انتخاب مواد برای اجزای مشارکت راه آهن: ضمانت اصلی ایمنی و عملکرد

در سیستم حمل و نقل راه آهن ، مشارکت به عنوان دستگاه های مهم اتصال برای خطوط پیگیری خدمت می کند. عملکرد آنها به طور مستقیم بر ایمنی ، ثبات و کارآیی عملیاتی عملیات قطار تأثیر می گذارد. انتخاب مواد برای اجزای مشارکت یک عامل اصلی در تعیین کیفیت کلی مشارکت است. از آنجا که فناوری راه آهن به سمت سرعت بالاتر ، بارهای سنگین تر و طول عمر طولانی تر پیشرفت می کند ، نیازهای بالاتر برای استحکام ، مقاومت در برابر سایش ، مقاومت در برابر خوردگی و سازگاری با محیط زیست بر روی مواد مشارکت قرار می گیرد. در این مقاله به بررسی دلیل انتخاب مواد برای اجزای مشارکت راه آهن بر اساس الزامات فنی و چگونگی شرکتها می توانند رقابت محصولات را از طریق نوآوری مواد افزایش دهند.

 

I. الزامات عملکردی و چالش های مادی مؤلفه های مشارکت

مشارکت در درجه اول از اجزای اصلی مانند سوئیچ (راه آهن نقطه ، راه آهن سهام) ، اجزای اتصال (راه آهن راهنما ، راه آهن نگهبان) و قورباغه (راه آهن نقطه ، راه آهن بال) تشکیل شده است. هر مؤلفه بسته به عملکرد آن ، نیازهای مواد مشخصی دارد. به عنوان مثال:

• ریل های نقطه و ریل های نقطه: به عنوان "اتصالات متحرک" مشارکت مشارکت ، آنها باید در برابر بارهای ضربه ای از چرخ های مکرر در مقابل مقاومت کنند و مرتباً زاویه های خود را تنظیم کنند. بنابراین ، آنها به موادی نیاز دارند که مقاومت بالایی (برای مقاومت در برابر تغییر شکل) ، چقرمگی زیاد (برای مقاومت در برابر شکستگی) و مقاومت در برابر سایش خوب (برای کاهش سرعت سایش).

• ریل های سهام و ریل های بال: به عنوان ساختار پشتیبان ریل های ثابت ، آنها باید در برابر فشار طولانی {0} term فشار استاتیک و لرزش پویا مقاومت کنند. بنابراین ، این ماده باید از مقاومت و ثبات خستگی عالی برخوردار باشد.

• منطقه قورباغه: نوک راه آهن نقطه ، به ویژه در جایی که تماس ریلی چرخ- فشرده است ، "یک کانون سایش" در مشارکت است و به راه حل های خاصی برای پرداختن به خستگی فلزی ، تغییر شکل پلاستیک و ترک خوردگی خستگی نیاز دارد.

مواد مشارکت سنتی بیشتر از فولاد کربن یا فولاد آلیاژ معمولی ساخته شده است. با این حال ، محدودیت های عملکرد آنها به تدریج در راه آهن سرعت بالا {1} (سرعت بیشتر از یا مساوی 250 کیلومتر در ساعت) و راه آهن حمل و نقل سنگین- سنگین (بارهای محور بیشتر از یا مساوی 30 تن) قرار می گیرند. به عنوان مثال ، مقاومت کافی در برابر سایش ریل های فولادی معمولی چرخه های نگهداری را کوتاه می کند ، در حالی که کمبودهای چقرمگی از فولاد کربن {6} کم می تواند منجر به خطرات شکستگی شکننده شود. بنابراین ، انتخاب مواد برای مشارکت مدرن باید از محدودیت های سنتی فراتر رود و به "مواد تخصصی عملکرد بالا-" ارتقا یابد.

