آیا خطوط راه آهن سخت شده است؟
Jan 21, 2026
منظور از سخت شدن برای ریل چیست
ریل فولادی یک محصول نورد گرم- با مقطع استاندارد شده- است که از سر، شبکه و پایه تشکیل شده است. وظیفه آن هدایت چرخ ها، توزیع بار چرخ و انتقال تنش ها به تراورس ها و بالاست یا دال زیر است. تحت بارگیری چرخه‌ای طولانی مدت، سر ریل بخشی است که سایش می‌کند، و این سؤال که آیا ریل سخت شده است، تعیین می‌کند که چقدر سریع فرسوده می‌شود و چقدر زنده می‌ماند.
سخت شدن یک ریل مانند سخت شدن یک قطعه فولادی سازه ای خاموش شده نیست. عملیات حرارتی ریل پس از نورد گرم، چه در کل بخش و چه فقط روی سر انجام می شود. سر به سرعت سرد می شود تا ریزساختار پرلیت تصفیه شود: لاملاهای سمنتیت ریزتر می شوند و سر در برابر سایش و خستگی تماس غلتشی سخت تر و مقاوم تر می شود، در حالی که تار و پایه سخت تر می مانند. ریل‌های سخت شده سر-با عملیات حرارتی خطی یا خارج از خط تولید می‌شوند و در استانداردها با پسوند HT شناسایی می‌شوند، برای مثال R350HT در EN 13674-1.
نمرات ریل بر اساس استاندارد و مقطع
| استاندارد | بخش راه آهن | نمرات معمولی |
|---|---|---|
| UIC 860 | UIC54، UIC60 | 700, 900A, 900B |
| EN 13674-1 (بیشتر یا مساوی 46 کیلوگرم بر متر) | مقاطع 50، 54، 60 کیلوگرم بر متر | R200، R260، R260Mn، R320Cr، R350HT، R350LHT، R370CrHT |
| BS 11-1985 | BS80A، BS90A، BS100A | 700, 900A, 900B |
| AREMA | 115RE, 136RE | کربن استاندارد و-استحکام بالا (SS، HH، LA، IH) |
| ASCE | ASCE60، ASCE85 | U71Mn یا در هر مشخصات |
| GB 2585-2007 | 50، 60، 75 کیلوگرم بر متر | U71Mn، U75V |
| TB/T 2344-2012 | 50، 60، 75 کیلوگرم بر متر | U71Mn، U75V، U77MnCr، U78CrV |
| GB 11264-1989 | ریل سبک و متوسط 8 – 43 کیلوگرم بر متر | Q235، 55Q، 50Mn، U71Mn |
| ریل جرثقیل GB | QU70 – QU120 | U71Mn |
EN 13674-1 ریل های 46 کیلوگرم بر متر و بالاتر را پوشش می دهد. بخش های سبک تر از 27 تا 46 کیلوگرم بر متر توسط EN 13674-4 پوشش داده شده است. در یک استاندارد، گریدهایی مانند R260، R320Cr و R350HT عمدتاً از نظر سختی و استحکام متفاوت هستند و درجات HT آنهایی هستند که سرسخت شده اند.
سطوح سختی معمولی ریل های استاندارد و سخت شده
| استاندارد | درجه | عملیات حرارتی | سختی (HB) | کاربرد معمولی |
|---|---|---|---|---|
| EN 13674-1 | R260 | نورد معمولی | 260 – 300 | خطوط مسافربری و باربری معمولی |
| EN 13674-1 | R350HT | سر سفت شد | 350 – 390 | حمل و نقل سنگین و خطوط{0}}سرعت بالا |
| گیگابایت | U71Mn | خنک کننده کنترل شده اختیاری است | 240 – 270 | خطوط راه آهن عمومی و صنعتی |
| گیگابایت | U75V | خنک کننده کنترل شده مشترک | 300 – 340 | ریل جرثقیل و مسیرهای{0}}بالا |
| UIC 860 / BS 11 | 900A | به عنوان نورد | 260 - 300 (معمولی) | خطوط حمل و نقل باری و مختلط اروپایی- |
این سطوح نشان می‌دهند که ریل‌های سخت شده برای مقاومت در برابر آسیب‌های سطحی طراحی شده‌اند و در عین حال چقرمگی کافی برای جلوگیری از شکستگی شکننده تحت بارگذاری ضربه حفظ می‌کنند. درجه صحیح از بار محور، تناژ سالانه، توزیع منحنی و محیط خط انتخاب می شود، نه از سختی به تنهایی.
