Globina razogljičenja na površini tirnice in nadzor kritičnega praga za nastanek razpoke zaradi utrujenosti glave tirnice
Zakaj razogljičena plast postane prednostno mesto za nastanek razpok zaradi utrujenosti v glavi tirnice in kakšen je njen mikro{0}}mehanizem?
Zaradi izgube ogljika se razogljičena plast spremeni iz visoko{0}}trdnega perlita v mehko mešanico ferita in perlita, s trdoto 30 %-50 % nižjo od trdote matrice. Pod kotalnim stikom med kolesom in tirnico mehka razogljičena plast ne prenese visoke kontaktne obremenitve in je podvržena močnemu plastičnemu toku, pri čemer nastanejo površinski drsni pasovi. Ta lokalizirana plastična deformacija ustvarja znatno koncentracijo napetosti na vmesniku med razogljičeno plastjo in trdo matrico, ki deluje kot "napetostna pregrada" zaradi nekompatibilne deformacije. Pri ciklični obremenitvi se mikrorazpoke začnejo na tem vmesniku, se širijo vzporedno z vozno površino in sčasoma tvorijo površinske utrujene razpoke.
Kakšne so razlike v predpisih o kritičnem pragu za globino razogljičene plasti glave tirnice med kitajskimi in mednarodnimi standardi?
Kitajski GB/T 2585 določa jasne mejne vrednosti: za tirnice za visoke-hitre in težke-vleke skupna globina razogljičenega sloja (celotna + delna) ne sme preseči0,5 mm, brez popolnega razogljičenja. UIC 860 je strožji, saj prepoveduje prekoračitev razogljičenih plasti0,3 mm for UIC 60 and above rails, with no continuous full decarburization allowed. AREMA standards grade by axle load: the threshold is 0.4mm for heavy-haul rails (>35t) in 0,6 mm za običajne tirnice. Te razlike odražajo različne stopnje nadzora nad tveganjem utrujenosti zaradi stika s kolesi-tirnico.
Katere posebne okvare tirnic nastanejo, ko globina razogljičenega sloja preseže kritični prag?
Prekomerno razogljičenje običajno povzročilomljenje površine glave tirnice, ki je sprva videti kot ribja-luska-kot luščenje. Te razpoke nato postanejo koncentratorji napetosti in pospešijo nastanek razpok zaradi utrujenosti kotalnega kontakta. Drugič, sproživalovitost glave tirnice, saj neenakomerna deformacija razogljičene plasti moti gladkost stika koles-tirnice in povzroči samo-vibriranje. V težkih-vlečnih vrstah,plastični tok glave tirnicese lahko zgodi, ko razogljičena kovina ekstrudira vstran in tvori "izbokline", kar resno vpliva na delovanje kolo{0}}tirnice.
Kako natančno nadzorovati globino razogljičene plasti s toplotno obdelavo med proizvodnjo tirnic?
Glavni nadzor je v "oksidacijska izolacija + hitro hlajenje." Med spletno toplotno obdelavo, preden glava tirnice vstopi v škatlo za kaljenje,zaščita inertnega plinaozproti-oksidacijski premazise uporabljajo za izolacijo glave vroče tirnice od zraka, kar preprečuje difuzijo ogljika pri viru. Pri kaljenju,neposredno hlajenje z-vodno meglo pod visokim pritiskomhitro ohladi površino tirnice od cone avstenitizacije do cone transformacije perlita v manj kot 2 sekundah, kar zmanjša čas difuzije ogljika. Poleg tega optimizacija temperaturnega polja kaljenja zagotavlja enakomerno temperaturo površine, izogibanje lokalnemu pregrevanju in močnemu razogljičenju ter stabilen nadzor globine znotraj praga.
Kako pri -odkrivanju napak na kraju samem natančno ugotoviti, ali je razogljičena plast prekomerna s kombinacijo pregleda površine in metalografske analize?
Neposredna meritev-na mestu ni mogoča; a "predhodna presoja stanja površine + metalografski pregled vzorčenja" se uporablja metoda. Najprej visoko{1}}sistemi za slikanje površin na vagonih za odkrivanje napak na tirnicah prepoznajo zgodnje razkosanje-luske ali nenormalno plastično deformacijo, označevanje sumljivih območij. Nato se z označenih območij vzamejo vzorci tirnic za metalografsko pripravo. V laboratoriju metalografski mikroskop meri globino razogljičene plasti pri 500-kratni povečavi. Popolna razogljičenje (brez perlit) in delno razogljičenje (prečiščene perlitne lamele) je njihova vsota skupna globina, ki se šteje za nekvalificirano, če presega standardni prag.