Σχέδιο Βελτιστοποίησης Διαδικασίας Θερμικής Επεξεργασίας Fishplate και Ενίσχυσης Ενίσχυσης Κόπωσης Αρμών Σιδηροδρόμων
Ποιοι είναι ο μηχανισμός αποτυχίας κόπωσης και οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την άρθρωση της πλάκας;
Ο μηχανισμός αποτυχίας κόπωσης της άρθρωσης της πλάκας είναιέναρξη και διάδοση ρωγμών υπό εναλλασσόμενη τάση. Κατά τη λειτουργία της αμαξοστοιχίας, υπάρχει μια ορισμένη μετάλλαξη ακαμψίας στον σύνδεσμο της σιδηροτροχιάς. Το φορτίο της ράγας του τροχού-μεταδίδεται στην πλάκα ψαριού μέσω της ράγας, με αποτέλεσμα η πλάκα ψαριού να φέρει επαναλαμβανόμενες εναλλασσόμενες τάσεις εφελκυσμού και συμπίεσης γύρω από τις οπές των μπουλονιών και στα άκρα. Οι μικρορωγμές ξεκινούν πρώτα σε περιοχές συγκέντρωσης τάσεων και οι μικρορωγμές συνεχίζουν να διαδίδονται υπό εναλλασσόμενη τάση. Όταν το μήκος της ρωγμής φτάσει την κρίσιμη τιμή, η πλάκα ψαριού σπάει. Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν περιλαμβάνουν τρεις πτυχές: πρώτον,παράγοντες απόδοσης υλικού. Εάν ο χάλυβας 45# που χρησιμοποιείται συνήθως για τις πλάκες ψαριών δεν υποβληθεί σε λογική θερμική επεξεργασία, η αντοχή σε εφελκυσμό και η σκληρότητά του είναι ανεπαρκείς και είναι επιρρεπείς να εμφανιστούν ρωγμές σε περιοχές συγκέντρωσης τάσεων. δεύτερος,δομικούς παράγοντες. Η περιφέρεια των οπών των μπουλονιών και τα άκρα της πλάκας είναι περιοχές συγκέντρωσης τάσεων. Εάν η περιφέρεια των οπών δεν είναι λοξότμητη, ο παράγοντας συγκέντρωσης τάσης θα αυξηθεί σημαντικά, επιταχύνοντας την έναρξη της ρωγμής. τρίτος,παράγοντες διαδικασίας. Οι παράλογες παράμετροι της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας, όπως η πολύ χαμηλή θερμοκρασία σβέσης και ο ανεπαρκής χρόνος σκλήρυνσης, θα οδηγήσουν σε ανομοιόμορφη μεταλλογραφική δομή της πλάκας ψαριού, υπολειπόμενη τάση και μειωμένη αντοχή στην κόπωση. Επιπλέον, η κατάσταση συντήρησης της γραμμής θα επηρεάσει επίσης την αστοχία κόπωσης. Η υπερβολική διαφορά ύψους στον σύνδεσμο της ράγας θα αυξήσει την πρόσθετη πίεση της πλάκας ψαριού και θα μειώσει τη διάρκεια ζωής.
