Bėgių plienas yra ypatinga medžiaga, o ne švelnus plienas
Bėgis yra karštai valcuota plieno sekcija{0}}, kuri neša rato apkrovą, nukreipia traukinį ir sudaro važiavimo paviršių, o tai daro veikiamas daugiau nei gigapaskalio kontaktinio slėgio po kiekvienu ratu ir milijonai apkrovos ciklų per metus. Paprastas konstrukcinis plienas negali atlaikyti šios pareigos: jis yra per minkštas, kad susidėvėtų, ir per silpnas nuovargis, kad būtų išvengta riedėjimo kontakto. Todėl bėgių plienas yra daug -anglies turintis plienas, kurio anglies kiekis paprastai yra 0,60–0,82 proc., kurio perlitinė mikrostruktūra iš smulkių kintamų ferito ir cementito lamelių. Perlitas suteikia derinį, kuris yra svarbus: didelis kietumas, užtikrinantis atsparumą dilimui, ir pakankamas tvirtumas, kad įtrūkimai nesidaugintų. Dėl anglies kiekio bėgių plienas aiškiai viršija statybinį plieną, o sudėtis yra griežtai kontroliuojama, nes kas 0,1 procento anglies, mangano ar silicio keičia bėgio nusidėvėjimo greitį, nuovargio stiprumą ir suvirinamumą.
Chemija visose pagrindinėse standartinėse sistemose
Bėgių laipsniai nustatomi pagal standartinę perkančiosios šalies sistemą, o tas pats vardinis bėgis gali būti keliose nacionalinėse versijose. Žemiau esančioje lentelėje apibendrinamos plačiai parduodamos rūšys ir jų tipiniai anglies ir mangano diapazonai.
| Įvertinimas | Standartinė sistema | Anglies procentas | Mangano proc | Legiravimas arba apdorojimas | Tipiškas naudojimas |
|---|---|---|---|---|---|
| U71Mn | GB/T 2585, TB/T 2344 | 0.65-0.76 | 1.10-1.40 | Manganas | Pagrindinės linijos ir krano bėgiai |
| U75V | GB/T 2585, TB/T 2344 | 0.71-0.80 | 0.70-1.05 | Vanadis | Didelio{0}}greičio linijos, kreivės |
| U77MnCr | TB/T 2344 | 0.72-0.82 | 0.90-1.30 | Manganas{0}}chromas | Sunkaus{0}}gabenimo ir didelio{1}}kietumo paslauga |
| U78CrV | TB/T 2344 | 0.74-0.82 | 0.90-1.30 | Chromas{0}}vanadis | 75 kg/m{1}}sunkūs bėgiai |
| R260 | EN 13674-1, UIC 860 | 0.62-0.80 | 0.70-1.20 | Nėra | Įprasta pagrindinė linija |
| R350HT | EN 13674-1 | 0.70-0.82 | 0.60-1.25 | Galva-sukietėjusi | Sunkus-traukimas, aštrūs posūkiai, didelio susidėvėjimo zonos |
| 900A | UIC 860 | 0.60-0.80 | 0.80-1.30 | Nėra | Krovinių ir{0}}mišraus eismo linijos |
Išsiskiria dvi šeimos. U-serijos markės yra Kinijos bėgių plienas: U71Mn yra darbinis arkliukas, U75V prideda vanadžio, kad būtų didesnis tvirtumas greitose linijose, o chromo ir vanadžio rūšys atitinka sunkius-traukimo ir labai aukštus kietumo reikalavimus. EN 13674-1 šeima naudoja R žymėjimą su kietumu arba stiprumu pavadinime: R260 yra standartinė klasė, o galvos grūdintos klasės, tokios kaip R350HT ir R370CrHT, stumia paviršiaus kietumą į 350–390 HBW diapazoną esant sunkioms dėvėjimosi sąlygoms.
Termiškai{0}}apdoroti ir legiruoti bėgiai
Kai susidėvėjimo poreikis viršija tai, ką gali duoti paprastas perlitinis sluoksnis, atsakymas yra grūdinimas, legiravimas arba abu. Grūdinimas galvute yra linijinis bėgio galvutės terminis apdorojimas po valcavimo: galvutė greitai atšaldoma, kad susidarytų smulkus perlitas, kurio paviršiaus kietumas yra nuo 350 iki 390 HBW tokioms klasėms kaip R350HT, o juosta ir pagrindas išlaiko tvirtesnę, labiau suvirinamą struktūrą. Tai sukoncentruoja kietumą būtent ten, kur vyksta susidėvėjimas, o likusią bėgio dalį galima formuoti ir suvirinti, todėl sunkiose-traukimo linijose ir sunkiose kreivėse dominuoja galva{6}}sugrūdinti bėgiai. Lydinimas veikia kartu: vanadis ir chromas išgrynina perlitą ir padidina stiprumą, o niobio mikro{9}}lydinys pagerina kietumą. Labai aukšto stiprumo klasės, naudojamos sunkiausiose linijose, pvz., dabar atsirandančiose chromo{11}}molibdeno ir bainito bėgiuose, išstumia kietumą ir atsparumą perlitinės ribos ribas, tačiau jie vis tiek yra nurodyti pagal tą pačią standartų sistemą ir patikrinami tais pačiais bandymais: atsparumas tempimui, paviršiaus ir šerdies kietumas, smūgio energija ir atsparumas.
