Zakaj se uporablja kaljenje glav tirnic
Na ovinkih, vzponih in težkih-vlečnih progah se glava tirnice obrabi zaradi stika s kolesom-tirnice in trpi zaradi utrujenosti kotalnega kontakta (RCF), kot so lomljenje, počepi in valovita obraba. Utrjevanje glave dvigne površinsko trdoto tirnice, tako da sta obraba in RCF nadzorovana, zaradi česar je tirnica daljša v uporabi. Za kitajsko prakso je tipičen razred U75VH -kaljene glave, ki ga pokriva TB/T 2344, za evropsko prakso pa razreda R350HT in R400HT v EN 13674-1.
Postopki kaljenja glave skupnega voda
| Proces | Ogrevanje in hlajenje | Utrjena globina | Tipična uporaba |
|---|---|---|---|
| Indukcijsko kaljenje | Visoko{0}}frekvenčna indukcijska tuljava segreje glavo na približno 850 do 900 stopinj Celzija, nato pa jo vodni curek ohladi | 8 do 12 mm, enotna | Tirnice za-glavne in težke{1}}vleke |
| Gašenje plamena | Ogrevanje s plamenom-acetilena s kisikom | 5 do 8 mm, plitvejše | Proge z majhno količino prometa |
| Kontaktno (elektrodno) segrevajoče kaljenje | Elektrode ogrevajo glavo neposredno | Obvladljiv, vendar je oprema zapletena | V sodobni praksi se redko uporablja |
Zahteve za trdoto in-plast
Tirnice, utrjene z glavo, so običajno določene glede na trdoto površine: tirnice U75VH dosegajo približno HB 341 do 400, vrhunski razredi pa ciljajo na HB 380 do 420, kar je primerljivo z razredom R400HT. Trdota ne sme nenadoma pasti pod površino: gradient trdote v utrjeni plasti mora biti blag, s padcem trdote največ približno 20 HB na milimeter od površine do jedra, da se izognemo koncentraciji napetosti. Prehodno območje med kaljeno in nekaljeno tirnico mora biti dolgo najmanj 50 mm, tako da se sile koles-tirnice nemoteno spreminjajo. Globina utrjene-plasti na težkih{14}}tirnicah mora biti vsaj 10 mm.
Vpliv na odpornost proti obrabi in življenjsko dobo
Indukcijsko utrjevanje glave običajno dvakrat do trikrat izboljša odpornost tirnic proti obrabi na ravni progi: tirnice, utrjene z glavo, služijo 10 do 15 let pri normalnem prometu, medtem ko nekaljene tirnice zdržijo 5 do 8 let. Utrjena plast je tudi odporna na utrujenost kolesa-tirnice v stiku, kar zmanjšuje lomljenje glave in valovito obrabo. Ognjeno-tirnice s svojo plitko plastjo zagotavljajo približno 1,5-kratno izboljšanje in ustrezajo srednje{10}}prometnim progam, kjer popolno indukcijsko utrjevanje ni ekonomično.
Testiranje kakovosti utrjenega sloja
Trdota: izmerite površinsko trdoto s testerjem Brinell ali Rockwell na določenih mestih, običajno tri točke na meter tirnice, in vzemite povprečje.
Struktura: metalografsko pregledati utrjeno plast; zahteva je fina perlitna struktura (vsaj 90 odstotkov finega perlita) - martenzit ni sprejemljiv, ker je preveč krhek za kotalni kontakt.
Globina: preverite globino utrjene-plasti z ultrazvočnim testiranjem ali pregledom odsekov, pri čemer je odstopanje nadzorovano znotraj plus/minus 1 mm od projektirane vrednosti.
Izbira procesa glede na obseg prometa
Proge-za težki prevoz z letnim prometom nad 50 milijonov bruto ton: indukcijsko kaljenje, globina kaljenja najmanj 10 mm.
Glavne železnice z 20 do 50 milijoni bruto ton na leto: indukcijsko kaljenje (8 do 10 mm) ali visoko-kakovostno gašenje s plamenom.
Odcepi pod 20 milijonov bruto ton: gašenje plamena (5 do 8 mm) uravnoteži stroške in zmogljivost.
pogosta vprašanja
V: Zakaj mora biti utrjena plast debela vsaj 10 mm na težkih-vrteh?
O: Ker kontaktne napetosti kolesa-tračnice prehajajo več milimetrov; globlji sloj ohranja podporni material trd pod kontaktno cono, ko se površina obrablja.
V: Ali je martenzit sprejemljiv v utrjeni glavi tirnice?
O: Nobene - utrjene glave tirnic ne smejo imeti fine perlitne strukture; martenzit je krhek in se oblikuje pri drugačni praksi hlajenja, kar povzroči lomljenje pod prometom.
V: Kako je trdota povezana z odpornostjo proti obrabi?
O: Pri perlitnih tirnih jeklih stopnja obrabe pada z naraščanjem trdote, zato železnice za težke-vleke določajo HB 340 ali več na krivuljah.
V: Ali je mogoče z-kaljene tirnice variti?
O: Da, z varilnimi postopki, ki ustrezajo razredu; trdoto glave je treba obnoviti ali sprejeti v skladu s specifikacijo zvara, in toplotno-območja zvara se ustrezno pregledajo.
V: Kako potrdim kakovost dobave tirnic, utrjenih z glavo?{0}}
O: V certifikatu mlina preverite rezultate trdote, zapise o globini utrjene-plasti in poročila o ultrazvočnih preskusih ter jih preverite glede na veljavni standard.