Zakaj ribje plošče ne morejo biti enakomerno trde
Ribja plošča povezuje dva konca tirnice in je privita skozi mrežo tirnice. Med obratovanjem nosi dve nasprotujoči si obremenitvi: kontaktna površina se drgne ob tirnico in potrebuje visoko trdoto, da se upre obrabi zaradi strganja, medtem ko telo plošče trpi zaradi izmeničnih udarnih obremenitev vsakega mimovozečega kolesa in potrebuje visoko žilavost. Splošna zasnova z visoko{2}}trdoto je odporna proti obrabi, vendar postane krhka in nagnjena k zlomu pod udarci. Na splošno nizko{4}}trdotna zasnova je močna, vendar se kontaktna površina hitro obrabi, spoj se zrahlja in geometrija konca tirnice je uničena. Zasnova z gradientom trdote rešuje protislovje tako, da daje vsaki coni plošče lastnost, ki jo dejansko potrebuje.
Idealen gradient trdote: cona za cono
Sprejeta gradientna krivulja se rahlo spušča od delovne površine do jedra. Spodnja tabela podaja ciljna območja za ribjo ploščo, utrjeno s površinskim indukcijskim kaljenjem, pri čemer je globina utrjene plasti nadzorovana na približno 3 mm.
| Cona | Globina | Trdota | funkcija |
|---|---|---|---|
| Površinski sloj | 0-0,5 mm | HRC 45-50 | Odpornost proti obrabi proti tirnici; ščiti kontaktni obraz |
| Prehodna plast | 0,5-3 mm | HRC 45 do 35, stopnja spremembe manjša ali enaka HRC 5 na mm | Tamponsko območje; izogiba se nenadnim korakom trdote in koncentraciji napetosti |
| Jedro | Pod 3 mm | HRC 28-32 | Udarna žilavost; prenaša izmenično upogibno napetost |
Prehodna plast je kritičen del zasnove. Omogoča gladek pretok napetosti od trde površine do trdnega jedra, tako da vmesnik ne postane vir razpok.
Načini napak, ki jih povzroča napačna zasnova gradienta
Utrjena plast je preplitka (pod 1 mm): trda površina se hitro obrabi, razkrije mehko jedro in povzroči zgodnje zrahljanje spoja.
Pregloboka utrjena plast (nad 5 mm): prehodna plast izgine, jedro postane pretrdo, žilavost pade in na luknjah za vijake se začne utrujenostni lom.
Preveč strm gradient (brez prehodne plasti): površinski-jedrni vmesnik deluje kot vir razpok; pod vibracijami se razpoke širijo vzdolž vmesnika in povzročijo razslojevanje.
Vse tri okvare izvirajo iz istega temeljnega vzroka: neravnovesje med odpornostjo proti obrabi in žilavostjo v prečnem-prerezu.
Kitajski v primerjavi z mednarodnimi zahtevami za testiranje
Kitajski standardi za običajne ribje plošče na splošno testirajo dvotočkovno - površinsko trdoto in trdoto sredice - ter uporabljajo globino utrjene plasti kot referenčni indeks. Mednarodna praksa, ki jo predstavlja UIC 860, zahteva preizkus krivulje gradienta trdote: trdota se meri vsakih 0,2 mm po prečnem-prerezu, da se nariše celotna krivulja, nenadne spremembe trdote pa niso dovoljene. Za težke{7}}ladijske plošče gredo mednarodne specifikacije dlje in določajo stopnjo spremembe trdote prehodnega sloja na največ HRC 5 na mm in zahtevajo preskuse simulacije obrabe, da se dokaže, da gradient dejansko izboljša odpornost spoja proti obrabi.
Ne-destruktivno vrednotenje na-mestu
Najbolj praktična terenska metoda je več{0}}točkovno testiranje trdote po Leebu. Najprej izmerite trdoto na delovni (kontaktni) površini - mora biti HRC 45-50. Nato večkrat odčitajte stran plošče od površine proti sredini in opazujte trend. Razumen gradient kaže enakomerno trdoto površine med obdelovalno ploskvijo in stransko ploskvijo, pri čemer trdota postopoma upada proti jedru. Enakomerna stranska trdota ali nenaden padec kaže na težavo v procesu kaljenja. Za kritične spoje lahko vzorčna metalografska preiskava vizualno potrdi strukturo utrjenih in prehodnih plasti.
Pogosto zastavljena vprašanja
V1: Zakaj ne bi preprosto naredili celotne ribje plošče zelo trde?
Visoka trdota pomeni visoko krhkost. Enakomerno trda ribiška plošča se pod izmeničnimi udarnimi obremenitvami na spojih zlomi, zlomljena ribiška plošča pa je veliko bolj nevarna kot obrabljena. Gradientna zasnova ohranja površino trdo za obrabo, medtem ko jedro ostaja trdno za udarce.
V2: Kaj se zgodi, če je utrjena plast preplitka?
Če je utrjena plast manjša od približno 1 mm, se trda površina med uporabo hitro obrabi, mehko jedro je izpostavljeno, spoj se zrahlja in konci tirnic začnejo udarjati. Nato je treba ribjo ploščo zamenjati veliko prej kot je predvidena življenjska doba.
V3: Kaj zahteva UIC 860 za testiranje gradienta trdote?
UIC 860 predpisuje preizkus krivulje gradienta trdote z odčitki vsakih 0,2 mm po prečnem-prerezu in prepoveduje nenadne spremembe trdote. Za težke -vleke prav tako omejuje stopnjo menjave prehodnega sloja na manj kot ali enako HRC 5 na mm in zahteva testiranje simulacije obrabe.
V4: Kako lahko preverim naklon ribje plošče na mestu, ne da bi jo uničil?
Uporabite merilnik trdote Leeb: izmerite delovno površino (pričakujte HRC 45-50) in nato odčitajte po strani plošče proti sredini. Postopno zmanjševanje kaže razumen gradient; enoten ali nenadoma padajoč stranski profil kaže na težavo pri kaljenju.
V5: Katere lokacije prog najbolj potrebujejo gradientno{1}}kaljene ribje plošče?
Proge za-težke vleke in proge za-visoke{1}}hitrosti, kjer so spoji izpostavljeni najvišji kombinaciji obrabe in udarnih obremenitev. Enaka logika velja za spoje mostov in predorov, kjer je dostop za zamenjavo otežen in je daljša življenjska doba najpomembnejša.