Tecnologia d'enfortiment de la superfície del ferrocarril i esquemes de control del desgast del carril-de rodes
Quins són els paràmetres bàsics i els efectes d'enfortiment del procés d'enduriment per inducció de -freqüència mitjana per als capçals del carril?
L'enduriment per inducció de -freqüència mitjana dels caps de rail és un procés d'enfortiment de la superfície principal, amb paràmetres bàsics que inclouenfreqüència d'inducció, temperatura de calefacció, temps de retenció i velocitat de refrigeració. La freqüència d'inducció s'ha de controlar a 2-5 kHz. En aquest rang de freqüències, el corrent induït es concentra a la profunditat de 0-10 mm de la superfície del cap del rail, permetent l'enfortiment de la superfície local sense afectar la duresa de la matriu del rail. La temperatura d'escalfament s'optimitza a 850-900 graus, en què l'estructura de perlita a la superfície del capçal del rail es pot austenitzar completament. Una temperatura excessivament alta donarà lloc a grans gruixuts, mentre que una temperatura excessivament baixa donarà lloc a una austenitització insuficient. El temps de retenció s'ajusta segons el model de ferrocarril, amb un temps de retenció de 30-40 segons per a carrils de 60 kg/m per garantir una austenitització uniforme. La velocitat de refrigeració adopta un refredament per aerosol, controlat a 15-20 graus / s. El refredament ràpid pot transformar l'austenita en una estructura fina de martensita, millorant la duresa superficial. L'efecte d'enfortiment és notable: la duresa superficial del capçal del rail es pot augmentar de l'HB220-280 original a HRC58-62, la resistència al desgast es millora de 3 a 5 vegades, la taxa de desgast de la roda-rail es redueix en més d'un 60% i la resistència a la fatiga de contacte del capçal del rail també es pot reduir considerablement i augmentar l'aparició de malalties, com ara l'espai.
Quins són la tecnologia d'enfortiment del revestiment làser i els punts de selecció de materials per a rails en línies de transport pesats-?
Els rails de les línies de transport-pesants tenen un índex de desgast ràpid. La tecnologia d'enfortiment del revestiment làser pot formar un recobriment resistent al desgast-d'alt rendiment- a la superfície del capçal del rail, que és una solució eficaç per al desgast del transport pesat-. El procés bàsic del revestiment làser és utilitzar un raig làser d'alta -energia per fondre el material de revestiment i una capa fina de la superfície del rail per formar un recobriment reforçat unides metal·lúrgicament. El gruix de la capa de revestiment es controla a 0,5-1,5 mm; un gruix excessiu és propens a esquerdes del recobriment, mentre que un gruix insuficient provoca un efecte resistent al desgast deficient. Els punts clau de la selecció del material són: en primer lloc,pols d'aliatge-a base de ferrocom ara Fe-Cr-B-aliatges Si haurien de ser preferits. La seva composició és propera a la matriu del carril, amb un bon rendiment d'unió metal·lúrgica, no fàcil de caure i una duresa de fins a HRC60 o més, amb una excel·lent resistència al desgast. En segon lloc, ajusteu la composició segons l'entorn corrosiu de la línia: afegiu elements resistents a la corrosió-com ara coure i níquel per a les línies de transport pesats-costeros i afegiu molibdè per millorar la resistència a la corrosió de les zones-àlcalis salines. Al mateix temps, controleu la mida de la partícula en pols a 50-150μm. La mida uniforme de les partícules pot garantir la planitud de la capa de revestiment i evitar defectes com ara la porositat i la inclusió d'escòries. La vida útil dels rails reforçats amb revestiment làser és més de 2 vegades més llarg que la dels rails trempats de freqüència mitjana-, adequats per a línies troncals de mercaderies de transport pesat amb càrregues per eix superiors a 30 t.
Quins són els mètodes de prova de qualitat i els criteris d'acceptació de les capes de reforç de la superfície del ferrocarril?
Les proves de qualitat de les capes de reforç de la superfície del ferrocarril s'han de dur a terme des de quatre dimensions:duresa, força d'unió, microestructura i morfologia superficial. Les proves de duresa utilitzen un provador de duresa Rockwell per assajar i provar diferents profunditats de la capa de reforç. La duresa superficial ha de complir els requisits de disseny, per exemple, la duresa superficial de la capa d'apagada de freqüència mitjana -Més gran o igual a HRC58, la duresa superficial de la capa de revestiment superior o igual a HRC60 i el canvi de gradient de duresa és uniforme, sense canvis sobtats en la transició de duresa de la superfície a la matriu. Les proves de resistència d'unió adopta el mètode de prova de tracció: es fabriquen mostres de tracció estàndard i la resistència a la tracció ha de ser superior o igual a 500 MPa; o s'utilitza el mètode de prova de rascades, i el recobriment està qualificat si no hi ha pelat quan la càrrega de rascades arriba a més de 80 N. Les proves de microestructura utilitzen un microscopi metal·logràfic: l'estructura qualificada de la capa d'extinció de freqüència mitjana- és martensita fina + una petita quantitat d'austenita retinguda, i no es permet la martensita gruixuda ni els carburs de xarxa; L'estructura qualificada de la capa de revestiment làser és una estructura d'aliatge densa amb unió metal·lúrgica, lliure de defectes com ara porositat i inclusió d'escòries. Les proves de morfologia superficial fan servir un provador de rugositat i la rugositat superficial Ra de la capa de reforç ha de ser inferior o igual a 1,6 μm. Al mateix temps, es requereix la detecció de defecte per ultrasons per detectar defectes interns, amb una àrea de defecte inferior o igual a 0,5 mm² segons qualificació. Els criteris d'acceptació han de complir tots els indicadors anteriors. 5 es mostren els carrils per quilòmetre de línia. Si 1 no és qualificat, cal un mostreig doble; si encara no està qualificat, cal una reelaboració.
