Контролисање дубине очврслог слоја и повећање отпорности на хабање националних стандардних шинских глава
Који је идеални опсег дубине каљеног слоја на глави шине националних стандардних шина?
Идеалан опсег дубине каљеног слоја на глави шине националних стандардних шина је15-25мм, а овај опсег дубине може уравнотежити отпорност на хабање и жилавост шине. Када је дубина каљеног слоја мања од 15 мм, очврснути слој се лако брзо носи под поновљеним трењем точка и шине, излажући структуру матрице добре жилавости, али ниске тврдоће, што доводи до значајног убрзања стопе хабања и скраћује животни век шине за више од 30%. Када је дубина каљеног слоја већа од 25 мм, крхкост шине се повећава и лако је напукнути главу шине под ниским температурама или тешким-ударцима при вучењу, што доводи до несрећа у безбедности пруге. За шине од 60 кг/м које се користе у железницама за тешке{8}}превозе, дубина каљеног слоја може се контролисати на 20-25 мм да би се повећала отпорност на хабање; за шине од 50 кг/м који се користе у железници са обичном брзином, дубина гашеног слоја контролисана на 15-20 мм може да задовољи захтеве употребе. За детекцију дубине угашеног слоја потребно је користити ултразвучни детектор грешака са тачношћу детекције од ±1 мм.
Које су кључне тачке процеса за контролу дубине каљеног слоја на глави шине националних стандардних шина?
Кључне тачке процеса за контролу дубине каљеног слоја на глави шине националних стандардних шина су концентрисане на три кључна параметра:температура грејања, брзина хлађења и време задржавања, које је потребно прецизно регулисати да би се постигла циљна дубина. Веза за грејање прихвата индукционо грејање средње фреквенције, а температура грејања се контролише на 880-920 степени. Овај температурни опсег може у потпуности аустенитизирати структуру главе шине, припремајући се за накнадно гашење. Претерано висока температура ће довести до грубих зрна и смањити жилавост шине, док претерано ниска температура не може да формира уједначену аустенитну структуру. Веза за хлађење прихвата хлађење воденом маглом под високим притиском, а брзина хлађења се контролише на 50-80 степени/с. Брзина хлађења одређује дубину и тврдоћу каљеног слоја. Превише брза брзина хлађења ће повећати унутрашње напрезање шине, док ће претерано мала брзина хлађења резултирати недовољном дубином угашеног слоја. Време држања се контролише на 5-8 минута како би се обезбедила уједначена температура унутар главе шине и избегла неуједначена дебљина гашеног слоја узрокована температурним градијентом. Регулација параметара процеса треба да усвоји аутоматски контролни систем за праћење температуре и брзине хлађења у реалном времену како би се осигурала конзистентност дубине гашеног слоја.
Какав је утицај микроструктуре каљеног слоја главе шине на отпорност шине на хабање?
Утицај микроструктуре каљеног слоја главе шине на отпорност шине на хабање је пресудан, а идеална микроструктура јефини игличасти каљени мартензит + мала количина задржаног аустенита. Тврдоћа финог игличастог каљеног мартензита је чак ХРЦ58-62, који има одличну отпорност на хабање, може да се одупре абразивном хабању и хабању лепка узрокованим контактом са -шином точкова, а његова стопа хабања је 60% нижа од оне код перлитне структуре. Садржај мале количине задржаног аустенита се контролише на 5%-8%, што може побољшати жилавост каљеног слоја, ублажити напрезање изазвано ударом точка о шину и избећи пукотине у каљеном слоју. Ако је микроструктура гашеног слоја груби игличасти мартензит, он је крт и лако се одлепи под ударним оптерећењем, што доводи до удубљења на површини главе шине; ако се структура баинита појави у каљеном слоју, његова тврдоћа је ниска, отпорност на хабање је знатно смањена, а циклус млевења шина ће бити скраћен на половину оригинала. Стога, регулација процеса гашења треба да има за циљ добијање идеалне микроструктуре како би се осигурало да отпорност шине на хабање испуњава стандард.
Који су захтеви за дубину каљеног слоја главе шине у различитим условима рада?
Захтеви за дубину каљеног слоја на глави шине у различитим условима рада су значајно различити, а језгро је да одговара три кључна индикатора:осовинско оптерећење воза, радна брзина и годишња укупна пролазна тежина. Пруге великих{1}}брзина имају велику радну брзину воза и велики контактни напон{2}}точкова са шином, и имају високе захтеве за отпорност главе шине на замор контакта. Дубина каљеног слоја треба да се контролише на 20-25 мм, а уједначеност микроструктуре је строго захтевана, а садржај задржаног аустенита треба контролисати на око 5%. Тешке{11}}железнице имају велико осовинско оптерећење воза и велику годишњу укупну пролазну тежину и имају изузетно високе захтеве за отпорност на хабање главе шине. Дубина каљеног слоја треба да се контролише на 22-25 мм, а тврдоћа треба да достигне изнад ХРЦ60 да би издржала тешке-ударе при вучењу и абразивно хабање. Обичне брзе пруге имају ниску радну брзину воза и осовинско оптерећење и ниску годишњу укупну пролазну тежину. Дубина каљеног слоја контролисана на 15-20 мм може да задовољи захтеве употребе, а тврдоћа се контролише на ХРЦ58-60, балансирајући отпорност на хабање и жилавост. Транзитни возови градске железнице често покрећу и заустављају се и имају много времена удара између точкова и шина. Дубина каљеног слоја треба да се контролише на 18-22 мм, а садржај задржаног аустенита може се на одговарајући начин повећати на 8% да би се побољшала жилавост и избегло пуцање главе шине.
Које су методе детекције и стандарди за процену квалитета за дубину каљеног слоја на глави шине?
Методе детекције дубине угашеног слоја главе шине углавном укључујуултразвучна метода детекције грешака и метода металографског микроскопа, а комбинацијом ове две методе може се постићи тачна детекција и процена квалитета. Метода ултразвучне детекције грешака је метода без{1}}деструктивног испитивања, која користи посебан детектор шина са фреквенцијом сонде од 5МХз. Дубина гашеног слоја се израчунава сигналом рефлексије ултразвучних таласа на интерфејсу између гашеног слоја и матрице, са тачношћу детекције од ±1 мм, погодном за детекцију серије на производној линији и на-проверу на лицу места. Метода металографског микроскопа је метода деструктивног испитивања. Неопходно је узети узорке са главе шине, а након брушења, полирања и корозије, посматрати микроструктуру и дубину каљеног слоја под микроскопом са увећањем од 200 пута, погодним за лабораторијски тачну детекцију и арбитражу квалитета. Стандард за процену квалитета је заснован на ТБ/Т 2344-2012. Дубина каљеног слоја треба да буде у опсегу од 15-25мм, тврдоћа већа или једнака ХРЦ58, микроструктура је фини игличасти каљени мартензит, садржај задржаног аустенита мањи или једнак 8%, и нема грубе мартензитне и беинитне структуре. Однос узорковања је 3 шине по серији, а за сваку шину се детектују 3 попречна пресека. Ако је један попречни пресек неквалификован, врши се двоструко узорковање; ако је и даље неквалификована, серија шина ће се оценити као неквалификована.