Nacionalna standardna tehnologija kontrole čistoće materijala tračnica i rješenje za poboljšanje otpornosti na habanje glave tračnice
Koje su opasnosti i standardi kontrole nečistoća sumpora i fosfora u rastaljenom čeliku tračnica s nacionalnim standardima?
Nečistoće sumpora i fosfora u rastaljenom čeliku nacionalnih standardnih tračnica ključni su štetni elementi koji utječu na performanse tračnica. Sumpor se spaja sa željezom i stvara uključke željeznog sulfida, koji uzrokuju vruću krtost tijekom kotrljanja tračnica i dovode do mikropukotina unutar tračnice. Fosfor oštro smanjuje nisko{2}}temperaturnu žilavost tračnice, lako uzrokujući krti lom glave tračnice u alpskim regijama. Prema standarduŽeljeznica za -brzu željeznicu(TB/T 3276), sadržaj sumpora u željezničkim tračnicama velikih-brzina mora se kontrolirati ispod 0,005%, a sadržaj fosfora ispod 0,010%. Za obične-brze tračnice, sadržaj sumpora i fosfora također bi trebao biti manji od 0,015% odnosno 0,025%. Prekomjerni sadržaj nečistoća smanjit će vlačnu čvrstoću tračnice za više od 10% i skratiti vijek trajanja od zamora za oko 30%, ozbiljno ugrožavajući sigurnost vožnje. Tijekom proizvodnje potreban je spektrometar za praćenje sastava rastaljenog čelika u stvarnom vremenu. Nakon što sadržaj nečistoća prijeđe prag, parametri procesa rafiniranja se odmah prilagođavaju kako bi se osiguralo da materijal tračnica zadovoljava standarde. Strogi standardi kontrole nečistoća ključ su za razlikovanje nacionalnih standardnih tračnica od običnog čelika i temelj za osiguravanje dugoročno-stabilnog rada tračnice.
Koji su ključni koraci i funkcije vanjskog procesa rafiniranja za nacionalne standardne tračnice?
Temeljni koraci vanjskog procesa pročišćavanja za nacionalne standardne tračnice uključuju tri veze: LF pročišćavanje, VD vakuumsko otplinjavanje i tretman dodavanja žice. LF rafinacija povećava temperaturu rastaljenog čelika kroz grijanje električnim lukom i dodaje tvari za stvaranje troske kao što je vapno za apsorpciju nečistoća sumpora i fosfora u rastaljenom čeliku, postižući preliminarno pročišćavanje. VD veza za vakuumsko otplinjavanje postavlja rastaljeni čelik u vakuumsko okruženje kako bi se smanjio sadržaj plinova vodika i dušika u rastaljenom čeliku. Sadržaj vodika mora se kontrolirati ispod 2 ppm kako bi se izbjegle pukotine-u tračnicama uzrokovane vodikom, što je osobito važno za željezničke tračnice velikih-brzina. Tretman dodavanja žice uključuje dodavanje žice od kalcij-željeza u rastaljeni čelik. Kalcij reagira s inkluzijama aluminijevog oksida u rastaljenom čeliku stvarajući spojeve niske-tališta-koje je lako isplivati i ukloniti, čime se dodatno poboljšava čistoća rastaljenog čelika. Vanjski proces rafiniranja može povećati čistoću rastaljenog čelika na preko 99,95%, uvelike smanjujući broj lomljivih inkluzija i osiguravajući visoko{13}}kvalitetni osnovni materijal za naknadno valjanje i toplinsku obradu. Primjena ovog procesa također može optimizirati metalografsku strukturu tračnice, stvarajući jedinstvenu perlitnu strukturu u području glave tračnice i poboljšavajući otpornost na trošenje.
Koji su parametri procesa i principi ojačanja površinskog kaljenja za glavu tračnice nacionalnih standardnih tračnica?
