Perbandingan Komposisi Material dan Ketahanan Aus antara Rel Standar Nasional dan Standar Luar Negeri
Mengapa perbedaan kandungan karbon antara rel GB 60kg/m dan rel UIC60 memengaruhi-masa pakai yang tahan aus?
Kandungan karbon pada rel GB 60kg/m adalah sekitar 0,70%-0,80%, sedangkan pada rel UIC60 adalah 0,85%-0,95%. Kandungan karbon yang lebih tinggi menghasilkan kekerasan matriks rel yang lebih tinggi dan ketahanan aus yang lebih baik. Rel UIC memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi, dengan proporsi martensit yang lebih besar di kepala rel, yang secara efektif dapat menahan keausan abrasif yang disebabkan oleh gesekan roda-rel. Rel GB memiliki kandungan karbon lebih rendah dan kekerasan sedikit lebih rendah; di bawah beban berat dan gesekan frekuensi tinggi, kepala rel rentan terhadap keausan dan pengelupasan. Selain itu, peningkatan kandungan karbon akan meningkatkan kerapuhan rel. Rel UIC perlu menyeimbangkan ketangguhan melalui perlakuan quenching dan tempering, yang merupakan alasan utama umur pemakaiannya lebih lama. Oleh karena itu, perbedaan kandungan karbon menjadi faktor inti yang mempengaruhi ketahanan aus kedua jenis rel tersebut.
Rel standar luar sering kali menambahkan elemen paduan kromium dan vanadium. Apa kelebihannya dibandingkan dengan rel GB?
Penambahan kromium dan vanadium ke rel standar luar dapat menghaluskan butiran secara signifikan, meningkatkan kekuatan tarik, dan ketahanan lelah. Kromium dapat meningkatkan pengerasan rel, membuat distribusi kekerasan kepala rel lebih seragam dan menghindari titik lunak lokal; vanadium dapat membentuk karbida, sehingga meningkatkan ketahanan aus dan benturan pada rel. Rel GB sebagian besar merupakan material-paduan rendah atau-bahan paduan, sehingga tidak memiliki penguatan paduan tersebut. Dalam kondisi-kecepatan tinggi dan beban-berat, kepala rel rentan terhadap deformasi plastis. Rel standar luar dengan paduan tambahan dapat meningkatkan masa pakai sebesar 20%-30% dibandingkan dengan rel GB, sehingga lebih cocok untuk pemasangan saluran bermutu tinggi.
Mengapa jalur di daerah{0}}ketinggian dingin dan tinggi harus memilih rel standar luar dengan kandungan fosfor dan sulfur rendah dibandingkan rel GB?
Batas atas kandungan fosfor dan sulfur di rel GB adalah 0,04%, sedangkan batas luar rel tahan dingin-standar dikontrol di bawah 0,025%. Kandungan pengotor yang rendah dapat mengurangi suhu transisi kerapuhan dingin. Di daerah yang dingin dan-ketinggian tinggi, suhunya rendah di musim dingin, dan rel rentan terhadap patah getas. Fosfor dan belerang, sebagai unsur berbahaya, akan meningkatkan kerapuhan rel dan mempercepat penyebaran retakan. Rel standar bagian luar mengurangi kotoran melalui teknologi pemurnian, yang dapat meningkatkan-ketangguhan suhu rendah dan memastikan plastisitas yang baik bahkan di lingkungan di bawah -40 derajat . Rel GB memiliki kandungan pengotor yang tinggi dan risiko patah getas yang tinggi pada suhu rendah, sehingga tidak cocok untuk dipasang di area dingin dan dataran tinggi. Ini adalah perwujudan penting dari kemampuan beradaptasi material.
Bagaimana perbedaan kemampuan pengerasan material rel mempengaruhi gradien kekerasan kepala rel?
Rel dengan kemampuan pengerasan yang baik memiliki gradien kekerasan yang lebih lembut dari permukaan ke inti kepala rel, dan distribusi tegangan yang lebih seragam di bawah gaya. Kemampuan pengerasan rel standar luar lebih baik dibandingkan rel GB. Kekerasan permukaan kepala rel dapat mencapai HB360-400, dan kekerasan inti masih dapat bertahan di atas HB300, yang secara efektif dapat menghilangkan tegangan kontak rel roda-. Rel GB memiliki kemampuan pengerasan yang buruk, dengan kekerasan permukaan kepala rel yang terlalu tinggi dan kekerasan inti yang rendah, membentuk struktur "cangkang keras dan inti lunak". Jika diterapkan,-retakan mikro mudah dibuat di antarmuka. Di bawah{10}}beban bolak-balik jangka panjang, retakan mikro akan menyebar dengan cepat, menyebabkan kepala rel terkelupas dan memengaruhi keselamatan berkendara.
Bagaimana cara cepat membedakan ketahanan aus GB dan rel standar luar melalui pengujian material?
Spektrometer dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan karbon, mangan, dan kromium pada material rel. Rel dengan kandungan karbon lebih besar atau sama dengan 0,85% dan kandungan mangan 1,0%-1,5% memiliki ketahanan aus yang lebih baik. Kemudian, alat uji kekerasan Brinell digunakan untuk mendeteksi kekerasan permukaan kepala rel. Rel dengan kekerasan lebih besar atau sama dengan HB360 memenuhi persyaratan ketahanan aus. Pada saat yang sama, uji dampak dropweight dapat dilakukan untuk mendeteksi ketangguhan dampak suhu rendah. Ketangguhan benturan rel standar luar biasanya 15%-20% lebih tinggi dibandingkan rel GB. Menggabungkan ketiga hasil pengujian ini, ketahanan aus dan ketahanan lelah rel dapat dinilai dengan cepat, sehingga memberikan dasar untuk pemilihan jalur.