Εθνικό Πρότυπο/Διεθνές Πρότυπο Τεχνολογία Μεταλλουργικού Ποιοτικού Ελέγχου και Ομογενοποίησης Απόδοσης Υλικών Σιδηροδρόμων
Ποιες είναι οι διαφορές στη σύνθεση του υλικού και τα ισχύοντα σενάρια γραμμής μεταξύ των εθνικών προτύπων σιδηροτροχιών U71Mn και U75V;
Η περιεκτικότητα σε άνθρακα του εθνικού προτύπου σιδηροδρόμου U71Mn ελέγχεται σε 0,70%-0,75%, περιεκτικότητα σε μαγγάνιο σε 1,10%-1,40%, χωρίς στοιχείο βαναδίου, το οποίο έχει καλή πλαστικότητα και συγκολλησιμότητα, κατάλληλο για χαμηλή-ταχύτητα βαρέων{{24} σιδηροδρομικών εμπορευματικών γραμμών και εμπορευματικών γραμμών, όπως π.χ. Η ράγα U75V έχει περιεκτικότητα σε άνθρακα 0,73%-0,80%, περιεκτικότητα σε μαγγάνιο 1,00%-1,30% και προσθέτει 0,04%-0,12% στοιχείο βαναδίου. Το βανάδιο συνδυάζεται με άνθρακα και άζωτο για να σχηματίσει ανθρακικά νιτρίδια, να βελτιώσει τους κόκκους, να βελτιώσει την αντοχή και την αντοχή στη φθορά της σιδηροτροχιάς και είναι ειδικά σχεδιασμένο για σιδηροδρομικές γραμμές υψηλής ταχύτητας και γραμμές αφιερωμένων σε επιβάτες. Η αντοχή σε εφελκυσμό της σιδηροτροχιάς U71Mn είναι ≥880MPa και η επιμήκυνση είναι ≥10%, ανταποκρινόμενη στην επίδραση φορτίου των συνηθισμένων σιδηροδρομικών αμαξοστοιχιών. η αντοχή σε εφελκυσμό της σιδηροτροχιάς U75V είναι ≥980MPa και η επιμήκυνση είναι ≥9%, η οποία μπορεί να αντισταθεί στην εναλλασσόμενη τάση υψηλής συχνότητας της σιδηροτροχιάς υψηλής ταχύτητας. Για την έλαση των δύο τύπων σιδηροτροχιών πρέπει να υιοθετηθούν διαφοροποιημένες ελεγχόμενες διαδικασίες κύλισης και ψύξης. Το U75V πρέπει να προσθέσει ένα βήμα επεξεργασίας διαλύματος βαναδίου για να διασφαλίσει ότι τα στοιχεία βαναδίου δίνουν πλήρη δράση στο αποτέλεσμα ενίσχυσης. Η απόκλιση της σύνθεσης του υλικού των εθνικών προτύπων σιδηροτροχιών πρέπει να ελέγχεται εντός ±0,02%, και κάθε παρτίδα πρέπει να ελέγχεται πριν φύγει από το εργοστάσιο και απαγορεύεται αυστηρά η χρήση προϊόντων με υπερβολική σύνθεση.
Ποιες είναι οι διαφορές απόδοσης και οι απαιτήσεις πιστοποίησης μεταξύ του ξένου προτύπου σιδηροδρόμου R260 (πρότυπο UIC) και του T1 (πρότυπο ASTM);
Η αντοχή σε εφελκυσμό της τυπικής σιδηροτροχιάς UIC R260 είναι ≥880MPa, σκληρότητα Brinell HB260-300, σκληρότητα κρούσης ≥27J/cm², κατάλληλη για ευρωπαϊκούς διασυνοριακούς σιδηροδρόμους και αστικές σιδηροδρομικές μεταφορές. Πρέπει να περάσει πιστοποίηση EN13674-1 για να πληροί τις τεχνικές απαιτήσεις διαλειτουργικότητας. Η στάνταρ ράγα T1 της ASTM έχει αντοχή εφελκυσμού ≥900MPa, σκληρότητα Brinell HB280-320 και η αντίστασή της στη φθορά είναι 10% υψηλότερη από αυτή του R260. Είναι ειδικά σχεδιασμένο για εμπορευματικές γραμμές βαρέων αποστάσεων της Βόρειας Αμερικής. Πρέπει να περάσει την πιστοποίηση AAR M1003 για να επαληθευτεί η αντοχή στη φθορά και η αντοχή στην κόπωση. Η περιεκτικότητα σε θείο και φώσφορο της ράγας R260 πρέπει να είναι ≤0,03% και η περιεκτικότητα των εγκλεισμάτων ελέγχεται αυστηρά για την αποφυγή ρωγμών κόπωσης στην κεφαλή της ράγας. Η ράγα T1 υιοθετεί τη διαδικασία απαέρωσης υπό κενό, με περιεκτικότητα σε οξυγόνο ≤20 ppm, η οποία μειώνει σημαντικά τα ελαττώματα εσωτερικού πορώδους. Η δοκιμή πιστοποίησης ξένων προτύπων σιδηροτροχιών πρέπει να καλύπτει πολλαπλές διαστάσεις, όπως εφελκυσμό, κρούση, σκληρότητα και μεταλλογραφική δομή και μπορεί να εισέλθει στην αγορά-στόχο μόνο αφού περάσει την πιστοποίηση. Οι ράγες διαφορετικών προτύπων δεν μπορούν να αναμειχθούν, διαφορετικά, θα προκληθεί μη φυσιολογική φθορά τροχού-σιδηροτροχιάς λόγω διαφορών απόδοσης, επηρεάζοντας την ασφάλεια οδήγησης.
