ความลึกการแยกตัวของคาร์บอนบนพื้นผิวรางและการควบคุมเกณฑ์วิกฤตสำหรับการเริ่มต้นการแตกร้าวเมื่อล้าของหัวราง
เหตุใดชั้นที่แยกคาร์บอนออกจึงกลายเป็นจุดเริ่มต้นพิเศษสำหรับรอยแตกเมื่อยล้าในหัวราง และกลไกจุลภาค-ของมันคืออะไร
เนื่องจากการสูญเสียคาร์บอน ชั้นที่แยกคาร์บอนออกจะเปลี่ยนจากเพิร์ลไลต์ที่มีความแข็งแรงสูง-ไปเป็นส่วนผสมที่อ่อนนุ่มของเฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ โดยมีความแข็งต่ำกว่าเมทริกซ์ 30%-50% ภายใต้หน้าสัมผัสระหว่างการกลิ้งของล้อและราง ชั้นที่แยกคาร์บอนแบบอ่อนไม่สามารถทนทานต่อความเค้นจากการสัมผัสสูงและผ่านการไหลของพลาสติกที่รุนแรง ทำให้เกิดแถบกันลื่นที่พื้นผิว การเสียรูปพลาสติกเฉพาะจุดนี้ทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นอย่างมีนัยสำคัญที่จุดเชื่อมต่อระหว่างชั้นแยกคาร์บอนและเมทริกซ์แข็ง ซึ่งทำหน้าที่เป็น "อุปสรรคต่อความเค้น" เนื่องจากการเสียรูปที่เข้ากันไม่ได้ ภายใต้การโหลดแบบวน รอยแตกขนาดเล็กจะเริ่มต้นที่ส่วนต่อประสานนี้ แพร่กระจายขนานกับพื้นผิวที่วิ่ง และสุดท้ายจะก่อให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้าของพื้นผิว
อะไรคือความแตกต่างในกฎระเบียบเกณฑ์ขั้นต่ำสำหรับความลึกของชั้นที่แยกคาร์บอนของหัวรางระหว่างมาตรฐานของจีนและมาตรฐานสากล?
GB/T 2585 ของจีนระบุเกณฑ์ที่ชัดเจน: สำหรับรางลากจูงความเร็วสูง-และหนัก- ความลึกของชั้นที่แยกคาร์บอนออกทั้งหมด (เต็ม + บางส่วน) จะต้องไม่เกิน0.5มมโดยมีการแยกสลายคาร์บอนเต็มศูนย์เป็นศูนย์ UIC 860 เข้มงวดกว่า โดยห้ามมิให้มีการแยกชั้นคาร์บอนเกิน0.3มม for UIC 60 and above rails, with no continuous full decarburization allowed. AREMA standards grade by axle load: the threshold is 0.4mm for heavy-haul rails (>35t) และ 0.6 มม. สำหรับรางธรรมดา ความแตกต่างเหล่านี้สะท้อนถึงระดับต่างๆ ของการควบคุมล้อ-ความเสี่ยงจากความเหนื่อยล้าจากการสัมผัสรางล้อ
ข้อบกพร่องของรางเฉพาะใดที่เกิดขึ้นเมื่อความลึกของชั้นแยกคาร์บอนเกินเกณฑ์วิกฤต
โดยทั่วไปแล้วการสลายตัวของคาร์บอนที่มากเกินไปจะทำให้เกิดการหลุดร่อนของพื้นผิวหัวรางในตอนแรกปรากฏเป็น-เกล็ด-เหมือนเกล็ดปลา การหลุดร่อนเหล่านี้จะกลายเป็นตัวรวมความเครียด ซึ่งเร่งให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้าเมื่อสัมผัสขณะกลิ้ง ประการที่สอง มันกระตุ้นลอนหัวรถไฟเนื่องจากการเสียรูปไม่สม่ำเสมอของชั้นที่แยกคาร์บอนออกจะขัดขวาง-การสัมผัสรางล้อและทำให้เกิด-การสั่นสะเทือนที่กระตุ้นตัวเอง ในเส้นทางลากจูงหนัก-รางพลาสติกไหลหัวอาจเกิดขึ้นได้ โดยที่โลหะที่แยกคาร์บอนออกแล้วยื่นออกมาด้านข้างจนเกิด "ส่วนนูน" ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อประสิทธิภาพการนำทางของรางล้อ-
จะควบคุมความลึกของชั้นแยกคาร์บอนได้อย่างแม่นยำด้วยการบำบัดความร้อนระหว่างการผลิตรางได้อย่างไร
การควบคุมหลักอยู่ที่ "การแยกออกซิเดชัน + การระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว” ในระหว่างการรักษาความร้อนแบบออนไลน์ ก่อนที่หัวรางจะเข้าสู่กล่องดับการป้องกันก๊าซเฉื่อยหรือสารเคลือบป้องกัน-ออกซิเดชันใช้แยกหัวรางร้อนออกจากอากาศ ป้องกันการแพร่กระจายของคาร์บอนที่แหล่งกำเนิด ในการดับหมอกน้ำแรงดันสูง-ระบายความร้อนโดยตรงทำให้พื้นผิวรางเย็นลงอย่างรวดเร็วจากโซนออสเทนไนซ์ไปยังโซนการเปลี่ยนแปลงของเพิร์ลไลต์ในเวลาน้อยกว่า 2 วินาที ช่วยลดเวลาการแพร่กระจายของคาร์บอนให้เหลือน้อยที่สุด นอกจากนี้ การปรับช่องอุณหภูมิดับให้เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ถึงอุณหภูมิพื้นผิวที่สม่ำเสมอ หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินเฉพาะจุดและการสลายตัวของคาร์บอนอย่างรุนแรง ควบคุมความลึกภายในเกณฑ์ได้อย่างเสถียร
ใน-การตรวจจับข้อบกพร่องที่ไซต์งาน จะทราบได้อย่างไรว่าชั้นแยกคาร์บอนมีมากเกินไปหรือไม่โดยการรวมการตรวจสอบพื้นผิวและการวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาเข้าด้วยกัน
การวัดผลโดยตรงบนไซต์-เป็นไปไม่ได้ ก "การตัดสินเบื้องต้นเกี่ยวกับสภาพพื้นผิว + การสุ่มตัวอย่างการตรวจสอบทางโลหะวิทยา" ใช้วิธีการ ขั้นแรก ระบบถ่ายภาพพื้นผิวที่มีความละเอียดสูง-บนรถตรวจจับข้อบกพร่องของรางจะระบุการหลุดร่อนของเกล็ดปลาในระยะแรกๆ- หรือการเสียรูปของพลาสติกอย่างผิดปกติ โดยทำเครื่องหมายบริเวณที่ต้องสงสัย ต่อจากนั้น ตัวอย่างรางจะถูกเก็บจากพื้นที่ที่ทำเครื่องหมายไว้เพื่อการเตรียมทางโลหะวิทยา ในห้องปฏิบัติการ กล้องจุลทรรศน์ทางโลหะวิทยาจะตรวจวัดความลึกของชั้นสลายคาร์บอนที่กำลังขยาย 500 เท่า การแยกสลายคาร์บอนแบบเต็ม (ไม่มีเพิร์ลไลต์) และการแยกสลายคาร์บอนบางส่วน (เพิร์ลไลต์บริสุทธิ์) lamellae) มีความโดดเด่น โดยผลรวมคือความลึกรวม ซึ่งถือว่าไม่มีเงื่อนไขหากเกินเกณฑ์มาตรฐาน