 

ii. خصوصیات فنی و سناریوهای کاربردی مواد اصلی

در حال حاضر ، انتخاب مواد برای اجزای مشارکت راه آهن به یک سیستم پیچیده از "نمرات فولادی پایه + سخت شدن سطح + آلیاژهای ویژه" تبدیل شده است. گزینه های اصلی شامل موارد زیر است:

1. High-} با کیفیت فولاد سازه کربن و کم- آلیاژ بالا - Steel Streate

این مواد اساسی برای مشارکت سنتی مانند U71MN و U75V (استاندارد چینی) است. با تنظیم محتوای کربن (0.7 {15 {15} 0.8 ٪) و اضافه کردن عناصری مانند منگنز (1.0 ٪ -1.5 ٪) و سیلیکون (0.15 ٪ -0.35 ٪) ، آنها بین قدرت و جوشکاری به تعادل می رسند. فولاد U75V ، به لطف اثر پالایش دانه وانادیوم ، دارای استحکام کششی 880-1000 MPa است و باعث می شود که برای مشارکت در خطوط اصلی معمولی مناسب باشد. با این حال ، مقاومت سایش آن به سخت شدن سطح متکی است (به طور معمول دستیابی به سختی 280-320 HBW). پس از استفاده طولانی مدت ، سطح ریلی مستعد لایه بندی است و نیاز به نگهداری مکرر دارد.

2. پوشیدن فولادهای آلیاژی مقاوم و فولادهای بینیتی را بپوشید

برای برآورده کردن نیازهای سایش زیاد راه آهن های سنگین - ، مشارکت نسل جدید - شروع به استفاده از سایش - inseleds آلیاژ مقاوم در برابر عناصری مانند کروم (کروم) ، مولیبدنوم (MO) ، و نیکل (ni) (NI) (NI) (مانند سریال Steate Steel) ، یا سریال High {Serient { درمان (مانند فولاد Bnbre). این مواد دارای ریزساختار یکنواخت تر هستند و می توانند به سختی های 350-450 HBW (بیش از 20 ٪ بیشتر از فولادهای سنتی) برسند ، در حالی که حفظ سختی تأثیر عالی (انرژی ضربه ای Charpy بیشتر از یا برابر با 40J). این به طور قابل توجهی عمر سرویس ریل های نقطه و سوئیچ ها را به 10-15 سال (در مقایسه با تقریباً 5-8 سال برای فولاد سنتی) گسترش می دهد. به عنوان مثال ، فولاد سوئیچ Bainitic که در یک پروژه راه آهن با سرعت بالا-} استفاده می شود ، تنها 60 ٪ از ساییدگی فولاد U75V را در یک تست عبور 3 میلیون چرخ شبیه سازی شده {19 {19 نشان می دهد.

3. فن آوری تقویت کننده سطح و کاربردهای مواد کامپوزیت

برای افزایش بیشتر دوام مؤلفه های کلیدی ، مشارکت مدرن به طور گسترده ای از فن آوری های تصفیه سطح را در بر می گیرد:

• سخت شدن عملیات حرارتی: به صورت محلی لبه کار راه آهن و قورباغه را خاموش کنید (به عنوان مثال ، با استفاده از گرمایش القایی فرکانس متوسط ​​-) برای تشکیل یک لایه سخت شده ضخامت 2-5 میلی متر (سختی بیشتر از یا مساوی 45 HRC) برای مقاومت در برابر خستگی تماس نورد چرخ.

• جوشکاری روکش: برای سطوح ریلی فرسوده ، جوشکاری روکش با نیکل -}}}}}}} مبتنی بر پودرهای کاربید سیمان تنگستن ، دقت بعدی را بازیابی می کند و مقاومت در برابر سایش را تقویت می کند.

• مواد لایه ای از جنس استنلس استیل/کامپوزیت: برای غیر -}-} اجزای تحمل مانند نگهبان و ریل های راهنما که به مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارند ، برخی از شرکت ها در حال کاهش است با استفاده از فولاد هوازدگی (به عنوان مثال ، q345nqr2) یا فولاد روکش شده (به عنوان مثال ، zinc {{8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 {8 تخریب ساختاری ناشی از خوردگی محیطی.

