国内規格レールと外国規格レールの材質組成と耐摩耗性の比較
GB 60kg/m レールと UIC60 レールの炭素含有量の違いが耐摩耗寿命に影響を与えるのはなぜですか?{2}}
GB 60kg/m レールの炭素含有量は約 0.70%-0.80% ですが、UIC60 レールの炭素含有量は 0.85%-0.95% です。炭素含有量が高くなると、レールマトリックスの硬度が高くなり、耐摩耗性が向上します。 UIC レールは炭素含有量が高く、レール ヘッドのマルテンサイトの割合が大きいため、ホイールとレールの摩擦によって生じる摩耗に効果的に抵抗できます。 GB レールはカーボン含有量が低く、硬度がわずかに低くなります。重い負荷と高周波の摩擦がかかると、レールのヘッドが摩耗したり剥離したりする傾向があります。さらに、炭素含有量が増加すると、レールの脆性が増加します。 UIC レールは、焼入れおよび焼き戻し処理によって靭性のバランスをとる必要があり、これが耐用年数を長くする主な理由です。したがって、炭素含有量の違いが 2 種類のレールの耐摩耗性に影響を与える中心的な要因となります。
外側の標準レールには、多くの場合、クロムおよびバナジウム合金元素が追加されています。 GB レールと比較してどのような利点がありますか?
外側の標準レールにクロムとバナジウムを添加すると、結晶粒が大幅に微細化され、引張強度と耐疲労性が向上します。クロムはレールの硬化性を向上させ、レールヘッドの硬度分布をより均一にし、局所的なソフトスポットを回避します。バナジウムは炭化物を形成し、レールの耐摩耗性と耐衝撃性を高めます。 GB レールはほとんどが低合金または非合金材料であり、そのような合金強化が欠けています。{2}}高速かつ重荷重の条件下では、レールの頭部が塑性変形しやすくなります。-合金を追加した外側の標準レールは、GB レールと比較して耐用年数を 20%-30% 向上させることができ、高品位の線路敷設により適しています。
寒冷地や高地地域の路線では、GB レールではなく、リンと硫黄の含有量が低い外側標準レールを選択する必要があるのはなぜですか?{0}
GB レールのリンと硫黄の含有量の上限は 0.04% ですが、外側の標準耐寒性レールの上限は 0.025% 未満に管理されています。-不純物含有量が低いと、冷間脆性転移温度を下げることができます。寒冷地や高地では冬季に気温が低く、レールが脆性破壊しやすい。リンと硫黄は有害な元素であり、レールの脆性を増大させ、亀裂の伝播を促進します。外側の標準レールは精製技術によって不純物を削減しており、これにより低温靱性が向上し、-40 度以下の環境でも良好な可塑性を確保できます。- GB レールは不純物含有量が高く、低温で脆性破壊を起こすリスクが高いため、寒冷地や高地での敷設には適していません。これは材料の適応性の重要な実施形態です。
レール材料の硬化性の違いは、レール頭部の硬度勾配にどのような影響を及ぼしますか?
焼入性の良いレールは、レール頭部の表面から中心部までの硬度勾配が緩やかで、力が加わった際の応力分布がより均一になります。外周標準レールはGBレールに比べ焼入れ性が優れています。レールヘッドの表面硬度は HB360-400 に達しますが、中心硬度は依然として HB300 以上を維持できるため、ホイール-の接触応力を効果的に分散できます。 GB レールは焼入れ性に劣り、レール頭部の表面硬度が高すぎる一方、芯部の硬度が低く、「ハードシェルとソフトコア」構造を形成しています。力が加わると、界面に微細な亀裂が発生しやすくなります。-長期にわたる交流負荷がかかると、微小亀裂が急速に広がり、レール頭部の剥離につながり、運転の安全性に影響を及ぼします。-
材料試験を通じて GB レールと外側の標準レールの耐摩耗性を迅速に区別するにはどうすればよいですか?
分光計を使用して、レール材料の炭素、マンガン、クロムの含有量を検出できます。カーボン含有量が 0.85% 以上、マンガン含有量が 1.0%-1.5% のレールは耐摩耗性が優れています。次に、ブリネル硬さ試験機を使用してレール頭部の表面硬さを検出します。 HB360 以上の硬度を持つレールは、耐摩耗性の要件を満たします。同時に、落下錘衝撃試験を実施して、低温衝撃靱性を検出することができます。外側の標準レールの衝撃靱性は、通常、GB レールの衝撃靱性よりも 15% ～ 20% 高くなります。これら 3 つの試験結果を組み合わせることで、レールの耐摩耗性と耐疲労性を迅速に判断でき、ライン選択の基準となります。