Površinsko kaljenje glave nacionalne standardne tračnice prihvaća srednje{0}}proces indukcijskog kaljenja. Osnovni parametri procesa uključuju temperaturu zagrijavanja, vrijeme zadržavanja i brzinu hlađenja. Temperaturu grijanja treba kontrolirati na 880-920 stupnjeva. Ovaj temperaturni raspon može austenitizirati površinski sloj glave tračnice bez uzrokovanja grubljanja zrna. Vrijeme zadržavanja postavljeno je na 30-60 sekundi kako bi se osigurala potpuna austenitizacija unutar dubine od 5-8 mm površinskog sloja glave tračnice. Brzina hlađenja kontrolirana je na 15-20 stupnjeva / s korištenjem metode hlađenja vodenom maglom pod visokim-tlakom za brzu transformaciju austenita u temperiranu martenzitnu strukturu. Njegov princip jačanja je formiranje očvrsnutog sloja tvrdoće do HRC58-62 na površini glave tračnice brzim zagrijavanjem i hlađenjem, dok unutrašnjost tračnice održava perlitnu strukturu dobre žilavosti, postižući podudarnost performansi "tvrdo izvana i žilavo iznutra". Nakon površinskog kaljenja glave tračnice, potrebno je kaljenje na niskim temperaturama na 200-220 stupnjeva kako bi se uklonilo naprezanje pri kaljenju i izbjegle pukotine pri kaljenju. Nakon površinskog kaljenja, otpornost na habanje nacionalne standardne glave tračnice povećava se više od 2 puta, što može izdržati visokofrekventni udar međudjelovanja kotača i tračnice vlaka velikih brzina.
Koje su metode otkrivanja i pokazatelji procjene životnog vijeka istrošenosti glave tračnica nacionalnih standardnih tračnica?
Metode otkrivanja istrošenosti glave tračnica nacionalnih standardnih tračnica dijele se na ručno otkrivanje i automatsko otkrivanje. Ručno otkrivanje koristi ravnalo istrošenosti glave tračnice za mjerenje okomitog i bočnog trošenja glave tračnice. Ograničenje okomitog trošenja tračnica-brze željeznice je 6 mm. Kod prekoračenja granice, potrebno je pravovremeno brušenje ili zamjena. Automatsko otkrivanje koristi vozilo za inspekciju tračnica za prikupljanje podataka o profilu glave tračnice u stvarnom vremenu pomoću tehnologije laserskog skeniranja i izračunava količinu istrošenosti usporedbom sa standardnim profilom, s točnošću otkrivanja do 0,1 mm, prikladno za-otkrivanje linija u velikim razmjerima. Osnovni pokazatelji za procjenu životnog vijeka glave tračnice uključuju stopu trošenja, vrijeme nastanka pukotine uslijed zamora i distribuciju tvrdoće. Godišnja stopa trošenja tračnica-za brze željeznice trebala bi se kontrolirati unutar 0,5 mm/godišnje, što se može smanjiti na 1,0 mm/godišnje za obične{13}}brze tračnice. Vrijeme nastanka pukotine uslijed zamora je ključno za procjenu vijeka trajanja tračnica. Visoko{16}}kvalitetne nacionalne standardne tračnice će razviti mikropukotine tek nakon 5 godina upotrebe, dok će tračnice s lošom kvalitetom materijala izazvati pukotine za 1-2 godine. Indeks distribucije tvrdoće zahtijeva ujednačenu tvrdoću kaljenog sloja glave tračnice, s odstupanjem tvrdoće manjim ili jednakim HRC2, izbjegavajući lokalno prekomjerno trošenje zbog nejednake tvrdoće.
Koja je metoda provjere korelacije između čistoće materijala i otpornosti na habanje nacionalnih standardnih tračnica?
Provjera korelacije između čistoće materijala i otpornosti na habanje nacionalnih standardnih tračnica prihvaća kombinaciju laboratorijskih ispitivanja i ispitivanja na terenu. U laboratorijskim ispitivanjima odabiru se uzorci tračnica različite čistoće, a radni uvjeti vlaka simuliraju se na kotaču-stroju za ispitivanje trošenja tračnica. Isto opterećenje i broj ciklusa primjenjuju se kako bi se usporedila količina istrošenosti uzoraka. Rezultati pokazuju da se za svakih 0,01% povećanja čistoće rastaljenog čelika, otpornost na habanje tračnice povećava za 5%-8%, pokazujući značajnu pozitivnu korelaciju između ta dva. Terenski servisni testovi odabiru tračnice različite čistoće iz iste serije, polažu ih u isti dio pruge, redovito otkrivaju istrošenost glave tračnice i pukotine, s razdobljem praćenja od 3 godine. Podaci testiranja pokazuju da je stupanj trošenja tračnica visoke -čistoće 30% niži nego kod tračnica obične čistoće, a vrijeme nastanka pukotina kasni za više od 2 godine. Provjera korelacije također treba kombinirati metalografsku analizu kako bi se uočio broj i distribucija inkluzija u tračnicama različite čistoće. Što su inkluzije manje i manje, to je otpornost tračnice na habanje bolja. Provjerom se može razjasniti zakon utjecaja čistoće materijala na otpornost na habanje, pružajući podršku podacima za optimizaciju procesa proizvodnje tračnica.