Coneixements de millores de material ferroviari i adaptació del grau de resistència
Quines són les diferències materials bàsiques entre els rails estàndard nacionals i els rails estàndard estrangers?
Els rails estàndard nacionals (GB) utilitzen principalment acers de baixa-aliatge-alta resistència, com ara U71MnH i U75V, centrant-se en l'equilibri de la resistència i la soldabilitat per adaptar-se a les condicions complexes de la línia domèstica. Els rails estàndard estrangers, com la sèrie ASTM, adopten majoritàriament acer microaliat, mentre que les normes EN posen l'accent en el control de puresa per reduir l'impacte de les impureses sobre la duresa. El contingut de sofre i fòsfor dels materials ferroviaris GB és inferior o igual al 0,035%, i alguns estàndards estrangers requereixen menys o igual al 0,025%, prestant més atenció a la resistència a la corrosió. Pel que fa al tractament tèrmic, els rails GB solen utilitzar tractament tèrmic en línia per millorar la duresa, mentre que alguns estàndards estrangers adopten la tecnologia d'extinció fora de línia per optimitzar la resistència al desgast. Tots dos materials estan dissenyats amb l'equilibri de "resistència-resistente-soldabilitat", amb diferències bàsiques derivades de les condicions regionals de la línia i dels estàndards de fabricació.
Com afecta el grau de resistència del carril la seguretat de l'operació de la línia?
El grau de resistència del carril determina directament la capacitat de càrrega-de la línia. El grau de 880MPa és adequat per a línies convencionals de passatgers i mercaderies, i compleix els requisits de velocitat i càrrega per eixos habituals. Els carrils-d'alta resistència de 980 MPa i superiors s'utilitzen principalment en línies de transport d'alta-velocitat i pesats-, capaços de resistir vibracions d'alta-freqüència i impactes de càrrega pesada sobre l'eix, reduint els danys per fatiga. Una resistència insuficient pot provocar esquerdes prematures del carril, un desgast excessiu, un augment del risc de trencament del carril i afectar la seguretat operativa. Tanmateix, una força més alta no sempre és millor; cal que coincideixi amb el sistema de travessa i fixació per evitar danys secundaris causats per la falta de concordança de rigidesa. Una selecció raonable del grau de resistència pot allargar la vida útil del ferrocarril, reduir la freqüència de manteniment i garantir un funcionament estable-a llarg termini de la línia.
Per què es necessiten rails de material específics per a seccions corbes?
El carril en seccions corbes s'enfronta a problemes com el desgast unilateral i una gran empenta lateral, que requereixen materials especials amb resistència al desgast i resistència a la deformació. Els rails corbats GB adopten majoritàriament un procés de tractament tèrmic en línia, amb una duresa superficial augmentada per sobre de HB320 per millorar la resistència al desgast. Els estàndards estrangers solen seleccionar materials que contenen elements d'aliatge com el crom i el vanadi per optimitzar l'equilibri entre la resistència a la fatiga i la resistència al desgast. Com més petit sigui el radi de la corba, més grans són els requisits de material; per exemple, les corbes amb un radi inferior o igual a 2800 m necessiten baranes tractades tèrmicament-del mateix material que les seccions rectes. Els materials específics poden reduir la taxa de desgast lateral dels rails en seccions corbes, allargar els cicles de substitució i reduir els costos de manteniment de la línia i els perills de seguretat.
Com s'adapta la resistència a la corrosió dels materials ferroviaris a entorns complexos?
Els materials ferroviaris milloren la resistència a la corrosió mitjançant l'ajust de la composició d'aliatge i la tecnologia de tractament de superfícies per fer front a entorns complexos com les regions costaneres i alpines. A les zones costaneres, s'utilitzen habitualment carrils de baix-aliatge que contenen coure i crom, combinats amb recobriments anticorrosió-per resistir l'erosió de l'esprai de sal. Els materials de les regions alpines se centren en l'optimització de la duresa a baixa-temperatura per evitar fractures fràgils a baixa-temperatura, i GB requereix una energia d'impacte superior o igual a 27J a -40 graus . Per als climes marins, alguns estàndards estrangers adopten rails revestits d'acer inoxidable, que poden passar 10.000 hores de proves d'esprai de sal sense òxid. La resistència a la corrosió dels materials afecta directament la vida útil del ferrocarril; Es necessita una selecció específica en entorns complexos per reduir la degradació de la resistència i els riscos de seguretat causats per la corrosió.
Quins requisits fan les actualitzacions del material ferroviari als processos de soldadura?
Amb l'actualització dels materials ferroviaris, el contingut d'elements d'aliatge augmenta, requerint una major precisió en els processos de soldadura. La soldadura de rails GB U75V ha de controlar la temperatura de preescalfament a 100-150 graus per evitar esquerdes per fred. La majoria dels rails d'alta resistència estàndard estrangers adopten la soldadura d'arc de metall de gas per optimitzar la composició del metall de soldadura i garantir la coincidència amb la resistència del material base. Durant la soldadura, cal controlar estrictament l'entrada de calor per evitar l'engruiximent del gra causat pel sobreescalfament, que afecta la duresa de la soldadura. Elements com el vanadi i el niobi del material augmentaran la sensibilitat de la soldadura, requerint materials de soldadura especials i processos de tractament tèrmic posterior a la soldadura. Els processos de soldadura adequats poden garantir la resistència de les juntes del carril i evitar la fallada de les juntes després de l'actualització del material.