Neden Online Isıl İşlem Var?
Rayın aşınma ömrü, çalışma yüzeyinin sertliğine bağlıdır, ancak her yerde sert olan bir ray kırılgandır. Çevrimiçi ısıl işlem, yalnızca kafayı sertleştirerek bu sorunu çözer: ray, haddeleme hattında söndürülür, böylece ağ ve taban sağlam kalırken kafa ince perlite veya bainite dönüşür. Sonuç, 340 ila 400 HB sınıfında çalışma yüzeyi sertliğine ve bükülmeye ve darbeye dayanıklı sünek bir gövdeye sahip bir raydır. Bu, tüm önemli raylı sistemlerde belirtilen baş-sertleştirilmiş kalitelerin arkasındaki teknolojidir: Çin uygulamasında U75VH, EN 13674-1 uyarınca Avrupa uygulamasında R350HT ve R350LHT ve Amerikan ağır nakliye hatlarında kullanılan ısıl-işlem görmüş kaliteler.
Söndürme Prosesleri ve Parametreleri
Üç söndürme yaklaşımı üretime hakimdir. Püskürtmeli söndürme, yüksek-basınçlı su sisini ray başındaki nozüllere yönlendirir; soğutma hızı nozül basıncı ve açısı tarafından kontrol edilir; 30 ila 50 C/s'lik tipik soğutma hızları, kafa-sertleştirilmiş rayların gerektirdiği ince perlit yapısını üretir ve süreç hızlıdır ve yüksek tonajlı hatlara çok uygundur. İndüksiyonla sertleştirme, kafayı elektromanyetik indüksiyonla lokal olarak ısıtır ve ardından söndürür; bu, aşınmaya yönelik uygulamalar için genellikle 3 ila 8 mm aralığında sertleştirilmiş katman derinliğinin hassas kontrolünü sağlar. Daldırma söndürme, rayı, eşit şekilde soğuyan ve ısı çıkarmanın bile zor olduğu daha büyük bölümlere uyum sağlayan bir polimer çözeltisi gibi bir söndürme ortamına batırır. Her işlemin bir yeri vardır: ekonomi ve hız için püskürtmeli söndürme, lokalize veya seçici sertleştirme için indüksiyon ve karmaşık geometriye sahip bölümler için daldırma.
Temperleme: Tokluğu Geri Kazanma ve Stresi Kontrol Etme
-Söndürülmüş perlitik ray artık gerilimi taşıdığından ve kırılgan olabileceğinden, söndürmeyi temperleme takip eder. 150 ila 250 C bandındaki düşük-sıcaklık temperlemesi, sertliği 330 ila 380 HB'de tutarken, artık gerilimin büyük bir kısmını hafifletir ve kırılma direncini artırır. 350 ila 500 C civarındaki orta-sıcaklık tavlama, sertliğin bir kısmını sağlamlığa dönüştürür ve ağır nakliye hatlarında olduğu gibi darbe yükünün hakim olduğu yerlerde kullanılır. 500 ila 650 C bandındaki yüksek sıcaklıkta temperleme, yapıyı iyileştirir ve özellikleri homojenleştirir; bu da yüksek hız ve nakliye hizmetinin karışımına uygundur. Temperleme seçimi bir dengedir: Çok az temperleme, yorulma çatlağı oluşumunu teşvik eden artık gerilim bırakır ve çok fazla temperleme, müşterinin ödediği sertliği azaltır.
Proses Kontrolü ve Ölçümü
Çevrimiçi tedavi, gerçek-zamanlı ölçümle kontrol edilir. Kızılötesi pirometreler ray yüzey sıcaklığını tipik olarak artı veya eksi 2 C hassasiyetle takip eder ve kontrol sistemi, sıcaklık geçmişini işlem penceresi içinde tutmak için söndürme ortamı akışını, nozül basıncını veya indüksiyon gücünü ayarlar. Ölçülen kafa sıcaklığı söndürme konumunda hedefin üzerine çıktığında sistem püskürtme akışını artırır; tavlama sıcaklığı kısa düştüğünde ısıtma süresi uzar. Önceki ısıtmalardan elde edilen üretim verileri, her bir ray kalitesi ve bölümü için parametre setini iyileştirmek için kullanılır; bu da parti genelinde sertlik ve düzlük dağılımını daraltır. Sıkı kontrolün getirisi, sertlik ölçümlerinin ray boyunca ve ray boyunca dağılımında görülebilir: Kontrollü bir çizgi, yayılımı birkaç sertlik noktası içinde tutarken, kontrolsüz bir çizgi, eşit olmayan şekilde aşınan raylar üretir.
