Класификација основног материјала шине и пројектовање прилагођавања механичких својстава
Које су разлике у саставу материјала језгра У71Мн, У75В и У78ЦрВ националних стандардних шина?
Разлике у саставу три основне класе националних стандардних шина углавном се огледају у односу садржаја кључних легура елемената као што су угљеник, манган, ванадијум и хром. У71Мн је основна класа са садржајем угљеника од 0,68%-0,78% и садржајем мангана од 1,10%-1,40%, не садржи скоро никакве елементе ванадијума и хрома, а дизајн његовог састава се фокусира на основне механичке особине. У75В повећава садржај угљеника на 0,72%-0,82% на бази У71Мн и додаје 0,04%-0,12% ванадијума, који може да формира легуре карбида за побољшање чврстоће шине. У78ЦрВ је врхунски квалитет са садржајем угљеника од 0,75% -0,85%, а истовремено додаје 0,30% -0,60% хрома и 0,08% -0,15% ванадијума. Комбинација елемената двоструке легуре додатно оптимизује перформансе материјала. Подешавање пропорције различитих елемената је да се механичка својства сваке класе шине формирају у градијенту, да се прилагоде захтевима оптерећења различитих линија, а прецизна контрола садржаја елемента такође може да избегне унутрашње дефекте шина узрокованих неуједначеним саставом.
Зашто су материјали високог{0}}ванадијума и-са високим садржајем угљеника пожељнији за основни метал шина у тешким-путевима?
Шине у тешким{0}}путевима носе карактеристике оптерећења велике осовинске тежине и поновљеног удара, а високо-ванадијум и високо-врсте угљеника се преферирају углавном због својих одличних механичких својстава за прилагођавање тешким условима рада. Висок садржај угљеника може побољшати затезну чврстоћу и тврдоћу шине, знатно побољшати способност шине да се одупре пластичној деформацији и контактном замору и избегне депресију и деформацију главе шине под великим оптерећењем. Ванадијум карбид формиран комбинацијом ванадијума и угљеника може да оплемени зрно шине, побољша отпорност материјала на хабање и замор и смањи хабање главе шине узроковано поновљеним котрљањем тешких-возова. Граница течења и затезна чврстоћа шина са високим-ванадијумом и високим-класама угљеника су много веће од оних основних класа, што може ефикасно да распрши локални напон изазван тешким вучом и смањи вероватноћу пукотина на шинама. Поред тога, унутрашња структура шина од таквог материјала је гушћа и отпорност на удар је боља, што може да се носи са честим ударима точкова{10}}шине од тешких вучних линија-, продужи сервисни циклус шина и смањи учесталост одржавања и замене.
Које су основне разлике у перформансама материјала између шине међународног стандарда УИЦ60 и националног стандарда У75В шине?
Основне разлике у перформансама између УИЦ60 шине и националног стандарда У75В шине се огледају у три кључне димензије: затезна чврстоћа, расподела тврдоће и отпорност на хабање. Затезна чврстоћа УИЦ60 шине је око 880-980МПа, нешто нижа од 950-1050МПа националног стандарда У75В, а његов дизајн се више фокусира на пластичност и жилавост материјала него на екстремну чврстоћу. У погледу дистрибуције тврдоће, површинска тврдоћа главе шине УИЦ60 је 280-320ХБ, а прелаз тврдоће са главе шине на шину је нежнији; тврдоћа националног стандарда У75В главе шине је 300-350ХБ, а тврдоћа је концентрисана на радној површини главе шине са бољом отпорношћу на хабање. Што се тиче отпорности на хабање, национални стандард У75В има 15%-20% већу отпорност на хабање главе шине од УИЦ60 због додатка ванадијума, који је погоднији за велика осовинска оптерећења, док УИЦ60 има јачу отпорност на ширење прслина од замора и погодан је за европске радне услове високе фреквенције и средњег оптерећења. Разлике у перформансама између ова два произилазе из пропорционалног дизајна компоненти материјала, од којих обе треба да одговарају захтевима употребе линије према њиховим одговарајућим стандардима.
На које основне индикаторе се фокусира у тесту механичких перформанси основног метала шине?
Тест механичких перформанси основног метала за шине треба да се фокусира на пет основних индикатора: затезна чврстоћа, чврстоћа течења, издужење, ударна жилавост и тврдоћа, да би се свеобухватно проценило да ли материјал испуњава стандард. Затезна чврстоћа и граница течења директно одражавају способност шине да се одупре затезном напрезању и пластичној деформацији, који су основа носивости шине. Резултати испитивања морају да буду у складу са стандардним интервалом одговарајуће класе, а одступање не сме да прелази ±50МПа. Издужење одражава пластичност шине, а квалификовани стандард мора бити већи или једнак 10% како би се осигурало да шина неће бити изложена кртом лому под оптерећењем. Испитивање жилавости на удар има за циљ прилагодљивост шине на ниске-радне услове, тестирано на -20 степени или -40 степени, а енергија удара мора бити већа или једнака 30Ј да би се спречило крто ломљење шине у окружењу ниских температура. Тест тврдоће је углавном за радну површину главе шине, користећи Бринелл или Роцквелл метод тврдоће како би се осигурало да тврдоћа задовољава стандард и да је расподела уједначена, избегавајући прекомерно хабање узроковано недовољном локалном тврдоћом. Свих пет индикатора морају проћи тест, а сваки неквалификовани индикатор се сматра неквалификованим основним металом и забрањено му је пуштање у производњу.
Зашто материјални дизајн шине велике брзине{0}}треба да узме у обзир и високу чврстоћу и мали унутрашњи напон?
Шине великих{0}}брзина подносе високе-и -точкове велике брзине{3}}ударе шине током рада, а дизајн материјала који узима у обзир и високу чврстоћу и ниско унутрашње напрезање је основни захтев да би се обезбедила глаткоћа и безбедност колосека. Висока чврстоћа омогућава шини да се одупре динамичком оптерећењу и контактном напрезању које доносе брзи-возови, избегне пластичну деформацију, наборе и друге болести на глави шине и обезбеди носивост и отпорност на хабање шине. Низак унутрашњи напон може спречити савијање и деформисање шине током производње, полагања и сервисирања и обезбедити равност и глаткоћу шине. Захтеви за брзим пругама-за глаткоћу пруге су много већи од захтева за обичне-брзине, а мале деформације ће утицати на стабилност возова. Ако је унутрашњи напон шине превисок, чак и ако чврстоћа задовољава стандард, унутрашње пукотине ће се генерисати под дуготрајним-оптерећењем вибрацијама, а ширење пукотине ће лако изазвати лом шине и безбедносне незгоде. Дизајн материјала који узима у обзир и једно и друго може да омогући да шина велике{13}}брзе не само да има довољну носивост, већ и да одржи структурну стабилност, смањи касније трошкове одржавања и прилагоди се радним захтевима-брзих возова.