Čelik za tračnice. Čelik za tračnice i označavanje tračnica Od kojeg su materijala izrađene tračnice?

Uvod

Čelik za tračnice je čelik od ugljične legure koji je legiran silicijem i manganom. Ugljik daje karakteristike čelika kao što su tvrdoća i otpornost na habanje. Mangan povećava ove kvalitete i povećava viskoznost. Silicij također čini čelik za tračnice tvrđim i otpornijim na habanje. Čelik za tračnice može postati još bolji uz pomoć aditiva za mikrolegiranje: vanadija, titana i cirkonija.

Širok raspon zahtjeva koji se s tim u vezi postavljaju na kvalitetu željezničkih tračnica zahtijeva unapređenje tehnoloških procesa, razvoj, ispitivanje i implementaciju novih tehnologija te korištenje naprednih procesa u području proizvodnje željeznica.

Tehnologija proizvodnje željezničkih tračnica u domaćim metalurškim pogonima osigurava potrebnu kvalitetu i trajnost proizvoda. Međutim, iz više razloga, čelik za tračnice u Ruskoj Federaciji se topi u otvorenim pećima, što ograničava tehnološke mogućnosti metalurga da značajno i oštro poboljšaju kvalitetu čelika koji se koristi za proizvodnju tračnica.

Glavni razlog za nisku rasprostranjenost proizvodnje tračnica od elektročelika je ciljna orijentacija izgradnje modernih električnih talionica čelika s pećima velikog kapaciteta za iskorištavanje regionalnog otpada i opskrbu regija metalnim proizvodima za industrijske i građevinske svrhe. Istodobno se postiže dovoljno visoka ekonomska učinkovitost i konkurentnost.

Opće karakteristike čelika za tračnice

Proizvodnja tračnica u našoj zemlji čini oko 3,5% ukupne proizvodnje gotovih valjanih proizvoda, a teretni intenzitet željeznica je 5 puta veći nego u SAD-u, a 8 ... 12 puta veći nego na cestama drugih razvijenih kapitalističkih zemalja. To postavlja posebno visoke zahtjeve za kvalitetu tračnica i čelika koji se koristi za njihovu izradu.

Tračnice se dijele na:

Po tipovima P50, P65, P65K (za vanjske navoje zakrivljenih dijelova kolosijeka), P75;

Dostupnost rupa za vijke: s rupama na oba kraja, bez rupa;

Metoda taljenja čelika: M - od otvorenog čelika, K - od čelika za pretvaranje, E - od elektro čelika;

Vrsta početnih gredica: od ingota, od kontinuirano lijevanih gredica (CWB);

Metoda obrade protiv pahuljica: od evakuiranog čelika, nakon kontroliranog hlađenja, nakon izotermnog držanja.

Kemijski sastav čelika za tračnice prikazan je u tablici 1 u klasama čelika, slova M, K i E označavaju način taljenja čelika, brojevi označavaju prosječni maseni udio ugljika, slova F, C, X, T označavaju čelik legiranje s vanadijem, silicijem, kromom i titanijem.

Tablica 1 - Kemijski sastav čelika za tračnice (GOST 51685 - 2000)

Željezničke tračnice širokog kolosijeka tipa R75 i R65 proizvedene su u skladu s GOST 24182-80 od otvorenog čelika M76 (0,71 ... 0,82% C; 0,75 ... 1,05% Mn; 0,18 ... 0,40% Si ;< 0,035 % Р и < 0,045 % S), и более легкие типа Р50 - из стали М74 (0,69...0,80 % С). После горячей прокатки все рельсы подвергают изотермической обработке для удаления водорода с целью устранения возможности образования флокенов. Рельсы поставляют для эксплуатации на железных дорогах незакаленными (сырыми) по всей длине и термоупрочненными по всей длине. Концы сырых рельсов подвергают поверхностной закалке с прокатного нагрева или с нагрева ТВЧ. Длина закаленного слоя от торца рельса 50...80 мм, а твердость закаленной части IIB 311...401. Сырые рельсы из стали М76 должны иметь ов >J 900 MPa i 5 > 4%. Tehnologija izrade tračnica treba osigurati da ne sadrže linije nemetalnih inkluzija (aluminijev oksid) razvučene duž smjera valjanja duže od 2 mm (skupina I) i više od 8 mm (skupina II), jer takve linije služe kao izvor nastanka pukotina kontaktnog zamora tijekom rada.

Velika gustoća prometa na željeznicama dovela je do toga da je izvedba sirovih neojačanih tračnica prestala zadovoljavati zahtjeve napornog rada željezničke mreže.

Daljnje povećanje vijeka trajanja termički kaljenih tračnica može se postići legiranjem čelika za tračnice. Obećavajuće je legiranje ugljičnog čelika za tračnice s malim dodacima vanadija (-0,05%), korištenje legiranih čelika poput 75GST, 75KhGMF itd., kao i korištenje termomehaničke obrade.

