תהליך טיפול בחום משטחי מסילה ושיפור עמידות בפני שחיקה
מהם פרמטרי הליבה של תהליך כיבוי משטח המסילה?
פרמטרי הליבה של כיבוי משטחי מסילה כוללים טמפרטורת חימום, זמן החזקה וקצב קירור, אשר קובעים ישירות את המבנה המטאלוגרפי ואת התכונות המכניות של משטח ראש המסילה. טמפרטורת החימום נשלטת בדרך כלל על 850-900 מעלות, אשר חייבת להיות מותאמת במדויק לחומר המסילה כדי למנוע התגבשות גרגרים הנגרמת על ידי טמפרטורות גבוהות מדי. זמן ההחזקה הוא בדרך כלל 3-5 דקות, במטרה לחמם באופן אחיד את שכבת פני השטח של ראש המסילה ולהבטיח חלוקת קשיות עקבית לאחר ההמרה. יש להתאים את קצב הקירור בהתאם לסוג הקו: קצב קירור מהיר יותר מאומץ לקווי הובלה כבדים כדי להשיג קשיות גבוהה יותר, בעוד שקצב הקירור מואט כראוי עבור קווים מהירים כדי למנוע כיבוי סדקים. הבקרה המתואמת של פרמטרים אלו היא המפתח להבטיח שביצועי המסילה עומדים בתקן לאחר טיפול בחום.
מהן דרישות קשיות פני השטח עבור מסילות המשמשות בקווי הובלה-כבדים?
קשיות פני השטח של משטח ראש המסילה עבור קווי הובלה-כבדים צריכה להגיע ל-380-420HB. טווח קשיות זה יכול לעמוד ביעילות בפני גלגולים ובלאי חוזרים ונשנים של-מערכות גלגלי רכבות כבדות. כאשר הקשיות נמוכה מ-380HB, משטח המסילה נוטה לעיוות פלסטי ולבלאי יתר, מקצר את חיי השירות של המסילה. אם הקשיות עולה על 420HB, הקשיחות של המסילה תפחת, וקל לייצר שברים שבירים בעומס הפגיעה של רכבות. כדי לשמור על תקן קשיות זה, יש צורך להתאים את תהליך הטיפול בחום בהתאם לחומר המסילה בייצור, ובמקביל לתמוך בתהליך בדיקת קשיות קפדני. מסילות כבדות העומדות בדרישות הקשיות יכולות להאריך את חיי השירות שלהן פי 2-3 ולהפחית משמעותית את עלויות תחזוקת הקו.
מדוע טיפולי חום במסילות- גבוהות צריכים לאזן בין קשיות וקשיחות?
כשרכבות-מהירות פועלות, יש לא רק חיכוך מתגלגל בין הגלגל למסילה, אלא גם עומסי פגיעה בתדירות גבוהה. זה דורש שהמסילה תהיה בעלת קשיות מספקת כדי לעמוד בפני שחיקה וקשיחות טובה כדי לעמוד בפני פגיעות. אם נועדו רק קשיות גבוהה תוך התעלמות מהקשיחות, סביר להניח שייווצרו מיקרו-סדקים על משטח המסילה, והתרחבות הסדקים תגרום לשבר במסילה, מה שמאיים ברצינות על בטיחות הנהיגה. אם הקשיחות גבוהה מדי אך הקשיות אינה מספקת, קצב השחיקה של משטח המסילה יאיץ, וידרוש החלפת מסילה תכופה והגדלת עלויות התפעול. לכן, הטיפול בחום של מסילות מהירות-גבוהות צריך לאמץ שילוב של תהליך "מרווה + חיסום-בטמפרטורה נמוכה". תוך הבטחת קשיות פני השטח גדולה או שווה ל-320HB, היא משפרת את קשיחות ההשפעה של ראש המסילה כדי להשיג את האיזון האופטימלי בין קשיות וקשיחות.
מהם פריטי בדיקת האיכות לאחר טיפול בחום מסילה?
פריט בדיקת האיכות הראשון לאחר טיפול בחום מסילה הוא בדיקת קשיות פני השטח. בודק קשיות Brinell משמש לביצוע בדיקות דגימה מרובות-נקודות על משטח ראש המסילה כדי להבטיח שערך הקשיות עומד בדרישות הסטנדרטיות. השני הוא בדיקת מבנה מטאלוגרפי. המבנה המטאלוגרפי של שכבת משטח ראש המסילה נצפה באמצעות מיקרוסקופ, שאמור להראות מרטנזיט או בייניט מחוסמ אחיד, תוך הימנעות מפגמים כגון קרבידים ברשת. השלישי הוא בדיקות לא-הרסניות על פני השטח. נעשה שימוש בציוד לזיהוי פגמי חלקיקים על-קוליים או מגנטיים כדי לבדוק האם קיימות סכנות נסתרות כגון כיבוי סדקים בראש המסילה. בנוסף, יש צורך לזהות את השינויים הממדים של ראש המסילה כדי להבטיח שפרופיל ראש המסילה לאחר טיפול בחום עומד בסובלנות התכנון ואינו משפיע על תיאום המסילה-הגלגל. פריטי בדיקה מלאים יכולים להבטיח באופן מקיף את האיכות של מסילות{10} שטופלו בחום ולהימנע משימוש במוצרים לא מוסמכים.
מהם ההבדלים בהסתגלות לטיפול בחום של מסילות מחומרים שונים?
למסילות U71Mn יש תכולת פחמן מתונה ויכולת התקשות טובה. ניתן להשיג קשיות וקשיחות אידיאליים באמצעות תהליכי מרווה וחידוד קונבנציונליים, המתאימים למסילות רכבת קונבנציונליות וקווי-מהירויות גבוהות. מסילות U75V מתווספות עם יסודות ונדיום, והקרבידים הונדיום הנוצרים יכולים לעדן דגנים. לאחר טיפול בחום, החוזק ועמידות הבלאי טובים יותר, מה שהופך אותם למתאימים לקווי הובלה-כבדים. מסילות פלדת פחמן גבוהות בעלות תכולת פחמן גבוהה יחסית, והקשיות משתפרת משמעותית לאחר טיפול בחום, אך הקשיחות נמוכה יחסית. יש לשלוט בקפדנות על קצב הקירור, והם משמשים בעיקר בתרחישי-מהירות נמוכה ועומסים כבדים, כגון קווים מיוחדים למכרות. תהליך הטיפול בחום של מסילות נירוסטה הוא מיוחד יחסית, ונדרש טיפול בתמיסה לשיפור עמידות בפני קורוזיה. טווח הגדלת הקשיות מוגבל, והם משמשים בעיקר למסלולים קלים בסביבות קורוזיביות. ההבדלים בהרכב של מסילות מחומרים שונים קובעים את יכולת הסתגלותן לתהליכי טיפול בחום ולביצועים הסופיים.