Porównanie składu materiału i odporności na zużycie pomiędzy szynami znormalizowanymi krajowymi i zagranicznymi
Dlaczego różnica w zawartości węgla między szyną GB 60 kg/m a szyną UIC60 wpływa na trwałość-zużycia?
Zawartość węgla w szynie GB 60 kg/m wynosi około 0,70%-0,80%, podczas gdy w szynie UIC60 wynosi 0,85%-0,95%. Wyższa zawartość węgla prowadzi do wyższej twardości osnowy szyny i lepszej odporności na zużycie. Szyna UIC ma wyższą zawartość węgla i większą zawartość martenzytu w główce szyny, która może skutecznie przeciwstawić się zużyciu ściernemu spowodowanemu tarciem koło-szyna. szyna GB ma niższą zawartość węgla i nieco niższą twardość; pod dużym obciążeniem i tarciem o wysokiej częstotliwości główka szyny jest podatna na zużycie i odpryski. Ponadto zwiększona zawartość węgla zwiększy kruchość szyny. Szyna UIC musi równoważyć wytrzymałość poprzez hartowanie i odpuszczanie, co jest kluczowym powodem jej dłuższej żywotności. Dlatego różnica w zawartości węgla jest głównym czynnikiem wpływającym na odporność na zużycie dwóch typów szyn.
Zewnętrzne szyny standardowe często zawierają elementy ze stopów chromu i wanadu. Jakie mają zalety w porównaniu z szynami GB?
Dodatek chromu i wanadu do zewnętrznych standardowych szyn może znacząco uszlachetnić ziarna, poprawić wytrzymałość na rozciąganie i odporność zmęczeniową. Chrom może poprawić hartowność szyny, dzięki czemu rozkład twardości główki szyny jest bardziej równomierny i pozwala uniknąć lokalnych miękkich punktów; wanad może tworzyć węgliki, zwiększając odporność szyny na zużycie i uderzenia. Szyny GB są w większości wykonane z materiałów nisko-stopowych lub nie-stopowych i pozbawionych takiego wzmocnienia stopowego. W warunkach dużej-prędkości i dużego-obciążenia są one podatne na odkształcenia plastyczne główki szyny. Zewnętrzne szyny standardowe z dodatkiem stopów mogą wydłużyć żywotność o 20%-30% w porównaniu z szynami GB, dzięki czemu lepiej nadają się do układania linek wysokiej jakości.
Dlaczego linie na obszarach zimnych i na dużych wysokościach-muszą wybierać zewnętrzne standardowe szyny o niskiej zawartości fosforu i siarki zamiast szyn GB?
Górna granica zawartości fosforu i siarki w szynach GB wynosi 0,04%, podczas gdy w zewnętrznych standardowych szynach-odpornych na zimno jest kontrolowana poniżej 0,025%. Niska zawartość zanieczyszczeń może obniżyć temperaturę przejścia w kruchość na zimno. Na zimnych obszarach-na dużych wysokościach temperatura zimą jest niska, a szyna jest podatna na kruche pękanie. Fosfor i siarka, jako pierwiastki szkodliwe, zwiększą kruchość szyny i przyspieszą propagację pęknięć. Zewnętrzne szyny standardowe redukują zanieczyszczenia dzięki technologii uszlachetniania, która może poprawić wytrzymałość w niskich-temperaturach i zapewnić dobrą plastyczność nawet w środowiskach poniżej -40 stopni. Szyny GB charakteryzują się dużą zawartością zanieczyszczeń i wysokim ryzykiem kruchego pękania w niskich temperaturach, co sprawia, że nie nadają się do układania w zimnych i położonych na dużych wysokościach obszarach. Jest to ważny przykład możliwości adaptacji materiału.
Jak różnica w hartowności materiałów szyny wpłynie na gradient twardości główki szyny?
Szyny o dobrej hartowności mają łagodniejszy gradient twardości od powierzchni do rdzenia główki szyny, a rozkład naprężeń pod wpływem siły jest bardziej równomierny. Hartowność zewnętrznych szyn standardowych jest lepsza niż szyn GB. Twardość powierzchni główki szyny może osiągnąć HB360-400, a twardość rdzenia może nadal utrzymywać się powyżej HB300, co może skutecznie rozproszyć naprężenia stykowe koła-szyny. Szyny GB charakteryzują się słabą hartownością, przy zbyt dużej twardości powierzchni główki szyny i małej twardości rdzenia, tworząc strukturę „twardej skorupy i miękkiego rdzenia”. Pod wpływem siły na interfejsie łatwo powstają mikro-pęknięcia. Przy długotrwałym-zmiennym obciążeniu mikropęknięcia będą się szybko rozprzestrzeniać, prowadząc do odpryskiwania główki szyny i wpływając na bezpieczeństwo jazdy.
Jak szybko rozróżnić odporność na zużycie szyn GB i zewnętrznych szyn standardowych poprzez badanie materiałów?
Spektrometr może być używany do wykrywania zawartości węgla, manganu i chromu w materiałach szynowych. Szyny o zawartości węgla większej lub równej 0,85% i zawartości manganu 1,0%-1,5% mają lepszą odporność na zużycie. Następnie za pomocą twardościomierza Brinella wykrywa się twardość powierzchni główki szyny. Szyny o twardości większej lub równej HB360 spełniają wymagania odporności na zużycie. Jednocześnie można przeprowadzić próbę udarności przy spadku ciężaru w celu wykrycia udarności w niskiej temperaturze. Odporność na uderzenia zewnętrznych standardowych szyn jest zwykle o 15% -20% wyższa niż w przypadku szyn GB. Łącząc te trzy wyniki testów, można szybko ocenić odporność szyny na zużycie i zmęczenie, co stanowi podstawę do wyboru linii.