Tračnice su željezni profilirani valjani proizvodi u obliku traka, pričvršćeni gredama i namijenjeni za kretanje željezničkih i podzemnih željeznica, tramvaja, vlakova i kolica rudarskog transporta i jednošinskih cesta, te općenito svih mobilnih, okretnih i rotirajućih konstrukcija .

Tračnice - dijelovi gornje konstrukcije ceste, položeni na podupirače i pričvršćeni na njih i jedan na drugi tvore željeznički kolosijek. Tračnice izravno preuzimaju pritisak kotača željezničkog vozila.

Zastupnici smo željezničkih tračnica koje proizvodi Novokuznetsk metalurški kombinat sljedećih naziva:

Željezničke tračnice - tračnice namijenjene za vezne i bespojne pruge i za proizvodnju skretnica, proizvode se u skladu s GOST R 51685-2000.

Tračnice su podijeljene u vrste: P50, P65 (za vanjske navoje zakrivljenih dijelova ceste, GOST 8161-75) i P75.

Željezničke tračnice izrađuju se od čelika razreda K78HSF, E76, E78HSF, M76F, K76F, E76F, K76T, M76T, E76T, M76, K76.

Shema oznake tračnice: tip tračnice, skupina kvalitete, klasa čelika, duljina tračnice, prisutnost rupa za vijke, oznaka ovog standarda.

Tračnice za industrijske željezničke pruge - tračnice širokog kolosijeka namijenjene željezničkim prugama i skretnicama industrijskih poduzeća proizvedene su u skladu s GOST R 51045-97 i podijeljene su u 3 tipa: PP50, RP65 i RP75.

Šine ovog tipa izrađene su od ugljičnog čelika razreda 76 i specijalnog ugljičnog mikrolegiranog čelika razreda 76T, 76F i 76Ts.

Shema oznake tračnice: tip tračnice, duljina tračnice, utori za vijke (2 - na oba kraja, 0 - bez rupa), otvrdnjavanje tračnica (T - toplinski ojačano, H - neojačano toplinom), klasa čelika, standardna oznaka.

Željezničke tračnice širokog kolosijeka izrađene od otvorenog čelika - željezničke tračnice širokog kolosijeka tipova P75, P65 i P50 od otvorenog čelika proizvode se u skladu s GOST 24182-80. Dizajn i dimenzije tračnica razmatraju se u skladu s GOST 7174-75, GOST 8161-75 i GOST 16210-77.

Izrađuju se tračnice 2 skupine točnosti:

Grupa 1: tračnice su izrađene od mirnog otvorenog čelika, deoksidiranog složenim deoksidantima bez upotrebe aluminija. Takve tračnice su označene plavom bojom.

Tračnice R75, R65 se dobivaju od čelika M76V, M76T, M76VT, M76Ts;

Tračnice R50 - od čelika M74T, M74Ts.

Grupa 2: tračnice su izrađene od mirnog otvorenog čelika, deoksidiranog aluminijem ili, kako se to često naziva, legurom mangan-aluminij. Takve tračnice su označene bijelim oznakama.

Za izradu tračnica koristi se čelik R75, R65 M76;

Za tračnice R50 koristi se čelik M74.

Duljina tračnica je 24,92; 24,84; 12,42; 12,46 metara.

Željezničke tračnice, toplinski obrađene kaljenjem u ulju - P50, P65, P75 tračnice izrađene od otvorenog visokougljičnog čelika. Takve se tračnice podvrgavaju toplinskoj obradi u skladu s GOST 18267-82 duž cijele duljine gašenjem u ulju, nakon čega slijedi kaljenje u peći. Raspon i kemijski sastav takvih tračnica naveden je u GOST 24182-80.

Kaljene tračnice dijele se na prvi i drugi razred. Tračnice 1. razreda dijele se na tračnice prve skupine 1. i 2. razreda i druge skupine 1. i 2. razreda. Tračnice su razvrstane u skupine i ocjene prema GOST 24182-80.

Na temelju materijala s web-mjesta http://www.corunamet.ru/produkcia/relsi/

Dugotrajan i nesmetan rad VSP elemenata moguć je samo kada su izrađeni od prikladnog materijala. A danas ćemo vidjeti od kakve se čelične tračnice izrađuju, zašto je odabran baš ovaj metal, koja svojstva ima. Informacije će vam pomoći da odaberete prave valjane proizvode za izravnu konstrukciju kolosijeka.

Važno je uzeti u obzir specifičnosti modernosti. Gotovo 100 godina nosivost željezničkog prometa povećala se za 8-10 puta, a brzina njegovog kretanja duž pruge povećana je za 5 puta. Ispada da potporne konstrukcije doživljavaju potpuno različita opterećenja. Stoga je potrebno da budu jači, tvrđi i otporniji na habanje nego prije jednog stoljeća.

Čelik za tračnice

Kombinira nekoliko vrsta sličnih metala odjednom, sličnih u primjeni - koristi se za izradu VSP elemenata (nadgradnja kolosijeka). Finoigličasti perlit čini osnovu fazne strukture za sve varijante koje se tope u konvertorskim ili lučnim pećima. Nakon toplinske obrade, postaje što je moguće homogeniji, stječući viskoznost, dovoljnu tvrdoću i visoku otpornost na habanje.