Ποιες είναι οι βασικές παράμετροι διεργασίας και οι μέθοδοι βελτιστοποίησης της θερμικής επεξεργασίας απόσβεσης και σκλήρυνσης για τις πλάκες ψαριού;
Η βασική διαδικασία της θερμικής επεξεργασίας σβέσης και σκλήρυνσης για τις πλάκες ψαριών είναισβέση + υψηλή-θερμοκρασία. Οι βασικές παράμετροι διεργασίας περιλαμβάνουν πέντε πτυχές: θερμοκρασία σβέσης, χρόνος διατήρησης, ρυθμός ψύξης, θερμοκρασία σκλήρυνσης και χρόνος σκλήρυνσης. Για πλάκες από χάλυβα 45#, το βελτιστοποιημένο εύρος θερμοκρασίας σβέσης είναι 830-850 μοίρες. Η πολύ χαμηλή θερμοκρασία θα οδηγήσει σε ανεπαρκή ωστενιτισμό και θα υπάρχει αδιάλυτος φερρίτης στη μεταλλογραφική δομή, μειώνοντας την αντοχή της πλάκας. Η πολύ υψηλή θερμοκρασία θα οδηγήσει σε χονδρούς κόκκους και μειωμένη σκληρότητα. Ο χρόνος κράτησης προσαρμόζεται ανάλογα με το πάχος της πλάκας. Για πλάκες ψαριού με πάχος 20 mm, ο χρόνος συγκράτησης βελτιστοποιείται στα 60-90 λεπτά για να διασφαλιστεί η πλήρης ωστενίωση στο εσωτερικό του υλικού. Ο ρυθμός ψύξης υιοθετεί τη μέθοδο τουσβήσιμο νερού και ψύξη λαδιού. Η σβησμένη πλάκα ψύχεται πρώτα στους 300 βαθμούς σε νερό και στη συνέχεια μεταφέρεται σε λάδι για ψύξη. Αυτή η μέθοδος μπορεί να μειώσει το άγχος απόσβεσης και να αποφύγει το ράγισμα της πλάκας. Η θερμοκρασία σκλήρυνσης βελτιστοποιείται στους 550-580 βαθμούς και ο χρόνος σκλήρυνσης βελτιστοποιείται στα 120-150 λεπτά. Η σκλήρυνση σε υψηλή θερμοκρασία μπορεί να μετατρέψει τη μεταλλογραφική δομή σε σκληρυμένο σορβίτη, ο οποίος έχει τόσο υψηλή αντοχή όσο και υψηλή σκληρότητα και μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή στην κόπωση. Η μέθοδος βελτιστοποίησης υιοθετεί την ορθογώνια μέθοδο δοκιμής, με αντοχή εφελκυσμού και αντοχή σε κρούση ως δείκτες αξιολόγησης, και βελτιστοποιεί το συνδυασμό πέντε παραμέτρων διεργασίας για να καθορίσει τελικά τον βέλτιστο συνδυασμό παραμέτρων, έτσι ώστε η αντοχή εφελκυσμού της πλάκας ψαριού μεγαλύτερη από ή ίση με 650 MPa και η σκληρότητα κρούσης μεγαλύτερη ή ίση με 30 J/cm².
Ποια είναι η διαδικασία επεξεργασίας ενίσχυσης της επιφάνειας και η λειτουργία της περιφέρειας της οπής του μπουλονιού της πλάκας ψαριού;
Η επεξεργασία ενίσχυσης της επιφάνειας της περιφέρειας της οπής του μπουλονιού της πλάκας ψαριού υιοθετεί μια σύνθετη διαδικασίαενδυνάμωση κύλισης + επεξεργασία ενυδάτωσης. Η ενίσχυση με κύλιση είναι η πρώτη διαδικασία. Χρησιμοποιείται ειδικό εργαλείο κύλισης για την άσκηση πίεσης στην επιφάνεια γύρω από την οπή του μπουλονιού, προκαλώντας πλαστική παραμόρφωση στην επιφάνεια γύρω από την οπή, σχηματίζοντας ένα σκληρυμένο στρώμα εργασίας-με πάχος 0,2-0,3 mm. Η σκληρότητα του{19}}σκληρυνθέντος στρώματος μπορεί να φτάσει το HV350 ή περισσότερο, το οποίο είναι 30% υψηλότερο από τη σκληρότητα της μήτρας. Η ενίσχυση κύλισης μπορεί επίσης να μειώσει την τραχύτητα της επιφάνειας γύρω από την οπή κάτω από το Ra0,8 και να μειώσει τις πηγές συγκέντρωσης τάσεων. Η θεραπεία ενανθράκωσης είναι η δεύτερη διαδικασία. Η κυλημένη πλάκα ψαριού τοποθετείται σε κλίβανο ενανθράκωσης και