Връзката между материала, процеса на топлинна обработка и устойчивостта на умора на притискащите плочи
Каква е разликата в устойчивостта на умора между стоманени плочи под налягане 45#, обработени чрез закаляване и темпериране спрямо нормализиране?
45# стоманени плочи под налягане след закаляване и темпериране имат якост на опън по-голяма или равна на 600MPa, ударна якост по-голяма или равна на 30J/cm² и граница на умора по-голяма или равна на 250MPa. Тези след нормализиране имат само якост на опън по-голяма или равна на 500MPa, ударна якост по-малка или равна на 20J/cm² и граница на умора по-малка или равна на 180MPa, с разлика в устойчивостта на умора повече от 30%. Закаляването и темперирането образуват еднаква темперирана сорбитна структура в стомана 45#, съчетаваща висока якост и висока издръжливост и може ефективно да устои на въздействието на редуващи се натоварвания на влака. Нормализираната структура е перлит + ферит, с недостатъчна якост, което прави пукнатини от умора податливи на възникване в точките на концентрация на напрежението, а експлоатационният живот е само 60% от този на закалените и темперирани притискащи плочи.
Какъв подобрен ефект има процесът на повърхностно закаляване върху устойчивостта на умора на 60Si2Mn притискащи плочи?
След повърхностно закаляване повърхностната твърдост на 60Si2Mn притискащите плочи може да достигне HRC45-50, образувайки плътна мартензитна структура, а устойчивостта на износване се подобрява повече от 2 пъти. В същото време повърхностното закаляване образува остатъчно напрежение на натиск върху повърхностния слой на притискащата плоча, компенсирайки част от напрежението на опън, генерирано от натоварванията на влака, и увеличава границата на умора с 25%-30%. Високата твърдост на повърхността може да устои на повреда от триене от релсата, избягвайки пластичната деформация на притискащата плоча, докато сърцевината все още поддържа високата якост на темперирания сорбит, предотвратявайки счупването на притискащата плоча при ударни натоварвания. Тази структурна характеристика „твърда отвън и здрава отвътре“ прави притискащите плочи от 60Si2Mn предпочитаният избор за тежкотоварни линии.
Какви са основните причини за "закаляване на пукнатини" в притискащите плочи по време на топлинна обработка и как да ги избегнем?
Основните причини включват: първо, прекалено бърза скорост на нагряване, водеща до голяма температурна разлика между вътрешната и външната част на притискащата плоча и прекомерен термичен стрес; второ, прекалено бърза скорост на охлаждане при охлаждане, при която структурното напрежение от превръщането на аустенита в мартензит надвишава якостта на опън на материала; трето, без скосяване на острите ъгли и ръбовете на отворите на притискащата плоча, образувайки точки на концентрация на напрежението. Мерки за избягване: приемете стъпаловиден процес на нагряване, за да увеличите бавно температурата и да намалите вътрешната и външната температурна разлика; изберете степенувана среда за охлаждане (като нитратна баня), за да намалите скоростта на охлаждане и структурното напрежение; по време на обработката на притискащата плоча, извършете скосяване с R, по-голямо или равно на 0,5 mm върху остри ъгли и ръбове на отвори, за да елиминирате точките на концентрация на напрежението.
Какви рискове при обслужване са причинени от неквалифицирана твърдост (твърде висока или твърде ниска) на притискащите плочи след топлинна обработка?
Когато твърдостта е твърде висока (HRC>55), крехкостта на притискащата плоча се увеличава значително, издръжливостта на удар намалява с повече от 40%, а крехкото счупване е склонно да се появи при натоварвания от удар на влака, особено при ниски-температурни среди през зимата, където рискът от счупване е по-висок. Когато твърдостта е твърде ниска (HRC <35), здравината и устойчивостта на износване на притискащата плоча са недостатъчни и е склонна да възникне пластична деформация при странични натоварвания на релсата, което води до "стъпка" върху напасната повърхност между притискащата плоча и релсата, влошавайки страничното изместване на релсата и разширяването на междурелсието. И двете ситуации ще съкратят експлоатационния живот на притискащата плоча, ще навредят на стабилността на системата за закрепване и ще причинят опасности за безопасността на пистата.
Как бързо да прецените дали качеството на топлинна обработка на притискащите плочи е квалифицирано на място?
На място може да се използва преносим тестер за твърдост на Rockwell за откриване на повърхностната твърдост на притискащата плоча: твърдостта на 45# закалени и темперирани притискащи плочи трябва да бъде между HRC22-28, а повърхностната твърдост на 60Si2Mn-закалени притискащи плочи трябва да бъде между HRC45-50. В същото време наблюдавайте състоянието на повърхността на притискащата плоча; няма пукнатини, няма слой за обезвъглеродяване от окисление и няма деформация. Освен това може да се използва методът на потупване: закалените и темперирани притискащи плочи имат дълбок звук, а повърхностно закалените притискащи плочи имат ясен звук; дрезгав звук може да показва вътрешни пукнатини. При проблеми с партидата трябва да се вземат проби за изпитване на якост на удар, за да се гарантира, че качеството на термичната обработка отговаря на изискванията за обслужване.