Prema deoksidansima, dijeli se u 2 glavne skupine:

I - štetne nečistoće se uklanjaju pomoću feromangana ili ferosilicija;

II - aluminijske inkluzije se koriste za uklanjanje kisika (smatra se poželjnijim zbog njihove prirode).

Osnovni materijali za izradu tračnica

Mnogo ovisi o području u kojem će se valjani proizvodi koristiti. Elementi VSP izrađeni su od konverterskog čelika, koji se polažu u željezničku prugu i čine široki ili uski kolosijek. Ali metalne konstrukcije za podupiranje dizalica već moraju izdržati potpuno različita opterećenja, stoga za njihovu proizvodnju tvornice uzimaju legure s visokim udjelom ugljika.

Potpuno drugačiji slučaj su takozvani kontaktni, montirani za stvaranje platna podzemne željeznice. Ne prihvaćaju velike napone, ali moraju učinkovito ukloniti struju, pa su napravljeni od relativno mekih metala.

Kemijski sastav i njegove prednosti

Za glavne vrste čelika željezničke tračnice reguliran je GOST R 554 97-2013. Ovaj međudržavni standard utvrđuje da je glavna komponenta željezo, ali osim nje, u leguru moraju biti uključeni i brojni elementi - u sljedećim masenim udjelima:

Ugljik (ugljik) - od 0,71 do 0,82%, poboljšava mehanička svojstva za oko pola. Njegove čestice vežu feromolekule, pretvarajući ih u karbide, koji su mnogo jači i veći. A utjecaji visoke temperature nisu toliko kritični.
Mangan - od 0,25 do 1,05%, poboljšava udarnu čvrstoću (za četvrtinu do trećine), kao i otpornost na habanje i tvrdoću. Štoviše, plastičnost se ne pogoršava, što najpozitivnije utječe na obradivost gotovog valjanog proizvoda.
Silicij - od 0,18 do 0,4%, potreban je za uklanjanje nečistoća kisika, a time i za optimizaciju unutarnje kristalne strukture materijala. S takvim se aditivom značajno smanjuje vjerojatnost pojave segregacijskih mrlja, a trajnost se povećava za oko 1,4 puta.
Vanadij - od 0,012 do 0,08%, ovisno o specifičnom stupnju čelika za proizvodnju tračnica. Važno je osigurati dovoljnu čvrstoću kontakta. U kombinaciji s ugljikom stvara karbide koji povećavaju granicu izdržljivosti (naime, njezin donji prag).

Zasebno razmatranje zaslužuju nepoželjne ili čak štetne nečistoće, koje još nisu u potpunosti izolirane uz pomoć suvremenih tehnologija. Ovo je:

Dušik - od 0,03 do 0,07%, loše jer neutralizira učinak legiranja. Zbog toga se u debljini profila stvaraju nitridi koji nisu podložni termičkom stvrdnjavanju, što znači da smanjuju mehanička svojstva gotovih VSP elemenata.
Sumpor - do 0,045%. Njegovi uključci sprječavaju da legura bude savitljiva tijekom vruće obrade pod pritiskom. Kao rezultat toga, nakon valjanja može se dobiti proizvod sklon pucanju, koji će se odmah morati odbaciti.
Fosfor - do 0,035. Također povećava krhkost metalne strukture. S njim se brzo nakuplja umor, što dovodi do brzih delaminacija i lomova.

Radi maksimalne jasnoće predstavljamo kemijski sastav popularnih vrsta čelika za željezničke tračnice u sljedećoj sažetoj tablici:

razreda čelika	Maseni udio elemenata %
	Ugljik	Mangan	Silicij	vanadij	titanijum	Krom	Fosfor	Sumpor	Aluminij
							Ne više
K78HSF	0,76-0,82	0,75-1,05	0,40-0,80	0,05-0,15		0,040-0,60	0,025	0,025	0,005
E78HSF
M76F	0,71-0,82		0,25-0,45	0,03-0,15			0,035	0,040	0,020
K76F							0,030	0,035
E76F							0,025	0,030
M76T					0,007-0,025		0,035	0,040
K76T							0,030	0,035
E76T							0,025	0,030
M76							0,035	0,040	0,025
K76							0,030	0,035
E76							0,025	0,030
Bilješke: U klasama čelika, slova M, K, E - označavaju metodu taljenja čelika, brojevi - prosječni maseni udio ugljika, slova F, C, X, T - legiranje čelika s vanadijem, silicijem, kromom i titanom, odnosno. Dopušten je maseni udio zaostalih elemenata - kroma (U tračnicama kategorije T1, T2, H), nikla i bakra ne više od 0,15% svaki, s ukupnim masenim udjelom ne većim od 0,40%. Kemijski sastav za R65K mora odgovarati navedenom, s izuzetkom masenog udjela ugljika koji mora biti 0,83 - 0,87%. U ovom slučaju, brojevi u razredu čelika zamjenjuju se s 85.

