Nemzeti Szabvány/Nemzetközi Szabvány Vasúti Anyagkohászati Minőség-ellenőrzési és Teljesítmény-homogenizációs technológia
Melyek az U71Mn és az U75V nemzeti szabványsín közötti anyagösszetételbeli különbségek és alkalmazható vonali forgatókönyvek?
A nemzeti szabványos vasúti U71Mn széntartalma 0,70%-0,75%, mangántartalma 1,10%-1,40%, vanádium elem nélkül, amely jó plaszticitású és hegeszthető, alkalmas kis sebességű nehéz-fuvarozási vonalakra, például teherfuvarozási vonalakra. Az U75V sín széntartalma 0,73%-0,80%, mangántartalma 1,00%-1,30%, és 0,04% -0,12% vanádiumelemet ad hozzá. A vanádium szénnel és nitrogénnel kombinálva karbonitrideket képez, szemcséket finomít, javítja a sín szilárdságát és kopásállóságát, és kifejezetten nagysebességű vasutakhoz és utasforgalmi vonalakhoz készült. Az U71Mn sín szakítószilárdsága ≥880MPa, a nyúlása pedig ≥10%, megfelel a közönséges vasúti vonatok terhelési hatásának; az U75V sín szakítószilárdsága ≥980 MPa, és a nyúlás ≥9%, ami ellenáll a nagy sebességű vasúti kerék-sín nagyfrekvenciás váltakozó feszültségének. A kétféle sín gördítéséhez differenciált szabályozott gördülési és hűtési eljárásokat kell alkalmazni. Az U75V-hez vanádium oldatos kezelési lépést kell hozzáadni, hogy a vanádium elemek teljes játékot biztosítsanak az erősítő hatásnak. A nemzeti szabványsínek anyagösszetételi eltérését ±0,02%-on belül ellenőrizni kell, és minden tételt a gyár elhagyása előtt tesztelni kell, túlzott összetételű termékeket pedig szigorúan tilos üzembe helyezni.
Melyek a teljesítménybeli különbségek és a tanúsítási követelmények az R260 (UIC szabvány) és a T1 (ASTM szabvány) között?
Az UIC szabványos R260-as sínek szakítószilárdsága ≥880MPa, Brinell-keménysége HB260-300, ütésállósága ≥27J/cm², alkalmas európai határkeresztező -vasutak és városi vasúti tranzitokra. Meg kell felelnie az EN13674-1 tanúsítványnak, hogy megfeleljen az interoperabilitás műszaki követelményeinek. Az ASTM szabványú T1 sín szakítószilárdsága ≥900 MPa, Brinell keménysége HB280-320, kopásállósága pedig 10%-kal nagyobb, mint az R260-é. Kifejezetten észak-amerikai nehézfuvarozási vonalakhoz tervezték. A kopásállóság és a fáradtságállóság ellenőrzéséhez meg kell felelnie az AAR M1003 tanúsítványnak. Az R260 sín kén- és foszfortartalmának ≤0,03%-nak kell lennie, és a zárványok tartalmát szigorúan ellenőrzik, hogy elkerüljék a sínfej kifáradási repedéseit. A T1 sín vákuumos gáztalanítási eljárást alkalmaz ≤20ppm oxigéntartalommal, ami nagymértékben csökkenti a belső porozitási hibákat. A külföldi szabványos sínek tanúsítási vizsgájának több dimenzióra is ki kell terjednie, mint például szakító, ütési, keménység, metallográfiai szerkezet, és csak a minősítés megszerzése után kerülhet a célpiacra. Különböző szabványú sínek nem keverhetők, ellenkező esetben a teljesítménykülönbségek miatt rendellenes kerék-sín kopás lép fel, ami befolyásolja a vezetés biztonságát.
Melyek a zárványok veszélyei a sínkohászati folyamatban és a precíz szabályozási technológiában?
