レール表面の脱炭深さとレール頭部疲労亀裂発生の臨界閾値制御
脱炭層がレール頭部の疲労亀裂の優先的な開始点となるのはなぜですか。また、その微細なメカニズムは何ですか?{0}}
炭素の損失により、脱炭層は高強度のパーライトからフェライトとパーライトの柔らかい混合物に変化し、硬度はマトリックスより 30%-50% 低くなります。ホイールとレールの転がり接触の下では、柔らかい脱炭層は高い接触応力に耐えることができず、激しい塑性流動を受け、表面スリップバンドを形成します。この局所的な塑性変形により、脱炭層と硬質マトリックスの界面に重大な応力集中が生じ、これが不適合変形による「応力障壁」として機能します。周期的な荷重がかかると、この界面で微小亀裂が発生し、走行面と平行に伝播し、最終的に表面疲労亀裂を形成します。
中国の基準と国際基準では、レール頭部の脱炭層の深さに関する臨界閾値規制の違いは何ですか?
中国の GB/T 2585 は明確なしきい値を指定しています。高速-および重量物-レールの場合、脱炭層の総深さ（完全 + 部分）が超えてはなりません0.5mm、完全脱炭ゼロ。 UIC 860 はより厳しく、以下を超える脱炭層を禁止します。0.3mm for UIC 60 and above rails, with no continuous full decarburization allowed. AREMA standards grade by axle load: the threshold is 0.4mm for heavy-haul rails (>35t）、従来のレールの場合は0.6mm。これらの違いは、ホイール-の接触疲労リスクに対するさまざまなレベルの制御を反映しています。
脱炭層の深さが臨界閾値を超えると、具体的にどのようなレール欠陥が発生しますか?
過度の脱炭は通常、レールヘッド表面の剥離、最初は剥がれ落ちたような魚の鱗--として現れます。これらの破片は応力集中源となり、転がり接触疲労亀裂の形成を促進します。第二に、それはトリガーしますレールヘッド波形脱炭層の不均一な変形により、ホイール-の接触の滑らかさが損なわれ、自励振動が誘発されるためです。-重量物輸送ラインでは、-レールヘッドのプラスチックフロー脱炭された金属が横に突き出て「膨らみ」を形成し、ホイール-の誘導性能に重大な影響を与える場合があります。
レール製造時の熱処理で脱炭層の深さを正確に制御するにはどうすればよいですか?
核となる制御は「」にあります。酸化分離＋急冷オンライン熱処理中、レールヘッドが焼入れボックスに入る前に、不活性ガス保護または酸化防止コーティング-高温のレールヘッドを空気から隔離するために適用され、発生源での炭素の拡散を防ぎます。焼入れでは、高圧水ミスト直接冷却レール表面をオーステナイト化ゾーンからパーライト変態ゾーンまで 2 秒未満で急速に冷却し、炭素の拡散時間を最小限に抑えます。さらに、焼入れ温度領域を最適化することで、均一な表面温度を確保し、局所的な過熱や激しい脱炭を回避し、閾値内の深さを安定して制御します。
-現場での探傷において、表面検査と金属組織学的分析を組み合わせて、脱炭層が過剰かどうかを正確に判断するにはどうすればよいでしょうか?
現場で直接測定することは不可能です。- 「」表面状態の事前判定＋サンプリング金属組織検査」の方法が使用されます。まず、レール探傷車に搭載された高解像度の表面画像化システムが初期の魚鱗の剥離や異常な塑性変形を特定し、疑わしい領域にマークを付けます。その後、金属組織学的準備のためにマークされた領域からレール サンプルが採取されます。研究室では、金属組織顕微鏡が倍率 500 倍で脱炭層の深さを測定します。完全脱炭（パーライトなし）と部分脱炭（精製されたパーライト）ラメラ）が区別され、それらの合計が深さの合計となり、標準のしきい値を超える場合は不適格とみなされます。