Kao što vidite, dodatno su naznačene još dvije komponente - titan i krom. Gore ih nismo detaljno opisali, budući da nisu uvijek prisutni, ali prva od njih je korisna nečistoća, čiji je pozitivan učinak povećanje čvrstoće, a druga je zaostali element. Također je vrijedno obratiti pozornost na prisutnost aluminija, koji pomaže smanjiti težinu bez ugrožavanja drugih pokazatelja kvalitete.

Mehanička svojstva

Otpornost na udarce - tvrdoća materijala legiranog aditivima nakon volumetrijskog stvrdnjavanja doseže 60 HRC na Rockwell skali, viskoznost je 2,5 kg / cm2. Zbog toga je već položene metalne konstrukcije teško slučajno oštetiti.
Otpornost na ciklička opterećenja - željeznički valjani metal izrađen je od čelika, jer njegova vlačna čvrstoća doseže 1000 MPa. U klimatskim uvjetima naših geografskih širina ne deformiraju se desetljećima (osobito uz pravilnu njegu).
Umjerena plastičnost - toplo valjani proizvod tijekom proizvodnje može se zagrijati na temperaturu od 1000 stupnjeva Celzija. Pokazatelj njegovog relativnog suženja neće prijeći 25%. Ispada profil bez praznina i manjih nedostataka, koji bi se tijekom rada mogli brzo pretvoriti u ozbiljne nedostatke.

Kombinacija takvih praktičnih svojstava također određuje stalnu popularnost i široku upotrebu vodilica I-greda iz dotične legure.

Primjena i vrste čelika za tračnice

Glavno područje uporabe metala (što je jasno iz njegovog naziva) je proizvodnja valjanih proizvoda za polaganje VSP.

Sada razmotrite najpopularnije varijacije legura:

76 je najpopularniji. Od njega se izrađuju profili serije P50 i P65, koji čine 3/4 svih nosivih konstrukcija širokotračne željezničke pruge.
76F - već ojačan vanadijem, s povećanim resursom. Stoga se koristi za proizvodnju valjanih proizvoda, koji će se kasnije polagati u linije za brze lokomotive i drugi brzi transport.
K63 - legiran niklom (do 0,3%), ima impresivnu tvrdoću i bolju otpornost na koroziju. Od njega su izrađene kranske tračnice, klasa čelika omogućuje mu da izdrži opterećenja koja su u drugim slučajevima postala kritična.
K63F - s aditivima volframa, što znači s još većom cikličkom čvrstoćom.
M54 - obogaćen manganom i zbog toga ima dobru viskoznost. Našao je svoju primjenu u proizvodnji preklopa za spojeve i skretnice.
M68 - relevantan u proizvodnji specifičnih elemenata nadgradnje staze.

Potreba za mehaničkim svojstvima u raznim kombinacijama odredila je toliku raznolikost mogućnosti. Dodajte tome relativno malu težinu i nisku cijenu, i dobit ćete vrlo praktičan dizajn za izgradnju transportnih linija i čvorova.

Vrsta čelika za tračnice naznačena je na oznaci, koja može biti trajna ili privremena. U prvom slučaju nanosi se brendiranjem, u drugom - bojom. Među ostalim oznakama je usklađenost valjanog proizvoda s GOST-om, kao i njegove dodatne značajke (skraćena duljina, ocjena, mjesto tehničkih rupa itd.).

Profili se mogu koristiti do isteka radnog vremena koje je odredio proizvođač i izračunato prema propuštenoj tonaži. Moguć je i prijevremeni kvar ESP elemenata uzrokovan pojavom nedostataka. Zatim ih je potrebno zamijeniti ili popraviti. O raznim vrstama kvarova možete pročitati u.

Tako smo saznali da je za željeznički kolosijek čelik marke 76 i 76F, s visokim udjelom ugljika i s aditivima vanadija (u drugom slučaju). Topi se u konvertorskim i lučnim pećima, uz deoksidaciju ferosilicija i aluminija, nakon čega slijedi defosforizacija i obnova troske, uz vakuum i toplinsku obradu. Ovim pristupom, gotove valjane proizvode karakterizira visok stupanj čistoće i niska sklonost nedostacima.

Na sličan način proizvodni pogoni proizvode ne samo strukture za oblikovanje mreže, već i druge važne elemente koji se koriste u željezničkim objektima. Pogledajmo ih pobliže.

Čelici za kotače - za željezničke kotače

Naplatci pokretnih dijelova transporta jednostavno moraju biti otporni na habanje (inače će se sve prednosti čvrstoće gornje strukture kolosijeka svesti na nulu). Stoga se izrađuju od onih vrsta metala koje razmatramo, a koje su obogaćene karbidima. Tada rjeđe otkazuju, što znači da manje izazivaju hitne slučajeve, a dugoročno i smanjuju troškove rada lokomotiva i vagona.