Quins són els requisits especials i les tecnologies adaptatives per a l'enfortiment de la superfície del ferrocarril a les línies ferroviàries d'alta{0}}velocitat?
Les línies ferroviàries d'alta-velocitat tenen dos requisits elevats per a la suavitat del carril i la resistència al desgast. Les tecnologies d'enfortiment de superfícies han d'equilibrar-sebaixa taxa de desgast i alta suavitatper evitar que la capa d'enfortiment afecti la coincidència del contacte de la roda-roda. Els requisits especials són: primer, la planitud superficial de la capa de reforç. La rugositat superficial Ra dels rails de ferrocarril d'alta velocitat-ha de ser inferior o igual a 0,8 μm. El perfil original del carril no s'ha de danyar després del tractament d'enfortiment; en cas contrari, augmentaran les vibracions i el soroll de les rodes-. En segon lloc, la duresa de la capa de reforç. La vibració d'alta-freqüència dels trens d'alta-velocitat és propensa a provocar esquerdes de les capes de reforç fràgils, de manera que l'índex de tenacitat de la capa de reforç ha de complir l'estàndard, amb un valor de tenacitat a l'impacte superior o igual a 15 J/cm². Pel que fa a les tecnologies adaptatives, les línies de ferrocarril-d'alta velocitat prefereixen el procés combinat deEnduriment + polit per inducció de mitjana{0}freqüència. L'enduriment per inducció de freqüència mitjana -aconsegueix l'enfortiment de la superfície i el poliment de precisió posterior pot reduir la rugositat de la superfície a Ra0,4-0,8 μm, complint els requisits de suavitat. Per a trams amb un desgast sever com els nus de ferrocarril d'alta velocitat,revestiment làser + rectificat de precisióes pot utilitzar la tecnologia. El gruix de la capa de revestiment es controla a 0,5-0,8 mm i la mòlta de precisió garanteix la precisió del perfil del carril. Al mateix temps, la duresa de la capa d'enfortiment s'ha de controlar a HRC55-58 per evitar una duresa excessiva que acceleri el desgast de les rodes, aconseguint l'adequació del desgast del carril de les rodes-. Aquestes tecnologies adaptatives poden garantir el bon funcionament a llarg termini de les línies ferroviàries d'alta velocitat a una velocitat de 350 km/h.
Quins són els suggeriments d'anàlisi cost-benefici i promoció per a l'enfortiment de la superfície del ferrocarril?
La inversió inicial d'enfortiment de la superfície del ferrocarril és superior a la dels rails normals, però té avantatges importants en termes de cost del cicle de vida complet. Pel que fa al cost, el cost d'un-quilòmetre de l'enduriment per inducció de mitjana-freqüència és un 20%-30% superior al dels rails normals, i el cost d'un-quilòmetre del revestiment làser és un 50%-80% superior. No obstant això, la vida útil dels rails reforçats s'allarga molt: la vida útil dels rails trepitjats de freqüència mitjana- és 3-5 vegades la dels rails normals, i la vida útil dels rails-revestits amb làser és de 8 a 10 vegades la dels rails normals, cosa que pot reduir significativament la freqüència i el manteniment dels costos de substitució dels rails. Pel que fa als avantatges, els rails reforçats poden reduir les malalties de la línia causades pel desgast de les rodes i els carrils, reduir el temps d'aturada del tren a causa del manteniment del ferrocarril i millorar l'eficiència del transport de la línia. Per a les línies troncals de transport pesat i d'alta velocitat, els beneficis econòmics indirectes superen amb escreix la inversió inicial. Els suggeriments de promoció i aplicació han de seguir el principi de "específics de línia- i específics de- seccions". La tecnologia de reforç de revestiment làser s'hauria de prioritzar per a línies troncals de-transport de mercaderies pesades, tecnologia d'extinció de-freqüència mitjana + poliment per a línies troncals d'-alta velocitat i tecnologia de-freqüència mitjana per a ferrocarrils de-velocitat normal. reforçar, unificar els estàndards de prova i les especificacions de construcció i reduir els costos de promoció Per a línies amb un volum de trànsit que creixen ràpidament, el tractament de reforç de la superfície del ferrocarril es pot dur a terme amb antelació per evitar la substitució freqüent a causa del desgast excessiu en el període posterior.