چرا سخت شدن در برخی کاربردها اهمیت بیشتری دارد
همه آهنگ ها شرایط استرس یکسانی را تجربه نمی کنند. خطوط مسافری با سرعت بالا به دلیل تعداد زیاد عبور چرخ ها با خستگی شدید تماس غلتشی مواجه هستند. خطوط باربری سنگین بارهای محور را به اندازه کافی بالا می برند تا در صورت ناکافی بودن سختی، سر ریل را به صورت پلاستیکی تغییر شکل دهند. ریل های جرثقیل هر بار که چرخ دستی شتاب می گیرد و ترمز می کند، ضربات عمودی و نیروهای جانبی قوی را متحمل می شود. در جاهایی که سختی برای ترافیک خیلی کم است، ریل به سرعت فرسوده می‌شود، موج‌خوردگی ایجاد می‌شود و ترک‌های سطحی ظاهر می‌شوند که عمر سرویس را کوتاه می‌کند و هزینه تعمیر و نگهداری را افزایش می‌دهد.
| برنامه | استاندارد ریلی معمولی | درجه ترجیحی | تقاضای سختی |
|---|---|---|---|
| راه آهن مسافری | EN، UIC، گیگابایت | R260، U71Mn | متوسط |
| حمل بار سنگین- | EN، AREMA، گیگابایت | R350HT، 900A | بالا |
| باند جرثقیل بندری | DIN 536، YB/T | U75V | خیلی بالا |
| خطوط انتقال کارخانه فولاد | DIN 536، QU | U71Mn، U75V | بالا |
برای جرثقیل های بندری و کارخانه های فولادی، ریل های جرثقیل مانند QU70–QU120 در U71Mn یا U75V استاندارد هستند. این انتخاب، سختی را برای سایش، استحکام برای بارهای متمرکز چرخ، و چقرمگی برای ضربه را متعادل می‌کند، و ریل‌های معمولی-نوردی و حرارتی{6}}هر دو بسته به نیاز پروژه در دسترس هستند.
سوالات متداول
آیا همه ریل ها سخت شده اند؟
خیر. گریدهای استاندارد مانند R260، 900A و U71Mn معمولاً به صورت نورد یا با خنک کننده کنترل شده استفاده می شوند. سخت‌سازی در جایی اعمال می‌شود که ترافیک آن را ایجاب می‌کند:-راهروهای حمل‌ونقل سنگین،-خطوط سرعت بالا، منحنی‌های تیز و باندهای جرثقیل از درجه‌های سخت شده مانند R350HT یا معادل آن استفاده می‌کنند.
تفاوت بین هد سخت شده و سفت{0}}قطع کامل چیست؟
سفت شدن سر تنها سر ریل را خنک می کند تا ساختار آن را اصلاح کند و تار و پایه را محکم تر کند. سخت شدن کامل-قطعه کل نمایه را درمان می کند. سخت شدن سر یک فرآیند عادی برای ریل است زیرا سر سطح سایش است در حالی که تار و پایه خمش و برش را حمل می کنند.
ریل U71Mn چه سختی دارد؟
U71Mn در حالت-نورد یا کنترل شده{2}}خنک شده معمولاً دارای سختی در محدوده 240-270 HB است. در مواردی که مقاومت سایشی بالاتری مورد نیاز است، میکروآلیاژ وانادیوم U75V با خنک کننده کنترل شده به حدود 300-340 HB می رسد.
آیا R350HT برای خطوط{1}}سرعت بالا مناسب است؟
بله R350HT تا سختی 350 تا 390 HB با حداقل استحکام کششی حدود 1175 مگاپاسکال سخت شده است، و این درجه استاندارد برای خطوط سنگین و با سرعت بالا است که در آن خستگی سطح و مقاومت در برابر سایش بسیار مهم است.
سختی ریل چگونه اندازه گیری می شود؟
سختی ریل بر روی سطح در حال اجرا یا کناره سر با استفاده از روش برینل (HB) برای تأیید تولید اندازه گیری می شود، با تورفتگی در موقعیت های تعریف شده مطابق با استاندارد ریل.
آیا سخت شدن روی جوشکاری تاثیر می گذارد؟
ریل های سخت شده قابل جوش باقی می مانند، اما روش جوشکاری باید با درجه مطابقت داشته باشد. ریل های سر-سخت شده و میکروآلیاژی نیاز به پیش گرم کردن کنترل شده و عملیات حرارتی پس از جوش{2}} دارند و جوش ها باید با سختی و آزمایش اولتراسونیک مطابق با استاندارد جوش تأیید شوند.