Ugljik u čelicima kotača

Analizirajući kemijski sastav, zaključili smo da inkluzije ugljika povećavaju otpornost metala na habanje, ali i povećavaju osjetljivost na kritične temperature. Kod felgi je posebno važno učiniti ih otpornima na toplinska oštećenja. Treba imati na umu da prerano trošenje (osobito uz nepažljivo održavanje) može dovesti do činjenice da će vozila koja se kreću impresivnom brzinom zalutati.

Stoga se nema smisla usredotočiti isključivo na legure s visokim udjelom ugljika - njihova je snaga u ovom slučaju sasvim sposobna igrati štetu. Za oslobađanje kotača, obični čelik za tračnice možda nije prikladan, marka za njihovu proizvodnju mora biti u skladu sa sljedećim standardima:

AAR M-107 / M-208 - američki;
EN 13262 - europski;
JIS E 5402-1 - japanski;
GOST 10791-2011 - međusektorski.

Dizajnerska rješenja Zemlje izlazećeg sunca zaslužuju posebnu pozornost. Željeznička komunikacija tamo je dosta dobro razvijena i danas je na toj modernoj razini koja bi trebala biti jednaka ne samo zemljama ZND-a. Lokomotive su tamo napredne i kreću se impresivnom brzinom. Kako pokretni dijelovi ovog transporta mogu podnijeti najozbiljnija opterećenja? Pokušajmo to shvatiti.

Japanski čelici za kotače

Prije otprilike 90 godina, lokalni inženjeri i graditelji suočili su se s globalnim problemom: stručnjaci su otkrili da se kotači njihovih vozila prerano troše, iako je resurs proračunat za godine koje dolaze.

Objašnjenje je pronađeno i pokazalo se jednostavnim: legura za proizvodnju metalnih elemenata, izrađena prema posuđenim europskim tehnologijama, sadržavala je samo 0,5% ugljika. Takav maseni udio očito nije bio dovoljan da pruži potrebnu otpornost na habanje.

Znanstvenici iz Japana shvatili su da povećanje postotka ugljika u debljini profila također može dovesti do negativnih posljedica (osobito do pojave sklonosti toplinskom oštećenju). Stoga su pokrenuta istraživanja velikih razmjera, čija je svrha bila pronaći optimalnu koncentraciju aditiva uz zadržavanje svih korisnih svojstava. Kao rezultat toga, smjestili smo se na oznaku od 0,6-0,75%, što odgovara standardu JIS E 5402-1.

Više ugljika u kotačima znači manje trošenje tračnica

Pretrage su omogućile da se izvuče još jedan važan zaključak: s ravnotežom nečistoća i osnovnog metala, ne samo pokretni dijelovi transporta, već i oni elementi VSP-a na kojima putuju, rade dulje.

Pronađeno je i objašnjenje za ovaj učinak: najsitnije čestice se odvajaju od kotača, talože na mjestu dodira i dolazi do izražaja abrazivni učinak na površini gaznoga sloja. Kao rezultat toga, na glavi se pojavljuju ogrebotine, a s vremenom i pukotine.

Ovi rezultati potaknuli su inženjere da eksperimentalno povećaju sadržaj ugljika - do razine kojom se sada može pohvaliti klasa čelika za JIS E 5402-1 (odnosno do 0,75%).

Japanski kotači na njemačkoj željeznici

Došlo je do problema u njemačkoj željezničkoj komunikaciji: pokretni dijelovi lokalnih vlakova (ICE) brzo su se deformirali, što je dovelo do njihovog kvara, gubitka kvalitete spojke i izvanrednih situacija. Kada je Deutsche Bann saznao da Shinkan-sen lokomotive iz Zemlje izlazećeg sunca nisu imale takve probleme čak ni pri kretanju maksimalno dopuštenim brzinama, htjeli su provesti usporedni test.

Njemački vlakovi bili su opremljeni i europskim kotačima od legure ER7 (s masenim udjelom ugljika do 0,52%) i japanskim izrađenim prema standardu JIS E 5402-1. Nakon 6 godina neovisnog testiranja, od 2003. do 2009., druga opcija je pokazala da je 1,5 puta učinkovitija u otpornosti na trošenje.

Paralelno s tim, redovito su se provjeravale i metalne konstrukcije postavljene na stazi. Ispostavilo se da se i brišu sporije - točno 1,5 puta. Manje abrazivnih čestica ostaje na kontaktnoj površini. Obogaćivanje materijala ugljikom daje dobar porast operativnog resursa - zahvaljujući Japancima na ovom otkriću.

Prednosti željezničkih tračnica

Njihove moderne vrste imaju sljedeće prednosti (a materijal kao što je čelik za tračnice pomaže naglasiti ove praktične prednosti):

ravnomjerno rasporediti testirana opterećenja duž cijele duljine mreže;
osigurati pouzdanu površinu za kotače vozila, pomažući u razvoju i održavanju velike brzine kretanja;
imaju značajan resurs (preko 50 godina), tijekom kojeg mogu izdržati ozbiljna naprezanja i učinkovito odolijevati trošenju.

Dakle, oni pomažu nositi se s glavnim zadatkom - oni su ključ za brz i siguran prijevoz putnika i robe.