Τα εγκλείσματα στις ράγες περιλαμβάνουν κυρίως εύθραυστα σωματίδια όπως αλουμίνα και θειούχο μαγγάνιο. Αυτά τα σωματίδια θα καταστρέψουν τη συνέχεια της μήτρας της σιδηροτροχιάς, θα γίνουν πηγές συγκέντρωσης τάσεων, θα προκαλέσουν την έναρξη ρωγμής κάτω από το φορτίο σιδηροτροχιών-και θα μειώσουν τη διάρκεια ζωής των σιδηροτροχιών κατά 30%-50%. Τα εγκλείσματα μεγάλου μεγέθους-(διάμετρος ≥50μm) θα προκαλέσουν επίσης ξεφλούδισμα της ράγας κατά τη λείανση της κεφαλής της ράγας, θα επηρεάσουν την ομαλότητα της επιφάνειας της ράγας και θα αυξήσουν τη δόνηση της ράγας{12}}του τροχού. Ο ακριβής έλεγχος των εγκλεισμάτων πρέπει να ξεκινά από τη διαδικασία παραγωγής χάλυβα, υιοθετώντας τη διαδικασία διύλισης κλιβάνου LF + απαέρωσης κενού VD. Η διύλιση κλιβάνου LF μπορεί να αφαιρέσει εγκλείσματα οξειδίων στον τετηγμένο χάλυβα και η απαέρωση σε κενό VD μπορεί να μειώσει την περιεκτικότητα σε υδρογόνο και άζωτο, μειώνοντας τα εγκλείσματα αερίων. Η τεχνολογία ηλεκτρομαγνητικής ανάδευσης υιοθετείται στη διαδικασία συνεχούς χύτευσης για τη βελτίωση των κόκκων, την ομοιόμορφη διασπορά των εγκλεισμάτων και την αποφυγή τοπικής συσσώρευσης. κατά την κύλιση, τα εγκλείσματα μεγάλου μεγέθους-συνθλίβονται μέσω πλαστικής παραμόρφωσης υψηλής-θερμοκρασίας για μείωση των κινδύνων τους. Πριν η σιδηροτροχιά φύγει από το εργοστάσιο, πρέπει να πραγματοποιηθεί μεταλλογραφική δοκιμή και ο βαθμός συμπερίληψης πρέπει να είναι ≤2. Τα προϊόντα που υπερβαίνουν το πρότυπο πρέπει να υποστούν εκ νέου θερμική επεξεργασία ή να απορριφθούν.
