Fishplate varmebehandling proces optimering og skinne fælles træthed Styrke Enhancement Scheme
Hvad er træthedsfejlmekanismen og de vigtigste indflydelsesfaktorer for fiskepladesamlingen?
Træthedsfejlmekanismen i fiskepladesamlingen errevneinitiering og udbredelse under vekslende stress. Under togdrift er der en vis stivhedsmutation ved skinnesamlingen. Hjul-skinnebelastningen overføres til fiskepladen gennem skinnen, hvilket får fiskepladen til at bære gentagne træk- og trykspændinger omkring bolthullerne og i enderne. Mikrorevner starter først i spændingskoncentrationsområder, og mikrorevnerne fortsætter med at udbrede sig under vekslende belastning. Når revnelængden når den kritiske værdi, brækker fiskepladen. De væsentligste indflydelsesfaktorer omfatter tre aspekter: For det første,materielle præstationsfaktorer. Hvis det 45# stål, der almindeligvis anvendes til fiskeplader, ikke udsættes for en rimelig varmebehandling, er dets trækstyrke og sejhed utilstrækkelig, og revner er tilbøjelige til at opstå i spændingskoncentrationsområder; anden,strukturelle faktorer. Periferien af boltehullerne og enderne af fiskepladen er spændingskoncentrationsområder. Hvis periferien af hullerne ikke er affaset, vil spændingskoncentrationsfaktoren blive kraftigt forøget, hvilket accelererer revneinitiering; tredje,procesfaktorer. Urimelige varmebehandlingsprocesparametre, såsom for lav bratkølingstemperatur og utilstrækkelig tempereringstid, vil føre til ujævn metallografisk struktur af fiskepladen, resterende spænding og reduceret træthedsmodstand. Derudover vil vedligeholdelsestilstanden af ledningen også påvirke træthedsfejl. For stor højdeforskel ved skinnesamlingen vil øge den ekstra belastning af fiskepladen og forkorte levetiden.
Hvad er kerneprocesparametrene og optimeringsmetoderne til bratkøling og temperering af varmebehandling til fiskeplader?
Kerneprocessen med bratkøling og hærdning af varmebehandling til fiskeplader erquenching + høj-temperaturtempering. Kerneprocesparametrene omfatter fem aspekter: bratkølingstemperatur, holdetid, afkølingshastighed, tempereringstemperatur og tempereringstid. For 45# stålfiskeplader er det optimerede interval for bratkølingstemperatur 830-850 grader. For lav temperatur vil føre til utilstrækkelig austenitisering, og der vil være uopløst ferrit i den metallografiske struktur, hvilket reducerer fiskepladens styrke; for høj temperatur vil føre til grove korn og reduceret sejhed. Holdetiden tilpasses efter tykkelsen af fiskepladen. For fiskeplader med en tykkelse på 20 mm er holdetiden optimeret til 60-90 minutter for at sikre fuldstændig austenitisering inde i materialet. Afkølingshastigheden vedtager metodenvandkøling og oliekøling. Den slukkede fiskeplade afkøles først til 300 grader i vand og overføres derefter til olie til afkøling. Denne metode kan reducere quenching stress og undgå revner i fiskepladen. Tempereringstemperaturen er optimeret til 550-580 grader, og tempereringstiden er optimeret til 120-150 minutter. Højtemperaturtempering kan omdanne den metallografiske struktur til hærdet sorbit, som har både høj styrke og høj sejhed, og kan forbedre træthedsmodstanden betydeligt. Optimeringsmetoden anvender den ortogonale testmetode, med trækstyrke og slagsejhed som vurderingsindikatorer, og optimerer kombinationen af fem procesparametre for endelig at bestemme den optimale parameterkombination, således at trækstyrken af fiskepladen er større end eller lig med 650MPa og slagstyrken større end eller lig med 30J/cm².
Hvad er overfladeforstærkende behandlingsproces og funktion af fiskepladebolthullets periferi?
Overfladeforstærkningsbehandlingen af fiskepladens bolthuls periferi vedtager en sammensat proces afrulleforstærkning + karbureringsbehandling. Rulleforstærkning er den første proces. Et specielt rulleværktøj bruges til at påføre tryk på overfladen omkring bolthullet, hvilket forårsager plastisk deformation på overfladen omkring hullet, hvilket danner et arbejds-hærdet lag med en tykkelse på 0,2-0,3 mm. Hårdheden af det arbejds-hærdede lag kan nå HV350 eller mere, hvilket er 30 % højere end matrixhårdheden. Rulleforstærkning kan også reducere overfladeruheden omkring hullet til under Ra0,8 og reducere spændingskoncentrationskilder. Karbureringsbehandling er den anden proces. Den rullede fiskeplade placeres i en karbureringsovn og holdes ved en temperatur på 920-940 grader i 4-6 timer for at tillade kulstofatomer at trænge ind i overfladen omkring hullet. Tykkelsen af det karburiserede lag styres til 0,8-1,0 mm, og kulstofindholdet i det karburerede lag er 0,8%-1,0%. Efter karbureringsbehandling kræves lavtemperaturtempering ved en temperatur på 180-200 grader i 60 minutter for at eliminere resterende stress, der genereres under karbureringsprocessen. Kompositforstærkningsprocessen har to hovedfunktioner: For det første forbedrer den hårdheden og slidstyrken af overfladen omkring hullet, hvilket forhindrer friktion og slid mellem bolten og hullets periferi; for det andet danner den resterende trykspænding på overfladen omkring hullet, hvilket kan udligne en del af den vekslende trækspænding, reducere sandsynligheden for revneinitiering og øge udmattelsesstyrken af fiskepladen med mere end 40 %.