Sürecin Ray Sınıfına Uyarlanması
Farklı demiryolu kimyaları farklı arıtma pencerelerine ihtiyaç duyar. U71Mn gibi Çin standart rayları orta düzeyde karbon içeriğine sahiptir ve söndürme sıcaklığı, 0,3 ila 0,5 MPa bandındaki bir püskürtme basıncıyla tipik olarak 880 ila 920°C civarında tutulur; U75VH gibi daha yüksek-mukavemetli U75V bileşiminin ısıl-işlem görmüş versiyonları, iyi süneklik ile 340 HB ve üzeri sınıfa ulaşmak için söndürülür ve temperlenir. R350HT gibi Avrupa'daki yüksek-karbon kaliteleri, 900 ila 950 C civarında daha yüksek bir ostenitleme sıcaklığı ve kullanım sırasında kırılgan olabilecek martenzit oluşumunu önleyen kontrollü bir soğutma yolu gerektirir; yapıyı dengelemek için genellikle çift-tavlama dizisi uygulanır. A685 ailesi gibi Amerikan alaşımlı ray kaliteleri, dönüşüm davranışını değiştiren karbür{19}}oluşturucu elementler içerir; dolayısıyla soğutma hızının, beynit veya martensit yerine ince perlit hedefine ulaşacak şekilde hassas bir şekilde ayarlanması gerekir. Bu nedenle, birden fazla standartla ilgilenen bir üreticinin süreç parametrelerini evrensel değil, sınıfa özel olarak ele alması gerekir.
Isıl İşlem Görmüş Rayların Kalite Kontrolü-
Baş-sertleştirilmiş rayların kabulü üç test grubuna dayanır. Sertlik, eşit aşınmayı garanti etmek için ölçümler arasındaki farkın tipik olarak yaklaşık 20 HB'den fazla olmayan sıkı bir bant içinde kalması şartıyla, kafa boyunca tanımlanmış noktalarda ölçülür; Sertleştirilmiş katmanın belirtilen derinliğe kadar uzandığını doğrulamak için derinlikli sertlik profili de kontrol edilir. Metalografik inceleme, mukavemet ve tokluk dengesini gösteren 0,1 ila 0,2 mikron sınıfındaki ince lamel aralığına sahip perlit yapısını doğrular ve yüzey, çalışma yüzeyini yumuşatan dekarbürizasyon açısından incelenir. Artık gerilim, yüzeyin bir sıkıştırıcı artık gerilim taşıması ve iç çekme geriliminin çatlamayı teşvik edecek değerin altında kalması şartıyla X-ışını kırınımı veya kesit yöntemleriyle ölçülür. Doğruluk ve boyut kontrolleriyle birlikte bu testler, rayı teslimata uygun hale getirir ve sonuçlar parti parti belgelenir.
SSS
Rayların sprey, indüksiyon ve daldırma ile söndürülmesi arasındaki fark nedir?
Püskürtmeli söndürme, yüksek-basınçlı su sisi kullanır ve hızlı ve ekonomiktir; indüksiyonla sertleştirme kafayı yerel olarak ısıtır ve hassas sertleştirme derinliği sağlar; daldırmalı söndürme, tüm rayı bir ortamda eşit şekilde soğutur ve büyük bölümlere uygundur.
Ray söndürüldükten sonra temperleme neden gereklidir?
-Söndürülmüş ray sert fakat kırılgan olduğundan ve artık gerilim taşıdığından; Temperleme gerilimi azaltır, dayanıklılığı geri kazandırır ve gerekli kafa sertliğini korurken yapıyı stabilize eder.
Başı-sertleştirilmiş bir ray hangi sertliğe ulaşır?
Premium sınıftaki kafayla sertleştirilmiş raylar çalışma yüzeyinde 340 ila 400 HB'ye ulaşır; örneğin EN 13674-1'e göre U75VH raylar ve R350HT raylar; ağ ve taban daha yumuşak, daha sert aralıkta kalır.
İndüksiyonla sertleştirilmiş-bir rayın sertleştirilmiş katmanı ne kadar derindir?
Aşınmaya yönelik indüksiyonla sertleştirme için etkili sertleştirilmiş katman tipik olarak çalışma yüzeyinin 3 ila 8 mm derinlik aralığındadır ve tam hedef servis aşınma oranı tarafından belirlenir.
Isıl işlem görmüş raylarda artık gerilim-nasıl kontrol edilir?
Soğutma yolunu ve temperleme döngüsünü yöneterek; kabul, koşu yüzeyinde bir artık basınç gerilimi ve X-ışını kırınımı veya kesit ile doğrulanan sınırlı bir iç çekme gerilimi gerektirir.
U75VH rayları bir projede R350HT raylarının yerini alabilir mi?
Doğrulama olmadan olmaz. Her ikisi de benzer sertlik sınıfında, kafa-sertleştirilmiş perlitik raylardır, ancak profil, boyut toleransları ve kaynak prosedürü proje standardıyla uyumlu olmalıdır; değiştirme, gerçek spesifikasyonlara dayalı mühendislik onayı gerektirir.