciklus brušenja tračnica skratit će se na polovicu izvornog. Stoga bi regulacija procesa kaljenja trebala imati za cilj dobivanje idealne mikrostrukture kako bi se osiguralo da otpornost na habanje tračnice zadovoljava standard.
Koji su zahtjevi za dubinu kaljenog sloja glave tračnice u različitim radnim uvjetima?
Zahtjevi za dubinu kaljenog sloja glave tračnice u različitim radnim uvjetima značajno su različiti, a jezgra mora odgovarati tri ključna pokazatelja:osovinsko opterećenje vlaka, radnu brzinu i godišnju ukupnu prolaznu masu. Brze-željeznice imaju velike radne brzine vlakova i veliko kontaktno naprezanje kotača-tračnice te imaju visoke zahtjeve za otpornost glave tračnice na kontaktni zamor. Dubinu kaljenog sloja treba kontrolirati na 20-25 mm, a ravnomjernost mikrostrukture je strogo potrebna, a sadržaj zadržanog austenita treba kontrolirati na oko 5%. Te{11}}željeznice imaju veliko osovinsko opterećenje vlaka i veliku godišnju ukupnu prolaznu težinu te imaju izuzetno visoke zahtjeve za otpornost na habanje glave tračnice. Dubina kaljenog sloja trebala bi biti kontrolirana na 22-25 mm, a tvrdoća bi trebala dosezati iznad HRC60 kako bi izdržao teške-udare i abrazivno trošenje. Željeznice običnih brzina imaju malu radnu brzinu vlakova i osovinsko opterećenje te malu godišnju ukupnu težinu prijelaza. Dubina kaljenog sloja kontrolirana na 15-20 mm može zadovoljiti zahtjeve upotrebe, a tvrdoća se kontrolira na HRC58-60, uravnotežujući otpornost na trošenje i žilavost. Tranzitni vlakovi gradske željeznice imaju česta polaska i zaustavljanja i mnogo vremena sudara kotača s tračnicom. Dubinu kaljenog sloja treba kontrolirati na 18-22 mm, a sadržaj zadržanog austenita može se odgovarajuće povećati na 8% kako bi se povećala žilavost i izbjeglo pucanje glave tračnice.
Koje su metode detekcije i standardi za procjenu kvalitete za dubinu kaljenog sloja glave tračnice?
Metode detekcije dubine kaljenog sloja glave tračnice uglavnom uključujuultrazvučna metoda otkrivanja grešaka i metoda metalografskog mikroskopa, a kombinacijom dviju metoda može se postići točna detekcija i kvalitetna prosudba. Ultrazvučna metoda otkrivanja grešaka je ne-destruktivna metoda ispitivanja koja koristi poseban detektor grešaka na tračnicama s frekvencijom sonde od 5MHz. Dubina kaljenog sloja izračunava se signalom refleksije ultrazvučnih valova na granici između kaljenog sloja i matrice, s točnošću detekcije od ±1 mm, prikladnom za detekciju serije na proizvodnoj liniji i-provjeru na licu mjesta. Metoda metalografskog mikroskopa je destruktivna metoda ispitivanja. Potrebno je uzeti uzorke s glave tračnice, te nakon brušenja, poliranja i korozije promatrati mikrostrukturu i dubinu kaljenog sloja pod mikroskopom s povećanjem od 200 puta, pogodnim za laboratorijsku točnu detekciju i arbitriranje kvalitete. Standard prosudbe kvalitete temelji se na TB/T 2344-2012. Dubina kaljenog sloja trebala bi biti u rasponu od 15-25 mm, tvrdoća veća ili jednaka HRC58, mikrostruktura je fini igličasti temperirani martenzit, sadržaj zadržanog austenita manji ili jednak 8%, a nema grube strukture martenzita i bainita. Omjer uzorkovanja je 3 tračnice po seriji, a za svaku tračnicu detektirana su 3 poprečna presjeka. Ako je jedan presjek nekvalificiran, mora se provesti dvostruko uzorkovanje; ako je i dalje nekvalificirana, serija tračnica će se smatrati nekvalificiranom.