Национални стандард/међународни стандардни шински материјал Металуршка контрола квалитета и технологија хомогенизације перформанси
Које су разлике у саставу материјала и применљиви сценарији линија између националне стандардне шине У71Мн и У75В?
Садржај угљеника у националној стандардној шини У71Мн је контролисан на 0,70%-0,75%, садржај мангана на 1,10%-1,40%, без елемента ванадијума, који има добру пластичност и заварљивост, погодан за ниске{16}}тешке-брзине тешке{24}}возне линије као што су обичне шинске пруге и обичне пруге. У75В шина има садржај угљеника од 0,73%-0,80%, садржај мангана од 1,00%-1,30% и додаје 0,04%-0,12% елемента ванадијума. Ванадијум се комбинује са угљеником и азотом да би формирао карбонитриде, пречишћавао зрна, побољшавао чврстоћу и отпорност на хабање шине и посебно је дизајниран за пруге великих брзина и путничке линије. Затезна чврстоћа шине У71Мн је ≥880МПа, а издужење је ≥10%, задовољавајући утицај оптерећења обичних железничких возова; затезна чврстоћа У75В шине је ≥980МПа, а издужење је ≥9%, што може да се одупре високофреквентном наизменичном напрезању брзе железничке шине. За ваљање две врсте шина морају се усвојити диференцирани контролисани процеси ваљања и хлађења. У75В треба да дода корак третмана раствором ванадијума како би се осигурало да елементи ванадијума дају пуну игру ефекту јачања. Одступање састава материјала националних стандардних шина мора се контролисати у оквиру ±0,02%, а свака серија мора бити тестирана пре напуштања фабрике, а производи са прекомерним саставом су строго забрањени за употребу.
Које су разлике у перформансама и захтеви за сертификацију између страних стандардних шина Р260 (УИЦ стандард) и Т1 (АСТМ стандард)?
Затезна чврстоћа стандардне шине УИЦ Р260 је ≥880МПа, тврдоћа по Бринелу ХБ260-300, жилавост на удар ≥27Ј/цм², погодна за европску прекограничну железницу-и градски железнички транзит. Мора да прође ЕН13674-1 сертификат да би испунио техничке захтеве интероперабилности. АСТМ стандардна Т1 шина има затезну чврстоћу ≥900МПа, тврдоћу по Бринелу ХБ280-320, а њена отпорност на хабање је 10% већа од оне код Р260. Посебно је дизајниран за северноамеричке тешке теретне линије. Мора да прође ААР М1003 сертификат да би потврдио његову отпорност на хабање и отпорност на замор. Садржај сумпора и фосфора у шини Р260 мора бити ≤0,03%, а садржај инклузија је строго контролисан како би се избегле напрслине од замора на глави шине. Т1 шина усваја процес вакуумског дегазирања, са садржајем кисеоника ≤20ппм, што у великој мери смањује унутрашње дефекте порозности. Сертификациони тест страних стандардних шина мора да покрије више димензија као што су затезање, удар, тврдоћа и металографска структура, и може ући на циљно тржиште тек након што прође сертификацију. Шине различитих стандарда се не могу мешати, иначе ће доћи до абнормалног хабања точкова и шина због разлика у перформансама, што утиче на безбедност вожње.
Које су опасности укључивања у металуршки процес шина и прецизну технологију управљања?
Укључци у шинама углавном укључују крхке честице као што су глиница и манган сулфид. Ове честице ће уништити континуитет шинске матрице, постати извори концентрације напона, изазвати појаву пукотина под оптерећењем шине -точкова и скратити радни век шина за 30%-50%. Велики-укључци (пречник ≥50μм) ће такође изазвати љуштење шине током брушења главе шине, утицати на глаткоћу површине шине и повећати вибрације шине{12}}точка. Прецизна контрола инклузија мора почети од процеса производње челика, усвајањем процеса прераде у ЛФ пећи + ВД процеса вакуумског дегазирања. Рафинирање у ЛФ пећи може уклонити инклузије оксида у растопљеном челику, а ВД вакуум дегазирање може смањити садржај водоника и азота, смањујући инклузије гаса. Технологија електромагнетног мешања је усвојена у процесу континуалног ливења ради рафинисања зрна, уједначавања инклузија и избегавања локалног агрегирања; током ваљања, велике-инклузије се дробе кроз-пластичне деформације на високој температури да би се смањиле њихове опасности. Пре него што шина напусти фабрику, мора се извршити металографско испитивање, а степен укључивања мора бити ≤2. Производи који премашују стандард морају бити поново термички обрађени или одложени.
Који су узроци сегрегације шинског материјала и техничке мере за третман хомогенизације?
Сегрегација шинског материјала се дели на централну сегрегацију и дендритску сегрегацију. Централна сегрегација се формира неравномерним очвршћавањем растопљеног челика током континуираног ливења и обогаћивањем растворених елемената у центру; дендритска сегрегација је узрокована неравномерном расподелом растворених елемената на границама зрна и унутар зрна током раста зрна. Сегрегација ће узроковати локалне разлике у саставу шине, што ће резултирати неуједначеном расподелом тврдоће главе шине, смањеном отпорношћу на хабање, па чак и љуштењем главе шине у тешким случајевима. Основна технологија третмана хомогенизације је контролисан процес ваљања и хлађења. Током ваљања, усваја се ваљање великих деформација у високо{4}}температурном аустенитном региону, са количином деформације ≥60%, да би се разбила дендритска структура и унапредила хомогенизација композиције; након ваљања, секционо хлађење је усвојено за контролу брзине хлађења на 5-10 степени / с како би се избегла неуједначена структура узрокована пребрзим хлађењем. За шине са озбиљном сегрегацијом, може се усвојити третман ван мреже, са температуром жарења контролисаном на 720-750 степени и држањем 2-3 сата да би се омогућила довољна дифузија растворених елемената и елиминисали дефекти сегрегације. Након третмана хомогенизације, градијент тврдоће шине мора бити тестиран, а разлика у тврдоћи од површине главе шине ка унутрашњој мора бити ≤20ХБ да би се обезбедиле уједначене и стабилне перформансе.
Које су основне ставке и квалификациони критеријуми за испитивање квалитета железничке металургије?
Кључне ставке металуршког испитивања квалитета шине укључују анализу хемијског састава, оцену укључивања, испитивање металографске структуре и испитивање механичких својстава. Анализа хемијског састава помоћу спектрометра детектује садржај угљеника, мангана, ванадијума и других елемената, а одступање мора да испуњава захтеве националних/страних стандарда. Оцењивање укључивања користи металографски микроскоп, процењен према стандарду ГБ/Т 10561, а оцене инклузија класе А (сулфид) и класе Б (алуминијум) морају бити ≤2. Испитивање металографске структуре захтева да глава шине буде фина перлитна структура са перлитним ламеларним размаком ≤0,2μм. Ненормалне структуре као што су мартензит и бејнит су строго забрањене, што ће довести до кртог лома шине. Испитивање механичких својстава укључује испитивање затезања, испитивање на удар и испитивање тврдоће. Тест затезања захтева затезну чврстоћу и издужење да би се испунио стандард, тест на удар захтева жилавост при ниским температурама ≥20Ј/цм² (-20 степени), а тест тврдоће захтева тврдоћу главе шине ХБ280-320. Тек када су сви испитни предмети квалификовани, металуршки квалитет се може оценити као на нивоу стандарда. Ако је нека ставка неквалификована, производни процес се мора пратити и поново тестирати након исправљања.