Оптимизација процеса термичке обраде рибље плоче и шема за повећање чврстоће споја шине на замор
Који су механизам квара замора и главни фактори утицаја на зглоб рибље плоче?
Механизам квара на замор зглоба рибље плоче јеиницирање и ширење прслине под наизменичним напоном. Током рада воза, постоји одређена мутација крутости на споју шине. Оптерећење шине -точка се преноси на рибља плоча кроз шину, узрокујући да плоча за рибу поднесе поновљена затезна и тлачна наизменична напрезања око рупа за вијке и на крајевима. Микропукотине се прво појављују у областима концентрације напона, а микропукотине настављају да се шире под наизменичним напоном. Када дужина пукотине достигне критичну вредност, рибља плоча се ломи. Главни фактори утицаја укључују три аспекта: прво,фактори материјалних перформанси. Ако челик 45# који се обично користи за рибље плоче није подвргнут разумној топлотној обради, његова затезна чврстоћа и жилавост су недовољне, а пукотине су склоне настанку у областима концентрације напона; друго,структурни фактори. Периферија рупа за вијке и крајеви рибље плоче су подручја концентрације напона. Ако периферија рупа није закошена, фактор концентрације напрезања ће се знатно повећати, убрзавајући иницирање пукотина; треће,фактори процеса. Неразумни параметри процеса термичке обраде, као што су прениска температура гашења и недовољно време каљења, довешће до неуједначене металографске структуре рибље плоче, преосталог напрезања и смањене отпорности на замор. Поред тога, стање одржавања линије ће такође утицати на квар због замора. Прекомерна висинска разлика на споју шине ће повећати додатно напрезање рибље плоче и скратити век трајања.
Који су основни параметри процеса и методе оптимизације термичке обраде гашења и каљења за рибље плоче?
Основни процес гашења и термичке обраде рибљих плоча јекаљење + каљење{{1}при високим температурама. Основни параметри процеса укључују пет аспеката: температуру гашења, време задржавања, брзину хлађења, температуру каљења и време каљења. За челичне рибље плоче од 45 #, оптимизовани опсег температуре гашења је 830-850 степени. Прениска температура ће довести до недовољне аустенитизације, а у металографској структури ће бити нераствореног ферита, смањујући чврстоћу рибље плоче; превисока температура ће довести до грубих зрна и смањене жилавости. Време држања се подешава према дебљини рибље плоче. За рибље плоче дебљине 20 мм, време држања је оптимизовано на 60-90 минута како би се обезбедила потпуна аустенитизација унутар материјала. Брзина хлађења усваја методугашење водом и хлађење уљем. Угашена рибља плоча се прво охлади на 300 степени у води, а затим пребацује у уље за хлађење. Овај метод може смањити стрес гашења и избећи пуцање рибље плоче. Температура каљења је оптимизована на 550-580 степени, а време каљења је оптимизовано на 120-150 минута. Каљење на високој температури може трансформисати металографску структуру у каљени сорбит, који има и високу чврстоћу и високу жилавост, и може значајно побољшати отпорност на замор. Метод оптимизације усваја ортогоналну методу испитивања, са затезном чврстоћом и ударном жилавошћу као индикаторима за процену, и оптимизује комбинацију пет параметара процеса да би се коначно одредила оптимална комбинација параметара, тако да је затезна чврстоћа рибље плоче већа од или једнака 650 МПа и жилавост на удар већа или једнака 30 Ј/цм².
Који су процес обраде површинског ојачања и функција периферије отвора за вијке на плочи са рибом?
Третман површинског ојачавања периферије отвора за вијке на плочи са рибом усваја композитни процесојачање ваљањем + обрада карбуризацијом. Ојачање ваљањем је први процес. Специјални алат за ваљање се користи за притисак на површину око отвора за вијке, изазивајући пластичну деформацију на површини око рупе, формирајући рад-очврснути слој дебљине 0,2-0,3 мм. Тврдоћа слоја{19}}очврслог слоја може да достигне ХВ350 или више, што је 30% више од тврдоће матрице. Ојачање ваљањем такође може смањити храпавост површине око рупе испод Ра0,8 и смањити изворе концентрације напона. Третман карбуризацијом је други процес. Ваљана рибља плоча се ставља у пећ за карбуризацију и држи на температури од 920-940 степени 4-6 сати како би се омогућило атомима угљеника да продру у површину око рупе. Дебљина карбуризованог слоја се контролише на 0,8-1,0 мм, а садржај угљеника у карбуризованом слоју је 0,8%-1,0%. Након третмана карбуризацијом, потребно је каљење на ниској температури на температури од 180-200 степени у трајању од 60 минута да би се елиминисао заостали стрес који настаје током процеса карбуризације. Процес ојачања композита има две главне функције: прво, побољшава тврдоћу и отпорност на хабање површине око рупе, спречавајући трење и хабање између вијка и периферије рупе; друго, формира резидуални напон притиска на површини око рупе, који може надокнадити део наизменичног затезног напрезања, смањити вероватноћу настанка прслине и повећати чврстоћу на замор рибље плоче за више од 40%.
