Forholdet mellom materiale, varmebehandlingsprosess og utmattelsesmotstand for trykkplater
Hva er forskjellen i utmattelsesmotstand mellom 45# ståltrykkplater behandlet ved bråkjøling og herding versus normalisering?
45# ståltrykkplater etter bråkjøling og herding har en strekkfasthet større enn eller lik 600 MPa, slagfasthet større enn eller lik 30J/cm², og utmattingsgrense større enn eller lik 250MPa. De etter normalisering har bare en strekkstyrke Større enn eller lik 500 MPa, slagfasthet Mindre enn eller lik 20J/cm², og utmattingsgrense Mindre enn eller lik 180MPa, med en utmattelsesmotstandsforskjell på mer enn 30 %. Bråkjøling og herding danner en ensartet herdet sorbittstruktur i 45# stål, som kombinerer høy styrke og høy seighet, og kan effektivt motstå påvirkningen fra vekslende togbelastninger. Den normaliserte strukturen er perlitt + ferritt, med utilstrekkelig seighet, noe som gjør tretthetssprekker utsatt for å starte ved spenningskonsentrasjonspunkter, og levetiden er bare 60 % av bråkjølte og herdede trykkplater.
Hvilken forbedringseffekt har overflateslukningsprosessen på utmattingsmotstanden til 60Si2Mn trykkplater?
Etter overflatekjøling kan overflatehardheten til 60Si2Mn trykkplater nå HRC45-50, og danne en tett martensittisk struktur, og slitestyrken forbedres med mer enn 2 ganger. Samtidig danner overflatekjøling gjenværende trykkspenning på overflatelaget til trykkplaten, oppveier en del av strekkspenningen som genereres av toglaster, og øker utmattelsesgrensen med 25%-30%. Den høye overflatehardheten kan motstå friksjonsskader fra skinnen, og unngå plastisk deformasjon av trykkplaten, mens kjernen fortsatt opprettholder den høye seigheten til herdet sorbitt, og forhindrer at trykkplaten sprekker under støtbelastninger. Denne "harde utsiden og tøffe innsiden" strukturelle karakteristikk gjør 60Si2Mn trykkplater til det foretrukne valget for tunge transportlinjer.
Hva er kjerneårsakene til å "slukke sprekker" i trykkplater under varmebehandling, og hvordan unngå dem?
Kjerneårsakene inkluderer: for det første overdrevent høy oppvarmingshastighet, noe som fører til en stor temperaturforskjell mellom innsiden og utsiden av trykkplaten og overdreven termisk spenning; for det andre, overdrevent rask bråkjølingshastighet, hvor den strukturelle spenningen fra transformasjonen av austenitt til martensitt overstiger strekkstyrken til materialet; for det tredje, ingen avfasende behandling på de skarpe hjørnene og hullkantene på trykkplaten, og danner spenningskonsentrasjonspunkter. Unngåelsestiltak: vedta en trinnvis oppvarmingsprosess for å sakte øke temperaturen og redusere den interne og eksterne temperaturforskjellen; velg graderte bråkjølingsmedier (som nitratbad) for å redusere kjølehastigheten og strukturelle belastninger; under trykkplatebehandling, utfør avfasing med R større enn eller lik 0,5 mm på skarpe hjørner og hullkanter for å eliminere spenningskonsentrasjonspunkter.
Hvilke servicefarer forårsakes av ukvalifisert hardhet (for høy eller for lav) av trykkplater etter varmebehandling?
Når hardheten er for høy (HRC＞55), øker sprøheten til trykkplaten betydelig, støtseigheten reduseres med mer enn 40 %, og sprøbrudd er tilbøyelige til å oppstå under togstøtbelastninger, spesielt i miljøer med lav-temperatur om vinteren, hvor bruddrisikoen er høyere. Når hardheten er for lav (HRC＜35), er styrken og slitestyrken til trykkplaten utilstrekkelig, og plastisk deformasjon er tilbøyelig til å oppstå under laterale skinnebelastninger, noe som fører til et "trinn" på tilpasningsoverflaten mellom trykkplaten og skinnen, noe som forverrer sideforskyvningen av skinnen og utvidelse av sporvidden. Begge situasjoner vil forkorte levetiden til trykkplaten, skade stabiliteten til festesystemet og forårsake banesikkerhetsfarer.
Hvordan vurdere raskt om varmebehandlingskvaliteten til trykkplater er kvalifisert på stedet?
På stedet kan en bærbar Rockwell hardhetstester brukes til å oppdage overflatehardheten til trykkplaten: hardheten til 45# stålbrøtde og herdede trykkplater bør være mellom HRC22-28, og overflatehardheten til 60Si2Mn overflate-brøtde trykkplater-50 HRC45. Observer samtidig overflatetilstanden til trykkplaten; ingen sprekker, ingen oksidasjonsavkullingslag og ingen deformasjon er kvalifisert. I tillegg kan tappemetoden benyttes: bråkjølte og tempererte trykkplater har en dyp lyd, og overflatebråkjølte trykkplater har en skarp lyd; en hes lyd kan indikere indre sprekker. For batchproblemer bør det tas prøver for slagfasthetstesting for å sikre at varmebehandlingskvaliteten oppfyller servicekravene.