Per què les peixes no poden ser uniformement dures
Una peixera connecta dos extrems del rail i es cargola a través de la xarxa del rail. Durant el servei, suporta dues càrregues contradictòries: la cara de contacte frega contra la xarxa del carril i necessita una gran duresa per resistir el desgast del fretting, mentre que el cos de la placa és colpejat per tensions d'impacte alternades de cada roda que passa i necessita una gran tenacitat. Un disseny general d'alta duresa-resisteix al desgast, però es torna fràgil i propens a fracturar-se sota l'impacte. Un disseny general de baixa -duresa és resistent, però la superfície de contacte es desgasta ràpidament, la junta s'afluixa i la geometria de l'extrem del rail es destrueix. El disseny del gradient de duresa resol la contradicció donant a cada zona de la placa la propietat que realment necessita.
El gradient de duresa ideal: zona per zona
La corba de gradient acceptada baixa suaument des de la superfície de treball fins al nucli. La taula següent ofereix les zones objectiu per a una placa endurida per enduriment per inducció superficial, amb la profunditat de la capa endurida controlada a uns 3 mm.
| Zona | profunditat | Duresa | Funció |
|---|---|---|---|
| Capa superficial | 0-0,5 mm | HRC 45-50 | Resistència al desgast contra la xarxa del ferrocarril; protegeix la cara de contacte |
| Capa de transició | 0,5-3 mm | HRC 45 a 35, taxa de canvi Inferior o igual a HRC 5 per mm | zona tampó; evita passos bruscos de duresa i concentració d'estrès |
| Nucli | Per sota de 3 mm | HRC 28-32 | resistència a l'impacte; comporta esforços de flexió alternatius |
La capa de transició és la part crítica del disseny. Permet que l'estrès flueixi sense problemes des de la superfície dura fins al nucli resistent, de manera que la interfície no es converteixi en una font d'esquerdes.
Modes de fallada causats per un disseny de degradat incorrecte
Capa endurida massa poc profunda (per sota d'1 mm): la superfície dura es desgasta ràpidament, deixant al descobert el nucli tou i provocant un afluixament precoç de l'articulació.
Capa endurida massa profunda (per sobre de 5 mm): la capa de transició desapareix, el nucli es torna massa dur, la tenacitat baixa i la fractura per fatiga comença als forats dels cargols.
Gradient massa pronunciat (sense capa de transició): la interfície del nucli de la superfície-actua com a font d'esquerdes; sota vibració les esquerdes es propaguen al llarg de la interfície i provoquen fractures per delaminació.
Les tres fallades provenen de la mateixa causa principal: un desequilibri entre la resistència al desgast i la tenacitat a la-secció transversal.
Requisits de proves xinesos i internacionals
Els estàndards xinesos per a les peces convencionals solen provar dos punts - duresa superficial i duresa del nucli - i utilitzen la profunditat de la capa endurida com a índex de referència. La pràctica internacional, representada per UIC 860, requereix una prova de corba de gradient de duresa: la duresa es mesura cada 0,2 mm a través de la secció-per traçar la corba completa i no es permeten canvis bruscos de duresa. Per a les peixes de transport pesat-, les especificacions internacionals van més enllà i fixen la taxa de canvi de duresa de la capa de transició a no més de 5 HRC per mm i requereixen proves de simulació de desgast per demostrar que el gradient realment millora la resistència al desgast de les juntes.
Avaluació-no-destructiva del lloc
El mètode de camp més pràctic és la prova de duresa Leeb multi-punt. Mesureu primer la duresa de la superfície de treball (de contacte) - hauria de llegir HRC 45-50. A continuació, feu diverses lectures al costat de la placa des de la superfície cap al centre i observeu la tendència. Un gradient raonable mostra una duresa superficial consistent entre la cara de treball i la cara lateral, amb una duresa que disminueix gradualment cap al nucli. La duresa lateral uniforme, o una caiguda brusca, apunten a un problema de procés d'extinció. Per a les juntes crítiques, un examen metal·logràfic mostrat pot confirmar visualment l'estructura de les capes endurides i de transició.
Preguntes freqüents
P1: Per què no fer que tota la peixera sigui molt dura?
Alta duresa significa alta fragilitat. Una peixatera uniformement dura es fractura sota la càrrega d'impacte alterna a les articulacions, i una peixatera trencada és molt més perillosa que una desgastada. El disseny degradat manté la superfície dura per al desgast, mentre que el nucli es manté resistent per a l'impacte.
P2: Què passa si la capa endurida és massa poc profunda?
Si la capa endurida està per sota d'aproximadament 1 mm, la superfície dura es desgasta ràpidament en servei, el nucli tou queda exposat, l'articulació s'afluixa i els extrems del rail comencen a batre. Aleshores, la peixera s'ha de substituir molt abans de la seva vida útil.
P3: Què requereix UIC 860 per a les proves de gradient de duresa?
La UIC 860 obliga a fer una prova de corba de gradient de duresa amb lectures fetes cada 0,2 mm a través de la secció-transversal i prohibeix canvis bruscos de duresa. Per a aplicacions de transport pesat-també limita la taxa de canvi de la capa de transició a Inferior o igual a HRC 5 per mm i requereix proves de simulació de desgast.
P4: Com puc comprovar el gradient d'una peixera al lloc sense destruir-lo?
Utilitzeu un tester de duresa Leeb: mesureu la superfície de treball (espereu HRC 45-50) i després feu lectures pel costat de la placa cap al centre. Un descens gradual indica un gradient raonable; un perfil lateral uniforme o que caigui bruscament indica un problema d'extinció.
P5: Quines ubicacions de la pista necessiten més peixes endurides amb gradient-?
Línies de transport pesat-i línies d'alta-velocitat, on les zones d'unió presenten la combinació més alta de desgast per traspàs i càrrega d'impacte. La mateixa lògica s'aplica a les juntes de ponts i túnels, on l'accés per a la substitució és difícil i la vida útil més llarga és la més important.