A sínekben lévő zárványok főleg törékeny részecskéket tartalmaznak, például alumínium-oxidot és mangán-szulfidot. Ezek a részecskék tönkreteszik a sínmátrix folytonosságát, feszültségkoncentrációs forrásokká válnak, repedéseket idéznek elő a kerék-sínterhelés alatt, és 30%-kal-50%-kal lerövidítik a sínek élettartamát. A nagy-méretű zárványok (átmérő ≥50 μm) a sín leválását is okozzák a sínfej köszörülése során, befolyásolják a sín felületének simaságát, és növelik a kerék{12}}sínrezgést. A zárványok pontos szabályozásának az acélgyártási folyamattól kell kezdődnie, az LF kemencés finomítás + VD vákuumos gáztalanítási eljárás alkalmazásával. Az LF kemencés finomítás eltávolíthatja az oxidzárványokat az olvadt acélból, a VD vákuumgáztalanítás pedig csökkentheti a hidrogén- és nitrogéntartalmat, csökkentve a gázzárványokat. Az elektromágneses keverőtechnológiát a folyamatos öntési folyamat során alkalmazzák a szemcsék finomítása, a zárványok egyenletes eloszlása és a helyi aggregáció elkerülése érdekében; hengerlés során a nagy{13}}méretű zárványok magas hőmérsékletű képlékeny deformációval{16}}aprítódnak, hogy csökkentsék veszélyeiket. Mielőtt a sín elhagyja a gyárat, metallográfiai vizsgálatot kell végezni, és a zárási fokozatnak ≤2-nek kell lennie. A szabványt meghaladó termékeket újra hőkezelni vagy selejtezni kell.
Melyek a sínanyag szegregáció okai és a homogenizációs kezelés technikai intézkedései?
A sínanyag szegregáció középponti szegregációra és dendrites szegregációra oszlik. A központ szegregációja az olvadt acél egyenetlen megszilárdulása következtében jön létre a folyamatos öntés során és az oldott elemek dúsítása során a központban; A dendrites szegregációt az oldott elemek egyenetlen eloszlása okozza a szemcsehatárokon és a szemcsék belsejében a szemcsenövekedés során. A szegregáció helyi összetételbeli különbségeket okoz a sínben, ami a sínfej keménységének egyenetlen eloszlását, csökkent kopásállóságot és súlyos esetekben a sínfej leválását eredményezi. A homogenizációs kezelés alapvető technológiája a szabályozott hengerlési és hűtési folyamat. A hengerlés során a magas hőmérsékletű ausztenit tartományban nagy deformációs hengerlést alkalmaznak, amelynek deformációja ≥60%, hogy megtörje a dendrites szerkezetet és elősegítse a kompozíció homogenizálását; hengerlés után szakaszos hűtést alkalmaznak a hűtési sebesség 5-10 fok/s-os szabályozására, hogy elkerüljék a túl gyors hűtés okozta egyenetlen szerkezetet. Súlyos szegregációjú sínek esetében offline lágyítási kezelés alkalmazható, az izzítási hőmérsékletet 720-750 fokra szabályozva, és 2-3 órán keresztül tartva az oldott elemek megfelelő diffúzióját és a szegregációs hibák kiküszöbölését. A homogenizációs kezelés után meg kell vizsgálni a sín keménységi gradiensét, és a sínfej felülete és a befelé közötti keménységkülönbségnek ≤20HB-nak kell lennie az egyenletes és stabil teljesítmény biztosítása érdekében.
Melyek a sínkohászati minőségvizsgálat alapvető elemei és minősítési kritériumai?
A sínkohászati minőségvizsgálat alapvető elemei közé tartozik a kémiai összetétel elemzése, a zárványminősítés, a metallográfiai szerkezetvizsgálat és a mechanikai tulajdonságok vizsgálata. A kémiai összetétel-elemzés spektrométerrel méri a szén-, mangán-, vanádium- és egyéb elemek tartalmát, és az eltérésnek meg kell felelnie a nemzeti/külföldi szabványok követelményeinek. A zárványértékelés metallográfiai mikroszkópot használ, a GB/T 10561 szabvány szerint értékelve, és az A osztályú (szulfid) és B osztályú (alumínium-oxid) zárványok fokozatának ≤2-nek kell lennie. A metallográfiai szerkezet vizsgálatához a sínfejnek finom perlit szerkezetnek kell lennie, ≤0,2 μm perlit lamellás távolsággal. Szigorúan tilos olyan rendellenes szerkezeteket létrehozni, mint a martenzit és a bainit, amelyek a sín rideg töréséhez vezetnek. A mechanikai tulajdonságvizsgálat magában foglalja a szakítóvizsgálatot, az ütésvizsgálatot és a keménységi vizsgálatot. A szakítóvizsgálathoz a szakítószilárdság és a nyúlás szükséges ahhoz, hogy megfeleljen a szabványnak, az ütőpróba az alacsony hőmérsékletű ütési szívósságot ≥20J/cm² (-20 fok), a keménységi teszt pedig a HB280-320 sínfej keménységet. A kohászati minőséget csak akkor lehet szabványosnak minősíteni, ha minden vizsgálati elem megfelelő. Ha bármely tétel nem minősített, a gyártási folyamatot nyomon kell követni, és a javítást követően újra tesztelni kell.