Lengvieji bėgiai ir kranų bėgiai
Ne visi bėgiai yra pagrindiniai bėgiai. Lengvieji bėgiai nuo 8 iki 30 kg/m, naudojami minų gabenimui, lengvosios pramonės bėgiams ir laikinoms linijoms, valcuojami iki GB/T 11264 su minkštesnėmis rūšimis, tokiomis kaip 55Q ir Q235, nes jų paskirtis yra mažas greitis ir maža ašies apkrova, kur atsparumas dilimui yra mažiau svarbus nei ekonomiškumas ir apdirbamumas. Kranų bėgiai, QU serija nuo QU70 iki QU120, naudojami portaliniuose ir viršutiniuose kranų bėgiuose; jie yra valcuoti pagal krano bėgių specifikacijas su plačia plokščia galvute, skirta plokštiems kranų ratams, o kiniški QU bėgiai dažniausiai tiekiami U71Mn, o kietumo ir tiesumo reikalavimai nustatyti pagal krano bėgių standartą, o ne pagal pagrindinę praktiką. Skirtumas yra svarbus pirkimuose: pagrindinės linijos R260 bėgis negali būti tiesiog pakeistas į krano bėgius ar minų tramvajų kelią, nes skiriasi profilis, kietumas ir tvirtinimo sistema.
Projekto pažymio pasirinkimas
Pažymių pasirinkimas prasideda nuo projekto standarto, o ne nuo pavadinimų lentelės. Reguliuojantys duomenys yra ašies apkrova, metinis tonažas, didžiausias greitis, kreivės sunkumas ir klimatas. Sunkios-traukos linijos su dideliu metiniu tonažu ir aštriomis kreivėmis pasirenka aukščiausius kietumo laipsnius, sukietėjusius-arba chromo-lydinius, nes bėgių tarnavimo laiką lemia ne nuovargis, o susidėvėjimas. Didelės-greičių keleivių linijos renkasi aukšto atsparumo nuovargiui ir pastovaus kietumo klases, pvz., U75V Kinijoje arba R260 Europoje, su griežtesniais paviršiaus kokybės reikalavimais. Įprastas mišrus{10}}eismo linijas gerai aptarnauja standartinės klasės R260 arba U71Mn. Šaltos{14}}regioninės linijos padidina energijos poreikį esant minimaliai eksploatavimo temperatūrai, o korozinė aplinka gali padidinti legiravimo ar dangos reikalavimus. Kiekvienu atveju pirkėjas turi nurodyti profilį, klasę ir taikomą standartą, pvz., 60 kg/m U75V iki GB/T 2585 arba 60E1 R260 pagal EN 13674-1, ir paprašyti malūno bandymo sertifikato, kad būtų galima patikrinti pristatytas chemines ir mechanines vertes pagal klasės ribas.
Dažnai užduodami klausimai
1 klausimas: ar bėgių plienas yra tik anglies{1}}plienas?
Tai daug{0}}anglies plienas, 0,60–0,82 proc. anglies, tačiau jame taip pat kontroliuojamas manganas, silicis ir likučiai, susuktas iki tikslaus profilio ir išbandytas kietumas, tempiamasis stiprumas ir nuovargis. Klasė ir standartas kartu apibrėžia medžiagą.
2 klausimas: kuo skiriasi R260 ir R350HT?
R260 yra standartinė perlitinė klasė, kurios minimalus tempiamasis stipris yra 880 MPa. R350HT yra tos pačios šeimos, bet 350–390 HBW paviršiaus kietumo{4}}galva, skirta sunkiam-gabenimui ir{8}}dėvėjimuisi.
3 klausimas: ką U71Mn reiškia U?
Priešdėlis U yra kiniškas bėgių plieno žymėjimas. U71Mn yra mangano bėginis plienas, kuriame yra 0,65–0,76 procentų anglies ir 1,10–1,40 procentų mangano pagal GB/T 2585.
4 klausimas: kodėl posūkiuose naudojami grūdinti{1} bėgiai?
Kadangi kreivės sukuria didžiausią nusidėvėjimą. Grūdinant galvute, važiuojamojo paviršiaus kietumas yra nuo 350 iki 390 HBW, o bėgių tarnavimo laikas pailgėja kelis kartus, palyginti su standartine rūšimi toje pačioje kreivėje.
5 klausimas: ar krano bėgiai gali būti naudojami geležinkelio linijose?
Ne. Krano bėgiai turi skirtingą galvos profilį, kietumą ir tvirtinimo sistemą, skirtą plokštiems krano ratams ir mažam greičiui. Geležinkelio linijoms reikia geležinkelio profilio ir laipsnio pagal taikomą standartą.
6 klausimas: kaip patikrinamas pristatytas įvertinimas?
Malūno bandymo sertifikatu su karščio numeriu, kaušų analize ir mechaniniais bandymais bei chemijos patikrinimu pagal standarto klasės ribas. Pristatant ant bėgio galvutės kietumą galima patikrinti nešiojamu testeriu.