___________________

Sada kada znate kakav se materijal koristi za proizvodnju željezničkog valjanog metala, njegove karakteristike, kemijski sastav i mehanička svojstva, bit će lakše odabrati određenu marku koja je najprikladnija za uređenje željezničkog objekta. A tvrtka PromPutSnabzhenie uvijek će vam pomoći da brzo dobijete potrebnu količinu metalnih konstrukcija po atraktivnoj cijeni - kontaktirajte nas za narudžbu.

Čelik s udjelom ugljika od 0,5 - 1,10% nakon toplinske obrade ima visoku čvrstoću, visoku tvrdoću i otpornost na habanje. Ove kvalitete koriste se u proizvodnji proizvoda za željeznički promet i dijelova željezničkih vozila, čelične korde, ležajeva i drugih proizvoda. Čelik s visokim udjelom ugljika proizvodi se i u BOF i u lučnim pećima. Tehnologija taljenja takvog čelika ima neke razlike od tehnologije za proizvodnju metala s nižim sadržajem ugljika.

željezni čelik, koji sadrži 0,60 - 0,80% C, a užad sličan njemu po sastavu se topi u pretvaračima kisika i lučnim pećima za taljenje čelika. Najteži zadatak u proizvodnji ovih vrsta čelika je postići nizak sadržaj fosfora u metalu kada se puhanje zaustavi na sadržaju ugljika.

U gornjim i kombiniranim mlaznim pretvaračima kisika defosforizacija počinje od prvih minuta puhanja. Međutim, s udjelom ugljika od oko 0,6 - 0,9%, sadržaj fosfora u metalu se stabilizira ili čak neznatno povećava. Pri znatno nižem sadržaju ugljika opaža se daljnje smanjenje koncentracije fosfora. Stoga, s visokim sadržajem fosfora u lijevanom željezu i prestankom puhanja pri sadržaju ugljika, koncentracija fosfora u metalu obično je veća od potrebnog sadržaja u čeliku.

Za dobivanje potrebnog sadržaja fosfora u visokougljičnom čeliku, koji se tali s prestankom puhanja pri sadržaju ugljika, koristi se obnavljanje troske. Istodobno se smanjuje produktivnost jedinica za taljenje čelika, a povećavaju se troškovi oblikovanja troske i lijevanog željeza.

U različitim postrojenjima, spuštanje pretvarača za ispuštanje troske provodi se pri udjelu ugljika od 1,2 - 2,5%. Uz udio fosfora u lijevanom željezu od 0,20 - 0,30%, troska se obnavlja dva puta s udjelom ugljika od 2,5 - 3,0% i 1,3 - 1,5%. Nakon preuzimanja troske, u pretvarač se dodaje svježe spaljeno vapno. Sadržaj FeO u troski održava se unutar 12 - 18% promjenom razine tujere iznad kupelji. Za ukapljivanje troske tijekom puhanja dodaje se fluorit u količini od 5-10% masenog udjela vapna. Ove mjere omogućuju postizanje koncentracije fosfora ne više od 0,010 - 0,020% do trenutka kada se završi puhanje u čeliku do sadržaja ugljika.

Tijekom točenja metal se deoksidira u loncu s ferosilicijem i aluminijem. U ovom slučaju, obvezna operacija je odsječak troske pretvarača. Njegov ulazak u lonac dovodi do refosforizacije metala tijekom deoksidacije, a posebno tijekom obrade izvan peći pod reduciranom troskom za odsumporavanje.

Pročišćavanje metala u pretvaraču do niskog sadržaja ugljika omogućuje njegovu duboku defosforizaciju. S tim u vezi, određenu je popularnost stekla tehnologija taljenja čelika za tračnice i kord u pretvaračima kisika, koja predviđa oksidaciju ugljika do 0,03 - 0,07% i naknadnu karburizaciju metala u loncu petrolej koksom, antracitom itd. Korištenje ove tehnologije zahtijeva prisutnost čistih štetnih nečistoća i plinova rasplinjača. To zahtijeva njihovu posebnu obuku, čija organizacija može stvoriti značajne poteškoće.

Neka poduzeća koriste tehnologiju proizvodnje čelika za tračnice i kord u pretvaračima kisika topljenjem metala s niskim udjelom ugljika, a zatim ga naugljičenjem tekućim željezom, koje se ulijeva u lonac za izlijevanje čelika prije ispuštanja taline iz pretvarača. Njegova uporaba pretpostavlja prisutnost lijevanog željeza dovoljno čistog u smislu sadržaja fosfora. Za postizanje sadržaja ugljika u čeliku u traženim granicama, konačna karburizacija deoksidiranog metala provodi se čvrstim karburizatorima u procesu vakuumske obrade.

U lučnim pećima za taljenje čelika, čelik za tračnice i kord se tope prema konvencionalnoj tehnologiji, uz mjere za intenzivno uklanjanje fosfora iz metala – aditiva željezne rude u punjenju i na početku kratkog razdoblja oksidacije uz kontinuirano uklanjanje troske i njegova obnova s dodacima vapna. Istodobno, nužno se koriste i mjere usmjerene na sprječavanje ulaska troske peći u lonac za izlijevanje čelika.