Ποιες είναι οι αιτίες του διαχωρισμού του σιδηροδρομικού υλικού και τα τεχνικά μέτρα για την επεξεργασία ομογενοποίησης;
Ο διαχωρισμός του σιδηροδρομικού υλικού χωρίζεται σε διαχωρισμό κέντρου και δενδριτικό διαχωρισμό. Ο κεντρικός διαχωρισμός σχηματίζεται από την ανομοιόμορφη στερεοποίηση του τηγμένου χάλυβα κατά τη συνεχή χύτευση και τον εμπλουτισμό των διαλυμένων στοιχείων στο κέντρο. Ο δενδριτικός διαχωρισμός προκαλείται από την ανομοιόμορφη κατανομή των διαλυμένων στοιχείων στα όρια των κόκκων και στο εσωτερικό των κόκκων κατά την ανάπτυξη των κόκκων. Ο διαχωρισμός θα προκαλέσει τοπικές διαφορές στη σύνθεση της ράγας, με αποτέλεσμα την ανομοιόμορφη κατανομή της σκληρότητας της κεφαλής της ράγας, τη μειωμένη αντοχή στη φθορά και ακόμη και το ξεφλούδισμα της κεφαλής της ράγας σε σοβαρές περιπτώσεις. Η βασική τεχνολογία της επεξεργασίας ομογενοποίησης είναι η ελεγχόμενη διαδικασία έλασης και ψύξης. Κατά τη διάρκεια της έλασης, υιοθετείται κύλιση μεγάλης παραμόρφωσης στην περιοχή ωστενίτη υψηλής{{4} θερμοκρασίας, με ποσότητα παραμόρφωσης ≥60%, για να σπάσει την δενδριτική δομή και να προωθήσει την ομογενοποίηση της σύνθεσης. μετά την έλαση, υιοθετείται η ψύξη σε τομή για τον έλεγχο του ρυθμού ψύξης στους 5-10 βαθμούς /s για να αποφευχθεί η ανομοιόμορφη δομή που προκαλείται από πολύ γρήγορη ψύξη. Για ράγες με σοβαρό διαχωρισμό, μπορεί να υιοθετηθεί επεξεργασία ανόπτησης εκτός σύνδεσης, με τη θερμοκρασία ανόπτησης να ελέγχεται στους 720-750 βαθμούς και να διατηρείται για 2-3 ώρες για να επιτραπεί επαρκής διάχυση των διαλυμένων στοιχείων και να εξαλειφθούν τα ελαττώματα διαχωρισμού. Μετά την επεξεργασία ομογενοποίησης, η κλίση σκληρότητας της ράγας πρέπει να δοκιμαστεί και η διαφορά σκληρότητας από την επιφάνεια της κεφαλής της ράγας προς το εσωτερικό πρέπει να είναι ≤20HB για να διασφαλιστεί ομοιόμορφη και σταθερή απόδοση.
Ποια είναι τα βασικά στοιχεία και τα κριτήρια πιστοποίησης για τις δοκιμές ποιότητας σιδηροδρομικής μεταλλουργίας;
Τα βασικά στοιχεία των δοκιμών ποιότητας σιδηροδρομικής μεταλλουργίας περιλαμβάνουν ανάλυση χημικής σύνθεσης, βαθμολογία συμπερίληψης, δοκιμή μεταλλογραφικής δομής και δοκιμή μηχανικών ιδιοτήτων. Η ανάλυση χημικής σύνθεσης χρησιμοποιεί ένα φασματόμετρο για την ανίχνευση της περιεκτικότητας σε άνθρακα, μαγγάνιο, βανάδιο και άλλα στοιχεία και η απόκλιση πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις των εθνικών/ξένων προτύπων. Η βαθμολογία συμπερίληψης χρησιμοποιεί μεταλλογραφικό μικροσκόπιο, αξιολογημένο σύμφωνα με το πρότυπο GB/T 10561, και οι ποιότητες εγκλεισμάτων Κατηγορίας Α (σουλφίδιο) και Κατηγορίας Β (αλουμίνα) πρέπει να είναι ≤2. Η δοκιμή μεταλλογραφικής δομής απαιτεί η κεφαλή της σιδηροτροχιάς να είναι μια δομή λεπτού περλίτη με ελασματική απόσταση περλίτη ≤0,2μm. Οι μη φυσιολογικές κατασκευές όπως ο μαρτενσίτης και ο μπαινίτης απαγορεύονται αυστηρά, γεγονός που θα οδηγήσει σε εύθραυστο σπάσιμο της ράγας. Η δοκιμή μηχανικών ιδιοτήτων περιλαμβάνει δοκιμή εφελκυσμού, δοκιμή κρούσης και δοκιμή σκληρότητας. Η δοκιμή εφελκυσμού απαιτεί την αντοχή σε εφελκυσμό και την επιμήκυνση για να πληροί το πρότυπο, η δοκιμή κρούσης απαιτεί τη χαμηλή-σκληρότητα κρούσης σε θερμοκρασία ≥20J/cm² (-20 μοίρες) και η δοκιμή σκληρότητας απαιτεί τη σκληρότητα της κεφαλής ράγας HB280-320. Μόνο όταν όλα τα είδη δοκιμής είναι πιστοποιημένα, η μεταλλουργική ποιότητα μπορεί να κριθεί ως η τυπική. Εάν κάποιο είδος δεν πληροί τις προϋποθέσεις, η διαδικασία παραγωγής πρέπει να ανιχνευθεί και να ελεγχθεί εκ νέου μετά τη διόρθωση.