Hvad er de differentierede designpunkter for varmebehandlingsprocesser mellem national standard og udenlandsk standard fiskeplader?
Det differentierede design af varmebehandlingsprocesser mellem national standard og udenlandsk standard fiskeplader stammer fra forskellene i deres materialer og servicekrav. National standard fiskeplader bruger hovedsageligt 45 # stål, tilpasset til national standard 60 kg/m og 75 kg/m skinner, mens udenlandske standard fiskeplader for det meste bruger europæisk standard C45E stål, tilpasset til UIC60 og UIC54 skinner.Differentiering af quenching-processer: Slukningstemperaturen for national standard 45 # stålfiskeplader er 830-850 grader, ved hjælp af vandkøling og oliekøling; bratkølingstemperaturen for udenlandsk standard C45E stålfiskeplader er 820-840 grader ved hjælp af luftkøling. Fordi C45E stål har bedre hærdeevne, kan ensartet martensitstruktur opnås ved luftkøling, hvilket undgår revnerisikoen forårsaget af vandkøling.Differentiering af hærdningsprocessen: Tempereringstemperaturen for nationale standard fiskeplader er 550-580 grader, og tempereringstiden er 120 minutter, med det formål at opnå en tempereret sorbitstruktur; tempereringstemperaturen på udenlandske standard fiskeplader er 520-550 grader, og tempereringstiden er 150 minutter, med det formål at opnå hærdet troostitstruktur, som har højere styrke og er velegnet til behovene for europæiske tunge transportlinjer.Overfladeforstærkende differentiering: National standard fiskeplader anvender den sammensatte forstærkningsproces med rulning + karburering; udenlandske standard fiskeplader anvender shot peening-forstærkningsproces, som kan danne resterende trykspænding på den samlede overflade af fiskepladen, mere velegnet til vedligeholdelsestilstanden for europæiske linjer.
Hvad er testelementerne og acceptstandarderne for varmebehandlingskvaliteten af fiskeplader?
Testelementerne for varmebehandlingskvaliteten af fiskeplader omfatter fire kerneelementer:prøvning af metallografiske strukturer, prøvning af mekaniske egenskaber, prøvning af overfladehårdhed og test af restbelastning. Metallografisk strukturtestning bruger et metallografisk mikroskop til at observere fiskepladens mikrostruktur. Den kvalificerede struktur af nationale standard fiskeplader er hærdet sorbit, kornstørrelsen er større end eller lig med 8, og ingen netværksferrit eller grove korn er tilladt; den kvalificerede struktur af udenlandske standard fiskeplader er hærdet troostit, kornstørrelsen er større end eller lig med 7. Test af mekaniske egenskaber omfatter trækstyrke, flydespænding, forlængelse og slagstyrke. For national standard fiskeplader, trækstyrke Større end eller lig med 650MPa, flydespænding Større end eller lig med 355MPa, forlængelse Større end eller lig med 16%, slagstyrke Større end eller lig med 30J/cm²; for fremmede standard fiskeplader, trækstyrke Større end eller lig med 700MPa, flydespænding Større end eller lig med 400MPa, forlængelse Større end eller lig med 14%, slagstyrke Større end eller lig med 25J/cm². Overfladehårdhedstestning bruger en Rockwell hårdhedstester til at detektere hårdheden omkring bolthullerne. Overfladehårdheden af nationale standard fiskeplader er HRC28-32, og den for udenlandske standard fiskeplader er HRC30-35. Restspændingstestning bruger et røntgenspændingsmålingsinstrument til at detektere den resterende spænding omkring bolthullerne. Den resterende trykspændingsværdi skal være større end eller lig med 100 MPa, og ingen resterende trækspænding er tilladt. Acceptstandarden er, at alle fire testelementer er kvalificerede. Prøveudtagningsforholdet for hvert parti fiskeplader er ikke mindre end 5 %. Hvis der er ukvalificerede varer, kræves dobbelt prøveudtagning. Hvis de stadig er ukvalificerede, vil hele partiet blive skrottet.