Zbog niskog sadržaja kisika u čeliku za tračnice s visokim udjelom ugljika, visok stupanj čistoće u smislu inkluzija oksida može se postići čak i bez upotrebe tako relativno složenih vrsta obrade izvan peći kao što je evakuacija ili tretman u ICD-u. Obično je dovoljno pročistiti metal u loncu inertnim plinom. Istodobno, kako bi se izbjegla sekundarna oksidacija metala, troska iz lonca mora sadržavati minimalnu količinu željeznih i manganovih oksida.

U tu svrhu, pri taljenju čelika za tračnice u lučnim pećima za taljenje čelika, čija konstrukcija ne predviđa izlaz metala u erkeru, preporuča se provesti skraćeno razdoblje oporavka od taljenja. Da bi se to postiglo, nakon dobivanja potrebnog sadržaja fosfora u metalu, troska iz razdoblja oksidacije taljenja se odvodi iz peći. Čelik se prethodno deoksidira silicijem i manganom, koji se u peć ubacuju u obliku ferosilicija i feromangana ili silikomangana. Zatim se u peć unosi nova troska koja se prije oslobađanja taline deoksidira mljevenim koksom ili pjeskarenim elektrodama i granuliranim aluminijem. U tu svrhu moguće je koristiti i ferosilicij u prahu. Konačna deoksidacija čelika silicijem i aluminijem provodi se u loncu tijekom točenja. Nakon točenja u lonac, metal se pročišćava inertnim plinom radi homogenizacije i uglavnom radi uklanjanja nakupina A12O3. Tijekom rada tračnica nakupine A1 2 O 3 uzrokuju raslojavanje u radnom dijelu glave tračnice. Posljedica raslojavanja može biti potpuno odvajanje raslojenih ploča na glavi tračnice i njezino prijevremeno kvarenje.

[Članak] Čelik za tračnice i označavanje tračnica

Čelik za tračnice i označavanje tračnica

Čelik za tračnice

Materijal tračnice je čelik za tračnice. Tračnice se izrađuju u dvije skupine: I. skupina - od mirnog ložišta, deoksidiranog u loncu sa složenim deoksidantima bez upotrebe aluminija ili drugih deoksidansa koji stvaraju štetne linijske nemetalne inkluzije u čeliku; Grupa II - od mirnog otvorenog čelika, deoksidiranog aluminijskom ili mangan-aluminijskom legurom.

Kvaliteta čelika određena je njegovim kemijskim sastavom (tablica 1.2).

S povećanjem ugljika C u čeliku, povećava se ukupna čvrstoća tračnica na savijanje, tvrdoća i otpornost na habanje. Mangan Mn povećava tvrdoću, otpornost na habanje i žilavost čelika za tračnice, dok silicij Si povećava tvrdoću i otpornost na habanje. Fosfor P i sumpor S su štetne nečistoće. Pri niskim temperaturama tračnice s visokim udjelom fosfora postaju lomljive, a sumpor - crveno lomljive (nastaju pukotine tijekom valjanja tračnica). Vanadij, titan i cirkonij su aditivi za mikrolegiranje i modificiranje koji poboljšavaju strukturu i kvalitetu čelika.

Makrostruktura modernog ugljičnog čelika za tračnice je lamelarni perlit s malim feritnim žilicama na granicama perlitnih zrnaca. Značajna tvrdoća, otpornost na habanje i žilavost ugljikovih čelika postižu se davanjem homogene strukture sorbitola (posebnom toplinskom obradom).

Mehanička svojstva čelika za tračnice skupine I i II tijekom vlačnih ispitivanja moraju odgovarati podacima navedenim u tablici. 1.3.

Ovi podaci odgovaraju tračnicama izrađenim od čelika otvorenog ložišta, koji nisu kaljeni po cijeloj dužini.

Čelik za tračnice mora imati čistu, ujednačenu, gustu sitnozrnu strukturu (makrostrukturu).

Tehnologija izrade tračnica mora jamčiti odsutnost jata u njima, kao i lokalnih nemetalnih inkluzija (aluminijev oksid, titan karbidi i nitridi ili aluminij cementiran silikatima), izduženih duž smjera valjanja u obliku kolosijeka - pruga.

Površina glave tračnice na njezinim krajevima otvrdnuta je kotrljajućim ili indukcijskim zagrijavanjem visokofrekventnim strujama.

Kako bi se osigurala veća otpornost na habanje i izdržljivost, tračnice su izrađene od otvorenog ognjišta visokougljičnog čelika (tipovi R75, R65, R50), podvrgnute su hermetičkoj obradi po cijeloj dužini kaljenjem u ulju, nakon čega slijedi kaljenje u peći (GOST 18267-82). Makrostruktura kaljenog metala glave tračnice je kaljeni sorbitol. Tvrdoća po Brinellu na kotrljajućoj površini glave kaljenih tračnica trebala bi biti unutar 341-388 HB, vrata i potplata - ne više od 388 HB.

