Warmtebehandelingsproces voor railoppervlakken en verbetering van de slijtvastheid
Wat zijn de kernparameters van het afschrikproces van het spooroppervlak?
De kernparameters van het afschrikken van het spooroppervlak zijn onder meer de verwarmingstemperatuur, de houdtijd en de afkoelsnelheid, die rechtstreeks de metallografische structuur en mechanische eigenschappen van het loopvlak van de spoorstaaf bepalen. De verwarmingstemperatuur wordt gewoonlijk geregeld op 850-900 graden, wat nauwkeurig moet worden afgestemd op het railmateriaal om vergroving van de korrels als gevolg van te hoge temperaturen te voorkomen. De houdtijd is over het algemeen 3-5 minuten, met als doel de oppervlaktelaag van de railkop gelijkmatig te verwarmen en een consistente hardheidsverdeling na het afschrikken te garanderen. De koelsnelheid moet worden aangepast aan het lijntype: voor lijnen voor zwaar transport wordt een snellere koelsnelheid toegepast om een hogere hardheid te verkrijgen, terwijl voor hogesnelheidslijnen de koelsnelheid op passende wijze wordt vertraagd om blusscheuren te voorkomen. De gecoördineerde controle van deze parameters is de sleutel om ervoor te zorgen dat de prestaties van het spoor na de warmtebehandeling aan de norm voldoen.
Wat zijn de vereisten voor de oppervlaktehardheid voor rails die worden gebruikt in zware- transportlijnen?
De oppervlaktehardheid van het loopvlak van de railkop voor zware-treklijnen moet 380-420HB bedragen. Dit hardheidsbereik is effectief bestand tegen herhaaldelijk rollen en slijtage van zware-treinwielstellen. Wanneer de hardheid lager is dan 380HB, is het railloopvlak gevoelig voor plastische vervorming en overmatige slijtage, waardoor de levensduur van de rail wordt verkort. Als de hardheid groter is dan 420HB, zal de taaiheid van de rail afnemen en is het gemakkelijk om brosse breuken te veroorzaken onder de impactbelasting van treinen. Om deze hardheidsnorm te behouden, is het noodzakelijk om het warmtebehandelingsproces aan te passen aan het railmateriaal in productie, en tegelijkertijd een strikt hardheidstestproces te ondersteunen. Rails voor zwaar transport die aan de hardheidseisen voldoen, kunnen hun levensduur 2 tot 3 keer verlengen en de onderhoudskosten van de lijn aanzienlijk verlagen.
Waarom moeten hittebehandelingen met hoge-rails een evenwicht vinden tussen hardheid en taaiheid?
Als er hoge-snelheidstreinen rijden, is er niet alleen rolwrijving tussen het wiel en de rail, maar ook hoog-stootbelastingen. Dit vereist dat de rail voldoende hardheid heeft om slijtage te weerstaan en een goede taaiheid om schokken te weerstaan. Als alleen een hoge hardheid wordt nagestreefd zonder rekening te houden met de taaiheid, is de kans groot dat er micro-scheurtjes in het railloopvlak ontstaan en dat de uitzetting van de scheuren spoorbreuk veroorzaakt, wat de rijveiligheid ernstig in gevaar brengt. Als de taaiheid te hoog is, maar de hardheid onvoldoende, zal de slijtagesnelheid van het railloopvlak toenemen, waardoor frequente railvervanging nodig is en de bedrijfskosten stijgen. Daarom moet bij de warmtebehandeling van hoge-snelheidsrails een procescombinatie van "afschrikken + lage- temperatuurontlaten" worden toegepast. Terwijl het de oppervlaktehardheid groter dan of gelijk aan 320HB garandeert, verbetert het de slagvastheid van de railkop om de optimale balans tussen hardheid en taaiheid te bereiken.
Wat zijn de kwaliteitsinspectie-items na een warmtebehandeling van het spoor?
Het eerste kwaliteitsinspectie-item na de warmtebehandeling van de rail is het testen van de oppervlaktehardheid. Er wordt een Brinell-hardheidsmeter gebruikt om meer- puntmonstertests uit te voeren op het loopvlak van de railkop om er zeker van te zijn dat de hardheidswaarde aan de standaardvereisten voldoet. De tweede is het testen van de metallografische structuur. De metallografische structuur van de oppervlaktelaag van de railkop wordt waargenomen door een microscoop, die uniform getemperd martensiet of bainiet moet tonen, waardoor defecten zoals netwerkcarbiden worden vermeden. De derde is niet--destructief oppervlakteonderzoek. Met behulp van ultrasone of magnetische deeltjesfoutdetectieapparatuur wordt gecontroleerd of er verborgen gevaren bestaan, zoals blusscheuren in de spoorstaafkop. Bovendien is het noodzakelijk om de dimensionale veranderingen van de spoorstaafkop te detecteren om ervoor te zorgen dat het spoorstaafkopprofiel na warmtebehandeling voldoet aan de ontwerptoleranties en de wielrailcoördinatie niet beïnvloedt. Volledige inspectie-items kunnen de kwaliteit van warmtebehandelde rails volledig garanderen en voorkomen dat niet-gekwalificeerde producten in gebruik worden genomen.
Wat zijn de verschillen in het aanpassingsvermogen van de warmtebehandeling van rails gemaakt van verschillende materialen?
U71Mn-rails hebben een gematigd koolstofgehalte en een goede hardbaarheid. Ideale hardheid en taaiheid kunnen worden verkregen door conventionele afschrik- en temperprocessen, die geschikt zijn voor conventionele spoorwegen en hogesnelheidslijnen. U75V-rails worden toegevoegd met vanadiumelementen en de gevormde vanadiumcarbiden kunnen korrels verfijnen. Na een warmtebehandeling zijn de sterkte en slijtvastheid beter, waardoor ze geschikt zijn voor zware-transportlijnen. Rails van hoog-koolstofstaal hebben een relatief hoog koolstofgehalte en de hardheid is aanzienlijk verbeterd na warmtebehandeling, maar de taaiheid is relatief laag. De koelsnelheid moet strikt worden gecontroleerd en ze worden voornamelijk gebruikt in scenario's met lage-snelheid en zware-belasting, zoals speciale mijnlijnen. Het warmtebehandelingsproces van roestvrijstalen rails is relatief speciaal en een oplossingsbehandeling is vereist om de corrosieweerstand te verbeteren. Het bereik van de hardheidstoename is beperkt en ze worden meestal gebruikt voor lichte sporen in corrosieve omgevingen. De verschillen in samenstelling van rails gemaakt van verschillende materialen bepalen hun aanpassingsvermogen aan warmtebehandelingsprocessen en uiteindelijke prestaties.