Razlike u materijalu tračnica i mehaničkim svojstvima
Koje su osnovne karakteristike uobičajenih materijala za nacionalne standardne tračnice?
Glavni materijali nacionalnih standardnih tračnica su U71Mn i U75V, svaki prikladan za različite scenarije. U71Mn ima sadržaj ugljika od 0,65%-0,76% i sadržaj mangana od 1,10%-1,50%, uz dobru čvrstoću i žilavost, što ga čini preferiranim materijalom za obične željeznice. U75V postiže mikrolegiranje dodavanjem 0,04%-0,12% vanadija, što uvelike poboljšava čvrstoću i otpornost na habanje, te je prikladnije za željeznice za teški prijevoz i neke brze željeznice. Oba materijala strogo kontroliraju sadržaj fosfora i sumpora manji ili jednak 0,030% kako bi se osigurala stabilna izvedba i izbjegli kvarovi na liniji uzrokovani nedostacima materijala. Njihov dizajn mehaničkih performansi odgovara raznovrsnim operativnim potrebama domaćih željeznica i može igrati pouzdanu ulogu i na konvencionalnim brzim i na prugama za teške relacije.
Koje su istaknute karakteristike stranih standardnih materijala za tračnice u usporedbi s nacionalnim standardima?
Strani standardni materijali za tračnice precizno su optimizirani u skladu s regionalnim radnim potrebama, tvoreći karakteristike koje se razlikuju od nacionalnih standarda. Europski UIC standard obično koristi materijal S355Jr sa sadržajem ugljika manjim ili jednakim 0,22% i granicom razvlačenja većom ili jednakom 355 MPa, koji ima izvrsnu zavarljivost i prikladan je za gustu europsku željezničku mrežu. Američki AAR standard prihvaća AAR M102 Grade 115 materijal s vlačnom čvrstoćom većom od ili jednakom 790 MPa, fokusirajući se na povećanje otpornosti na zamor, pogodan za velika osovinska opterećenja i scenarije-prijevoza na velike udaljenosti. Ruske GOST standardne tračnice dodaju elemente legure kao što su krom i nikal, s izvanrednom otpornošću na-temperature, koje se mogu prilagoditi okruženju hladnih regija. Strani standardni materijali posvećuju više pozornosti ciljanom poboljšanju performansi, a ne univerzalnom dizajnu nacionalnih standarda, i mogu zadovoljiti potrebe posebnih radnih uvjeta.
Kako razlike u materijalu utječu na vlačnu čvrstoću tračnica?
Omjer sastava tračničkih materijala izravno određuje vlačnu čvrstoću, au ovom pokazatelju postoje očite razlike između domaćih i stranih standarda. Vlačna čvrstoća tračnica nacionalnog standarda U75V može doseći više od 980 MPa, mnogo više nego kod običnih materijala, koji mogu učinkovito podnijeti pritisak kotača-tračnice teških-vlakova. Vlačna čvrstoća europskog materijala S355Jr je između 510-680MPa, što je niže od čvrstoće nacionalnog standarda za teške-teškoće, ali je dovoljno za zadovoljenje europskih radnih potreba uglavnom na temelju srednjih i lakih opterećenja. Američki materijal AAR M102 Grade 115 ima izvrsnu vlačnu čvrstoću zbog visokog omjera legure i može se nositi s utjecajem naprezanja uzrokovanog čestim pokretanjima i zaustavljanjima. Prilagodba sadržaja ugljika, mangana, vanadija i drugih elemenata u materijalu ključno je sredstvo za postizanje različitih razina vlačne čvrstoće, izravno u skladu sa standardima dizajna nosivosti linije.
Koje su razlike u postupcima zavarivanja tračnica od različitih materijala?
Svojstva materijala određuju izbor postupka zavarivanja, a postoje značajne razlike u načinu zavarivanja domaćih i inozemnih standardnih tračnica. Nacionalna standardna tračnica U71Mn obično koristi postupak sučeonog zavarivanja, koji zahtijeva kontroliranje temperature predgrijavanja na 800-900 stupnjeva i tlaka uznemirenja na 100-120 MPa kako bi se osiguralo da čvrstoća zavarenog spoja bude u skladu s osnovnim metalom. Zbog svoje dobre zavarljivosti, europski materijal S355Jr može prihvatiti zavarivanje pod pritiskom plina koje je praktičnije za rad, s temperaturom zavarivanja kontroliranom na 1200-1300 stupnjeva, a fleksibilnost konstrukcije je veća. Američke AAR standardne tračnice moraju koristiti posebne materijale za zavarivanje koji sadrže nikal i molibden kako bi se osigurala otpornost i čvrstoća zavarenog spoja. Srž odabira procesa zavarivanja je prilagodba kemijskom sastavu materijala, izbjegavanje kvara spoja uzrokovanog nepravilnim zavarivanjem i utjecaja na ukupnu sigurnost linije.
Zašto su mikrolegirane tračnice kao što je U75V preferirane za teške-tegove?
Radne značajke teških-pruga određuju njihove visoke zahtjeve za željezničkim materijalima, a mikrolegirane tračnice kao što je U75V optimalan su izbor. Pruge za-teški prijevoz imaju velika osovinska opterećenja vlaka i velike količine prijevoza, a tračnice moraju dugo podnositi veliki kontaktni pritisak-na tračnice. Obični materijali skloni su trošenju, deformacijama i drugim problemima. Tretmanom mikrolegiranja vanadijem, U75V ima značajan učinak usitnjavanja zrna, a njegova tvrdoća i otpornost na habanje znatno su poboljšani, što može smanjiti stopu trošenja u teškim-uvjetima prijevoza. Njegova veća vlačna čvrstoća i granica tečenja mogu se učinkovito oduprijeti oštećenjima uslijed zamora uzrokovanih ponovljenim opterećenjem vlaka i produžiti životni vijek tračnica. U usporedbi s običnim materijalima, mikrolegirane tračnice mogu smanjiti učestalost održavanja i zamjene, prilagoditi se visokoj-čvrstoći i dugim{12}}ciklusnim radnim potrebama teških-pruga te osigurati stabilnost pruge.