Mehanička svojstva karoserije kaljenih tračnica moraju se karakterizirati vrijednostima ne manjim od onih navedenih u nastavku:

Tračnice koje u potpunosti zadovoljavaju tehničke zahtjeve i standarde pripadaju 1. razredu. Tračnice s odstupanjima u kemijskom sastavu i mehaničkim svojstvima pripadaju 2. razredu.

Volumetrijski kaljene tračnice imaju vijek trajanja 1,3-1,5 puta veći od konvencionalnih.

Uvjeti rada tračnica na cestama Sibira i Dalekog istoka gotovo su dvostruko teži nego u europskom dijelu Rusije. Stoga su danas stvorene tračnice niskotemperaturne pouzdanosti R65, volumno kaljene skupine I, proizvedene od čelika koji sadrži vanadij-niobij-bor uz korištenje nitriranih ferolegura za legiranje. Za ove tračnice koristi se električni čelik čije se kuhanje vrši u lučnim pećima.

Na temperaturi od minus 60 °C, tračnice od elektročelika podnose udarna opterećenja dvostruko veća od tračnica od otvorenog čelika.

Trenutno su ruske tračnice među najboljima na svijetu. Međutim, japanske, francuske, švedske i kanadske tračnice imaju znatno niže razine vlastitog naprezanja i veću čistoću i ravnost čelika za tračnice. Zato je sada počela njihova kupnja za brze prometne dionice ruskih željeznica.

Označavanje, vijek trajanja tračnica i mjere za njegovo produženje

Tračnice se označavaju za ispravno polaganje na kolnik te za određivanje mjesta i vremena izrade svake pojedine tračnice. Dijeli se na glavni (trajni) koji se izvodi tijekom valjanja štancanjem u toplom i hladnom stanju (slika 1.2) i dodatni ili privremeni, izrađen bojom. Glavna tvornička oznaka označava sukladnost tračnica

zahtjeve standarda, te dodatno označava značajke svake tračnice (skraćenje, ocjena itd.).

Tvornica koja proizvodi tračnice jamči ispravan servis tračnica na putu tijekom radnog vremena, računato u milijunima tona bruto tonaže T. Tračnice se skidaju s kolosijeka ili zbog istrošenosti glave ili zbog neispravnosti. U pravilu, okomito trošenje glave ne doseže granične vrijednosti pri brzini rada T, pri kojoj se provodi kontinuirana promjena tračnica zbog njihovog ograničavanja izlaza na pojedinačnim nedostacima.

Trenutno je usvojena klasifikacija nedostataka tračnica, data u tablici. 1.4.

Intenzitet jednog izlaza tračnice ovisi o vremenu rada (tonaži koja prolazi kroz njih), konstrukciji kolosijeka, opterećenjima tračnica od kolovoznih kolovoznih kolosijeka, planu i profilu kolosijeka, vrsti tračnica, kvaliteti čelika i drugim čimbenicima. Na sl. 1.3 prikazuje prosječne krivulje rasta za mrežu bivšeg SSSR-a za jedno povlačenje netermički obrađenih tračnica na ravnim i ravnim krivuljama, ovisno o propuštenoj tonaži s veznom tračnicom na drvenim pragovima.

Volumetrijski kaljene tračnice imaju znatno manji učinak, što se može vidjeti npr. na grafikonu na Sl. 1.4 za liniju Sankt Peterburg - Moskva.

Najveće pojedinačno uklanjanje neispravnih tračnica provodi se zbog nedovoljne čvrstoće metala na dodir i zamor, zbog prekomjernog bočnog trošenja glave u krivinama i zbog korozije potplata tračnice i pukotina od zamora od korozije (defekti 44, 17, 21, 14, 11, 69 - vidi tablicu 1.4).

Životni vijek željeznice trenutno se produžuje korištenjem tehnologija koje štede resurse, a posebno je dobro sredstvo za vraćanje uslužnih svojstava tračnica njihovo povremeno brušenje na putu ili oštrenje starogodišnjih tračnica u poduzećima za zavarivanje tračnica. Za brušenje tračnica koriste se mehanizmi za brušenje tračnica i vlakovi za brušenje tračnica s abrazivnim kotačima.

Poboljšanje kvalitete tračnica provodi se u tri glavna smjera: poboljšanje čistoće tračničkog čelika; povećanje tvrdoće metala tračnica i poboljšanje njegove strukture; povećanje ravnosti tračnica tijekom proizvodnje. Također se razvija tračnica R65sh, koja će imati marginu visine glave (6 ... 7 mm) za naknadno mljevenje.

__________________

Registar za preuzimanje datoteka.
Pažnja! Prije preuzimanja knjiga i dokumenata, instalirajte preglednik knjiga odavde . Sudjelujte u razvoju željeznice wiki rječnik / ASI magazin online

Ako ne možete preuzeti datoteku... / Naša aplikacija VKontakte / Kupujemo elektronske verzije vlaka. dokumente

Kategorije

Izbor urednika