διατηρείται σε θερμοκρασία 920-940 μοιρών για 4-6 ώρες για να επιτραπεί στα άτομα άνθρακα να διεισδύσουν στην επιφάνεια γύρω από την τρύπα. Το πάχος του ενανθρακωμένου στρώματος ελέγχεται στα 0,8-1,0 mm και η περιεκτικότητα σε άνθρακα του ενανθρακωμένου στρώματος είναι 0,8%-1,0%. Μετά την επεξεργασία ενανθράκωσης, απαιτείται σκλήρυνση σε χαμηλή θερμοκρασία σε θερμοκρασία 180-200 μοιρών για 60 λεπτά για να εξαλειφθεί η υπολειπόμενη τάση που δημιουργείται κατά τη διαδικασία ενανθράκωσης. Η διαδικασία σύνθετης ενίσχυσης έχει δύο κύριες λειτουργίες: πρώτον, βελτιώνει τη σκληρότητα και την αντίσταση στη φθορά της επιφάνειας γύρω από την οπή, αποτρέποντας την τριβή και τη φθορά μεταξύ του μπουλονιού και της περιφέρειας της οπής. Δεύτερον, σχηματίζει υπολειπόμενη θλιπτική τάση στην επιφάνεια γύρω από την οπή, η οποία μπορεί να αντισταθμίσει μέρος της εναλλασσόμενης τάσης εφελκυσμού, να μειώσει την πιθανότητα έναρξης ρωγμών και να αυξήσει την αντοχή σε κόπωση της πλάκας ψαριού κατά περισσότερο από 40%.
Ποια είναι τα διαφοροποιημένα σημεία σχεδιασμού των διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας μεταξύ εθνικών προτύπων και ξένων προτύπων πιάτων;
Ο διαφοροποιημένος σχεδιασμός των διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας μεταξύ των εθνικών προτύπων και των ξένων προτύπων ψαριών προέρχεται από τις διαφορές στα υλικά και τις απαιτήσεις σέρβις τους. Οι πλάκες ψαριών εθνικών προτύπων χρησιμοποιούν κυρίως χάλυβα 45#, προσαρμοσμένο στις ράγες εθνικών προτύπων 60kg/m και 75kg/m, ενώ οι ξένες τυποποιημένες πλάκες χρησιμοποιούν κυρίως χάλυβα ευρωπαϊκού προτύπου C45E, προσαρμοσμένο στις ράγες UIC60 και UIC54.Διαφοροποίηση διαδικασίας σβέσης: Η θερμοκρασία σβέσης των εθνικών προτύπων πιάτων από χάλυβα 45# είναι 830-850 μοίρες, χρησιμοποιώντας σβέση νερού και ψύξη λαδιού. η θερμοκρασία σβέσης των ξένων τυποποιημένων χαλύβδινων πλακών C45E είναι 820-840 μοίρες, χρησιμοποιώντας ψύξη αέρα. Επειδή ο χάλυβας C45E έχει καλύτερη σκληρυνσιμότητα, η ομοιόμορφη δομή μαρτενσίτη μπορεί να επιτευχθεί με ψύξη με αέρα, αποφεύγοντας τον κίνδυνο ρωγμών που προκαλείται από την ψύξη με νερό.Διαφοροποίηση διαδικασίας σκλήρυνσης: Η θερμοκρασία σκλήρυνσης των εθνικών τυποποιημένων πιάτων ψαριού είναι 550-580 μοίρες και ο χρόνος σκλήρυνσης είναι 120 λεπτά, με στόχο την απόκτηση δομής σκληρυμένου σορβίτη. η θερμοκρασία σκλήρυνσης των ξένων τυποποιημένων πιάτων ψαριών είναι 520-550 μοίρες και ο χρόνος σκλήρυνσης είναι 150 λεπτά, με στόχο την απόκτηση σκληρυμένης δομής τρωστίτη, η οποία έχει υψηλότερη αντοχή και είναι κατάλληλη για τις ανάγκες των ευρωπαϊκών γραμμών βαρέων αποστάσεων.Διαφοροποίηση ενίσχυσης επιφανειών: Οι εθνικές τυποποιημένες πλάκες ψαριών υιοθετούν τη διαδικασία σύνθετης ενίσχυσης έλασης + ενανθράκωσης. Οι ξένες τυποποιημένες πλάκες ψαριών υιοθετούν τη διαδικασία ενίσχυσης με σφηνάκι, η οποία μπορεί να δημιουργήσει υπολειπόμενη θλιπτική τάση στη συνολική επιφάνεια της πλάκας ψαριού, πιο κατάλληλη για τη λειτουργία συντήρησης των ευρωπαϊκών γραμμών.