 

iii سه مورد اصلی برای انتخاب مواد

هنگام تدوین یک برنامه مادی مشارکت ، شرکت ها باید به طور جامع ابعاد زیر را وزن کنند:

1. سازگاری با محیط عملیاتی

راه آهن سرعت بالا - (مانند BEIJING-} SHANGHAI HIGH - Railway Railway) به موادی نیاز دارند که سر و صدای کم و لرزش را با سرعت 350 کیلومتر در ساعت حفظ کنند. بنابراین ، فولادهای میکرو آلیاژ شده با یکنواختی ریزساختار بالاتر انتخاب می شوند و فرآیندهای تصفیه حرارتی برای کاهش تنش های باقیمانده بهینه می شوند. راه آهن وظیفه سنگین- (مانند خط DAQIN) مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک را در اولویت قرار می دهد ، و نیاز به پیشرفت در قدرت عملکرد (بیشتر یا مساوی با 900 مگاپاسکال) و سختی شکستگی برای تحمل بارهای محور بالا دارد. برای مشارکت در مناطق رطوبت ساحلی یا زیاد {9} ، باید به مقاومت در برابر خوردگی جوی توجه بیشتری کرد (به عنوان مثال ، با اضافه کردن عناصر آلیاژ مانند مس و فسفر).

2. هزینه چرخه عمر

انتخاب مواد موضوع "گرانتر ، بهتر" نیست. در عوض ، مزایای کلی اقتصادی "هزینه خرید اولیه + هزینه نگهداری + فرکانس جایگزینی" باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال ، اگرچه قیمت واحد فولاد باینیتیک تقریباً 15 ٪ تا 20 ٪ بالاتر از فولاد U75V معمولی است ، اما عمر خدمات طولانی مدت آن باعث کاهش نیروی نگهداری ، سنگ زنی پیگیری و ضررهای خرابی می شود و به طور بالقوه هزینه های کلی چرخه عمر را بیش از 30 ٪ کاهش می دهد.

3. امکان سنجی ساخت و ساخت

The weldability and workability of a material directly impact turnout production efficiency. For example, an excessively high carbon equivalent (>0.5 ٪) خطر ترک خوردگی جوش را افزایش می دهد. بنابراین ، کربن {2 {2} کم (کمتر از یا برابر با 0.2 ٪) یا از درجه های تخصصی فولاد جوش استفاده می شود برای جوش استفاده می شود. علاوه بر این ، فرآیندهای جعل و نورد مواد باید با خطوط تولید موجود سازگار باشند تا به دلیل ارتقاء تکنولوژیکی از سرمایه گذاری های اضافی جلوگیری شود.

 

IV عمل شرکتی: ارتقاء مواد محرک با نوآوری تکنولوژیکی

ما به عنوان یک تولید کننده تجهیزات حمل و نقل ریلی ، ما همیشه تحقیق و توسعه مواد مشارکت را به عنوان یک پیشرفت اصلی فناوری در نظر گرفته ایم. در سالهای اخیر ، از طریق همکاری با دانشگاه ها و مؤسسات تحقیقاتی ، ما روی دو حوزه کلیدی متمرکز شده ایم: اول ، ما حالت های شکست مشارکت را در خطوط عملیاتی مختلف بر اساس داده های بزرگ برای توسعه راه حل های مواد هدفمند و منطقه ای مورد نظر ، تجزیه و تحلیل می کنیم (مانند منگنز بالا {{}}}}}} intaste intast inta} intron} intron} inta} intron} inta}} inta}}} inta}}} intron دوم ، ما فناوری تولید افزودنی (چاپ سه بعدی) را برای ترمیم مناطق فرسوده در ریل های سوئیچ پیچیده معرفی می کنیم و از طریق کنترل دقیق ترکیب پودر فلزی (مانند کبالت {5} آلیاژهای مبتنی بر}) به پیشرفت های عملکرد بومی شده می پردازیم. این شیوه ها نه تنها قابلیت اطمینان محصول را بهبود بخشیده اند بلکه به مشتریان نیز کمک کرده اند تا بیش از 20 ٪ هزینه های عملکرد و نگهداری را کاهش دهند.

انتخاب مواد برای اجزای مشارکت راه آهن در اصل یک عمل متعادل بین ایمنی ، عملکرد و هزینه است. در برابر پس زمینه فناوری راه آهن که به سرعت در حال تحول است ، تنها با تمرکز بر تقاضا و تعمیق مداوم تحقیقات علمی مواد می تواند شرکت ها پایه و اساس محکمی برای عملکرد ایمن و کارآمد حمل و نقل ریلی فراهم کنند. با پیشروی ، ما همچنان به کاربردهای نوآورانه مواد و فرآیندهای جدید ، مشارکت در "استانداردهای ملاقات" تا "هدایت آنها" و کمک بیشتر در توسعه کیفیت بالا-} توسعه راه آهن چین ادامه خواهیم داد.