Geležinkelio pagrindo medžiagų klasifikavimas ir mechaninių savybių pritaikymo projektavimas
Kokie yra nacionalinių standartinių bėgių U71Mn, U75V ir U78CrV pagrindinių medžiagų klasių sudėties skirtumai?
Trijų pagrindinių nacionalinių standartinių bėgių klasių sudėties skirtumai daugiausia atsispindi pagrindinių lydinio elementų, tokių kaip anglis, manganas, vanadis ir chromas, santykyje. U71Mn yra pagrindinė rūšis, kurios anglies kiekis yra 0,68 %-0,78 %, o mangano kiekis yra 1,10 %–1,40 %, beveik nėra vanadžio ir chromo elementų, o jo sudėties kūrimas orientuotas į pagrindines mechanines savybes. U75V padidina anglies kiekį iki 0,72–0,82%, remiantis U71Mn, ir prideda 0,04–0,12% vanadžio, kuris gali sudaryti lydinio karbidus, kad pagerintų bėgių stiprumą. U78CrV yra aukščiausios klasės klasė, kurioje anglies kiekis yra 0,75% -0,85%, ir tuo pačiu metu pridedama 0,30% -0,60% chromo ir 0,08% -0,15% vanadžio. Dvigubo lydinio elementų derinys dar labiau optimizuoja medžiagos veikimą. Skirtingų elementų proporcijos reguliavimas yra skirtas tam, kad kiekvienos klasės bėgių mechaninės savybės sudarytų gradientą, prisitaikytų prie skirtingų linijų apkrovos reikalavimų, o tiksliai kontroliuojant elementų kiekį taip pat galima išvengti vidinių bėgių defektų, atsirandančių dėl netolygios sudėties.
Kodėl sunkiasvorių{0}}vežio linijų bėgių netauriesiems metalams pirmenybė teikiama daug{0}}vanadžio ir daug{1}}anglies išskiriančių medžiagų?
Sunkiųjų{0}}traukų linijų bėgiai pasižymi didelės ašies masės ir pasikartojančio smūgio apkrovos charakteristikomis, o aukšto-vanadžio ir daug{2}}anglies rūšims teikiama pirmenybė daugiausia dėl puikių mechaninių savybių, kad jie prisitaikytų prie atšiaurių darbo sąlygų. Didelis anglies kiekis gali pagerinti bėgio atsparumą tempimui ir kietumą, žymiai padidinti bėgio gebėjimą atsispirti plastinei deformacijai ir kontaktiniam nuovargiui ir išvengti bėgio galvutės nuospaudos ir deformacijos esant didelei apkrovai. Vanadžio karbidas, susidarantis iš vanadžio ir anglies derinio, gali patobulinti bėgių grūdelius, pagerinti medžiagos atsparumą dilimui ir nuovargiui bei sumažinti bėgio galvutės susidėvėjimą, atsirandantį dėl pasikartojančio sunkiųjų{5}}traukinių riedėjimo. Bėgių, turinčių daug -vanadžio ir daug{8}} anglies dioksido, takumo riba ir atsparumas tempimui yra daug didesnis nei pagrindinių klasių, o tai gali veiksmingai išsklaidyti vietinį įtempį, atsirandantį dėl sunkios traukos, ir sumažinti bėgių įtrūkimų tikimybę. Be to, tokių medžiagų bėgių vidinė struktūra yra tankesnė, o atsparumas smūgiams yra geresnis, todėl galima susidoroti su dažnu sunkių bėgių{10}}ratų smūgiu, pailginti bėgių eksploatavimo ciklą ir sumažinti priežiūros bei keitimo dažnumą.
Kokie yra esminiai tarptautinio standarto UIC60 bėgių ir nacionalinio standarto U75V bėgių medžiagų eksploatacinių savybių skirtumai?
Pagrindinius UIC60 bėgių ir nacionalinio standarto U75V bėgių skirtumus atspindi trys pagrindiniai matmenys: atsparumas tempimui, kietumo pasiskirstymas ir atsparumas dilimui. UIC60 bėgio atsparumas tempimui yra apie 880-980 MPa, šiek tiek mažesnis nei 950-1050 MPa pagal nacionalinį standartą U75V, o jo konstrukcijoje daugiau dėmesio skiriama medžiagos plastiškumui ir tvirtumui, o ne ypatingam stiprumui. Kalbant apie kietumo pasiskirstymą, UIC60 bėgio galvutės paviršiaus kietumas yra 280–320 HB, o kietumo perėjimas nuo bėgio galvutės iki bėgio juostos yra švelnesnis; nacionalinio standarto U75V bėgio galvutės kietumas yra 300-350HB, o kietumas yra sutelktas į bėgio galvutės darbinį paviršių, turintį didesnį atsparumą dilimui. Kalbant apie atsparumą dilimui, nacionalinis standartas U75V turi 15–20% didesnį bėgio galvutės atsparumą dilimui nei UIC60, nes pridėta vanadžio, kuris labiau tinka didelėms ašies apkrovoms, o UIC60 pasižymi didesniu atsparumu nuovargio įtrūkimų plitimui ir tinka aukšto dažnio ir vidutinės apkrovos Europos linijų darbo sąlygoms. Veiklos skirtumai tarp šių dviejų atsiranda dėl medžiagų komponentų proporcijų dizaino, kurie abu turi atitikti linijos naudojimo reikalavimus pagal atitinkamus standartus.
