Comparação da composição do material e resistência ao desgaste entre trilhos de padrão nacional e de padrão estrangeiro
Por que a diferença no teor de carbono entre o trilho GB 60kg/m e o trilho UIC60 afeta a vida-resistente ao desgaste?
O conteúdo de carbono do trilho GB 60kg/m é de cerca de 0,70%-0,80%, enquanto o do trilho UIC60 é de 0,85%-0,95%. Maior teor de carbono leva a maior dureza da matriz do trilho e melhor resistência ao desgaste. O trilho UIC possui maior teor de carbono, com maior proporção de martensita na cabeça do trilho, o que pode resistir efetivamente ao desgaste abrasivo causado pelo atrito roda-trilho. O trilho GB tem menor teor de carbono e dureza ligeiramente menor; sob carga pesada e atrito de alta frequência, a cabeça do trilho está sujeita a desgaste e lascamento. Além disso, o aumento do teor de carbono aumentará a fragilidade do trilho. O trilho UIC precisa equilibrar a tenacidade através do tratamento de têmpera e revenido, que é a principal razão para sua vida útil mais longa. Portanto, a diferença no teor de carbono é o principal fator que afeta a resistência ao desgaste dos dois tipos de trilhos.
Os trilhos padrão externos geralmente adicionam elementos de liga de cromo e vanádio. Que vantagens eles têm em comparação com os trilhos GB?
A adição de cromo e vanádio aos trilhos externos padrão pode refinar significativamente os grãos, melhorar a resistência à tração e à fadiga. O cromo pode melhorar a temperabilidade do trilho, tornando a distribuição da dureza da cabeça do trilho mais uniforme e evitando pontos fracos locais; o vanádio pode formar carbonetos, aumentando o desgaste e a resistência ao impacto do trilho. Os trilhos GB são, em sua maioria, materiais de baixa{2}}liga ou não{3}}liga, sem esse reforço de liga. Sob condições de alta-velocidade e carga-pesada, eles são propensos à deformação plástica da cabeça do trilho. Os trilhos padrão externos com ligas adicionadas podem melhorar a vida útil em 20%-30% em comparação com os trilhos GB, tornando-os mais adequados para assentamento de linhas de alta qualidade.
Por que as linhas em áreas frias e de alta-altitude precisam escolher trilhos externos padrão com baixo teor de fósforo e enxofre em vez de trilhos GB?
O limite superior do teor de fósforo e enxofre nos trilhos GB é de 0,04%, enquanto o dos trilhos resistentes-ao frio padrão externo é controlado abaixo de 0,025%. O baixo teor de impurezas pode reduzir a temperatura de transição de fragilidade a frio. Em áreas frias e de alta-altitude, a temperatura é baixa no inverno e o trilho está sujeito a fraturas frágeis. O fósforo e o enxofre, como elementos nocivos, aumentarão a fragilidade do trilho e acelerarão a propagação de fissuras. Os trilhos padrão externos reduzem as impurezas por meio da tecnologia de refinamento, que pode melhorar a resistência-a baixas temperaturas e garantir boa plasticidade mesmo em ambientes abaixo de -40 graus. Os trilhos GB possuem alto teor de impurezas e alto risco de fratura frágil em baixas temperaturas, tornando-os inadequados para assentamento em áreas frias e de alta altitude. Esta é uma concretização importante da adaptabilidade material.
Como a diferença na temperabilidade dos materiais do trilho afetará o gradiente de dureza da cabeça do trilho?
Os trilhos com boa temperabilidade têm um gradiente de dureza mais suave da superfície ao núcleo da cabeça do trilho, e a distribuição de tensão é mais uniforme sob força. A temperabilidade dos trilhos padrão externos é melhor que a dos trilhos GB. A dureza da superfície da cabeça do trilho pode atingir HB360-400, e a dureza do núcleo ainda pode ser mantida acima de HB300, o que pode dispersar efetivamente a tensão de contato da roda-trilho. Os trilhos GB têm baixa temperabilidade, com dureza superficial excessivamente alta da cabeça do trilho e baixa dureza do núcleo, formando uma estrutura de "casca dura e núcleo macio". Sob força, micro-fissuras são fáceis de gerar na interface. Sob cargas alternadas-de longo prazo, as microfissuras se propagarão rapidamente, causando lascamento da cabeça do trilho e afetando a segurança da condução.
Como distinguir rapidamente a resistência ao desgaste dos trilhos padrão GB e externos por meio de testes de materiais?
O espectrômetro pode ser usado para detectar o teor de carbono, manganês e cromo dos materiais ferroviários. Trilhos com teor de carbono maior ou igual a 0,85% e teor de manganês 1,0%-1,5% apresentam melhor resistência ao desgaste. Em seguida, um testador de dureza Brinell é usado para detectar a dureza superficial da cabeça do trilho. Trilhos com dureza maior ou igual a HB360 atendem aos requisitos de resistência ao desgaste. Ao mesmo tempo, um teste de impacto de queda de peso pode ser realizado para detectar a resistência ao impacto em baixa temperatura. A resistência ao impacto dos trilhos padrão externos é geralmente 15% -20% maior do que a dos trilhos GB. Combinando esses três resultados de teste, a resistência ao desgaste e à fadiga do trilho pode ser avaliada rapidamente, fornecendo uma base para a seleção da linha.