Ποια είναι τα είδη δοκιμών και τα πρότυπα αποδοχής για την ποιότητα θερμικής επεξεργασίας των πιάτων;
Τα στοιχεία δοκιμής για την ποιότητα θερμικής επεξεργασίας των πιάτων ψαριού περιλαμβάνουν τέσσερα βασικά στοιχεία:δοκιμή μεταλλογραφικής δομής, δοκιμή μηχανικών ιδιοτήτων, δοκιμή σκληρότητας επιφάνειας και δοκιμή υπολειπόμενης τάσης. Η δοκιμή μεταλλογραφικής δομής χρησιμοποιεί ένα μεταλλογραφικό μικροσκόπιο για να παρατηρήσει τη μικροδομή της πλάκας ψαριού. Η κατάλληλη δομή των εθνικών προτύπων ιχθυοπλάκες είναι σκληρυμένος σορβίτης, ο βαθμός μεγέθους κόκκου μεγαλύτερο ή ίσος με 8 και δεν επιτρέπονται φερρίτες δικτύου ή χονδροειδείς κόκκοι. Η κατάλληλη δομή των ξένων προτύπων πλακών ψαριών είναι σκληρυμένος τρωστίτης, ο βαθμός μεγέθους κόκκου Μεγαλύτερο ή ίσο με 7. Οι δοκιμές μηχανικών ιδιοτήτων περιλαμβάνουν αντοχή σε εφελκυσμό, αντοχή διαρροής, επιμήκυνση και αντοχή σε κρούση. Για πλάκες ψαριών εθνικών προτύπων, αντοχή σε εφελκυσμό μεγαλύτερη από ή ίση με 650 MPa, αντοχή διαρροής μεγαλύτερη ή ίση με 355 MPa, επιμήκυνση μεγαλύτερη ή ίση με 16%, σκληρότητα κρούσης μεγαλύτερη ή ίση με 30 J/cm². για ξένες τυποποιημένες πλάκες ψαριών, αντοχή σε εφελκυσμό μεγαλύτερη από ή ίση με 700 MPa, αντοχή διαρροής μεγαλύτερη ή ίση με 400 MPa, επιμήκυνση μεγαλύτερη ή ίση με 14%, σκληρότητα κρούσης μεγαλύτερη ή ίση με 25 J/cm². Η δοκιμή σκληρότητας επιφάνειας χρησιμοποιεί έναν ελεγκτή σκληρότητας Rockwell για να ανιχνεύσει τη σκληρότητα γύρω από τις οπές των μπουλονιών. Η επιφανειακή σκληρότητα των εθνικών προτύπων πιάτων ψαριού είναι HRC28-32 και αυτή των ξένων τυποποιημένων πιάτων είναι HRC30-35. Η δοκιμή υπολειπόμενης τάσης χρησιμοποιεί ένα όργανο μέτρησης της τάσης με ακτίνες Χ για την ανίχνευση της υπολειπόμενης τάσης γύρω από τις οπές των μπουλονιών. Η τιμή της υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με 100 MPa και δεν επιτρέπεται εναπομένουσα τάση εφελκυσμού. Το πρότυπο αποδοχής είναι ότι και τα τέσσερα είδη δοκιμών είναι κατάλληλα. Η αναλογία δειγματοληψίας κάθε παρτίδας πιάτων ψαριού δεν είναι μικρότερη από 5%. Εάν υπάρχουν ακατάλληλα είδη, απαιτείται διπλή δειγματοληψία. Εάν εξακολουθούν να μην πληρούν τις προϋποθέσεις, ολόκληρη η παρτίδα θα απορριφθεί.