Į kokius pagrindinius rodiklius daugiausia dėmesio skiriama atliekant bėgių netauriųjų metalų mechaninio veikimo bandymą?
Bėgių netauriųjų metalų mechaninių savybių bandymas turi būti sutelktas į penkis pagrindinius rodiklius: atsparumą tempimui, takumo ribą, pailgėjimą, atsparumą smūgiams ir kietumą, kad būtų galima visapusiškai įvertinti, ar medžiaga atitinka standartą. Tempimo stipris ir takumo riba tiesiogiai atspindi bėgio gebėjimą atsispirti tempimo įtempiams ir plastinei deformacijai, kurios yra bėgio laikomosios galios pagrindas. Bandymų rezultatai turi atitikti atitinkamos klasės standartinį intervalą, o nuokrypis neturi viršyti ±50 MPa. Pailgėjimas atspindi bėgio plastiškumą, o kvalifikuotas standartas turi būti didesnis nei 10 % arba lygus jai, kad būtų užtikrinta, jog bėgis nesutrūktų veikiant apkrovai. Atsparumo smūgiams bandymas skirtas bėgio pritaikymui žemoje-temperatūroje, išbandytas -20 laipsnių arba -40 laipsnių temperatūroje, o smūgio energija turi būti didesnė nei 30 J arba lygi 30 J, kad būtų išvengta trapaus bėgio lūžimo žemos temperatūros aplinkoje. Kietumo bandymas daugiausia skirtas bėgio galvutės darbiniam paviršiui, naudojant Brinell arba Rockwell kietumo metodą, siekiant užtikrinti, kad kietumas atitiktų standartą ir pasiskirstymas būtų vienodas, išvengiant pernelyg didelio susidėvėjimo, kurį sukelia nepakankamas vietinis kietumas. Visi penki rodikliai turi išlaikyti testą, o bet koks nekvalifikuotas indikatorius yra vertinamas kaip nekvalifikuotas netauriųjų metalų ir draudžiamas pradėti gaminti.
Kodėl greitųjų{0}} geležinkelių medžiagų konstrukcijoje reikia atsižvelgti ir į didelį stiprumą, ir į mažą vidinį įtempį?
Greitieji{0}} bėgiai veikia dideliu-dažniu ir dideliu{2}}greičių ratų- bėgių smūgiais, o medžiagos konstrukcija, atsižvelgiant į didelį stiprumą ir mažą vidinį įtempį, yra pagrindinis reikalavimas, siekiant užtikrinti bėgių kelio lygumą ir saugumą. Didelis stiprumas leidžia bėgiui atsispirti dinaminei apkrovai ir kontaktiniam įtempimui, kurį sukelia greitųjų traukinių -greičiai, išvengti plastinės deformacijos, gofravimo ir kitų bėgio galvutės ligų bei užtikrinti bėgio laikomąją galią ir atsparumą dilimui. Mažas vidinis įtempis gali neleisti bėgiui deformuotis ir deformuotis gaminant, klojant ir eksploatuojant, taip pat užtikrinti bėgio tiesumą ir lygumą. Greitųjų -greičių linijų reikalavimas bėgių kelio lygumui yra daug didesnis nei įprastų-greičių linijų, o nedidelės deformacijos turės įtakos traukinių važiavimo stabilumui. Jei bėgio vidinis įtempis yra per didelis, net jei stiprumas atitinka standartą, veikiant ilgalaikei{11}}vibracijos apkrovai, susidarys vidiniai įtrūkimai, o dėl įtrūkimų plitimo bėgis lengvai lūžtų ir sukels saugos avarijas. Dėl medžiagų konstrukcijos, kurioje atsižvelgiama į abu aspektus, greitasis geležinkelis gali ne tik turėti pakankamai laikomosios galios, bet ir išlaikyti konstrukcijos stabilumą, sumažinti vėlesnes priežiūros išlaidas ir prisitaikyti prie greitųjų traukinių eksploatavimo reikalavimų.