Које су различите тачке пројектовања процеса термичке обраде између националних стандардних и страних стандардних рибљих плоча?
Различити дизајн процеса термичке обраде између националних стандардних и страних стандардних рибљих плоча произилази из разлика у њиховим материјалима и захтевима за сервисирање. Национални стандардни рибњаци углавном користе челик 45#, прилагођен националном стандарду шине од 60кг/м и 75кг/м, док страни стандардне рибље плоче углавном користе челик европског стандарда Ц45Е, прилагођен УИЦ60 и УИЦ54 шинама.Диференцијација процеса гашења: Температура гашења националних стандардних 45 # челичних рибљих плоча је 830-850 степени, користећи гашење водом и хлађење уља; температура гашења страних стандардних Ц45Е челичних плоча је 820-840 степени, користећи ваздушно хлађење. Пошто челик Ц45Е има бољу каљивост, униформна мартензитна структура се може добити ваздушним хлађењем, избегавајући ризик од пуцања изазваног хлађењем водом.Диференцијација процеса каљења: Температура каљења националних стандардних рибљих плоча је 550-580 степени, а време каљења је 120 минута, са циљем да се добије структура каљеног сорбита; температура каљења страних стандардних рибљих плоча је 520-550 степени, а време каљења је 150 минута, са циљем да се добије каљена трооститна структура, која има већу чврстоћу и погодна је за потребе европских тешких линија.Разликовање површинског ојачања: Национални стандард рибљих плоча усваја композитни процес ојачања ваљања + карбуризирања; стране стандардне рибље плоче усвајају процес јачања млазом, који може формирати заостали притисак на притисак на целокупној површини рибље плоче, погоднији за режим одржавања европских линија.
Који су предмети за испитивање и стандарди прихватања квалитета термичке обраде рибљих плоча?
Ставке за испитивање квалитета термичке обраде рибљих плоча укључују четири кључне ставке:испитивање металографске структуре, испитивање механичких својстава, испитивање површинске тврдоће и испитивање заосталих напрезања. Испитивање металографске структуре користи металографски микроскоп за посматрање микроструктуре рибље плоче. Квалификована структура националних стандардних рибљих плоча је каљени сорбит, степен величине зрна већи од или једнак 8, и нису дозвољени мрежни ферит или груба зрна; квалификована структура страних стандардних рибљих плоча је темперирани троостит, степен зрнасти већи од или једнак 7. Испитивање механичких својстава укључује затезну чврстоћу, границу течења, издужење и ударну жилавост. За националне стандардне рибље плоче, затезна чврстоћа већа или једнака 650МПа, граница течења већа или једнака 355МПа, издужење веће или једнако 16%, жилавост на удар већа од или једнака 30Ј/цм²; за стране стандардне рибље плоче, затезна чврстоћа већа или једнака 700МПа, граница течења већа или једнака 400МПа, издужење веће или једнако 14%, жилавост на удар већа или једнака 25Ј/цм². Тестирање површинске тврдоће користи Роцквелл тестер тврдоће за откривање тврдоће око рупа за вијке. Површинска тврдоћа националних стандардних рибљих плоча је ХРЦ28-32, а тврдоћа страних стандардних рибљих плоча је ХРЦ30-35. Тестирање преосталог напрезања користи рендгенски инструмент за мерење напрезања за детекцију заосталог напрезања око рупа за вијке. Вредност заосталог напрезања при притиску треба да буде већа или једнака 100 МПа и није дозвољено заостало затезно напрезање. Стандард прихватања је да су сва четири испитна предмета квалификована. Однос узорковања сваке серије рибљих плоча није мањи од 5%. Ако постоје неквалификовани артикли, потребно је двоструко узорковање. Ако су и даље неквалификовани, цела серија ће бити уклоњена.