การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการบำบัดความร้อนด้วยแผ่นปลาและแผนการปรับปรุงความแข็งแรงความล้าของข้อต่อราง

การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการบำบัดความร้อนด้วยแผ่นปลาและแผนการปรับปรุงความแข็งแรงความล้าของข้อต่อราง

กลไกความล้มเหลวของความเมื่อยล้าและปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักของข้อต่อแผ่นปลาคืออะไร?

กลไกความล้มเหลวเมื่อยล้าของข้อต่อแผ่นปลาคือการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวภายใต้ความเครียดสลับกัน. ในระหว่างการปฏิบัติการของรถไฟ จะมีการเปลี่ยนแปลงความแข็งที่ข้อต่อรางรถไฟ โหลดของรางล้อ-จะถูกส่งไปยังแผ่นปลาผ่านราง ส่งผลให้แผ่นปลาต้องรับแรงดึงและแรงอัดสลับกันซ้ำๆ รอบรูโบลต์และที่ปลาย รอยแตกขนาดเล็กเริ่มต้นครั้งแรกในพื้นที่ที่มีความเข้มข้นของความเครียด และรอยแตกขนาดเล็กยังคงแพร่กระจายต่อไปภายใต้ความเครียดสลับกัน เมื่อความยาวของรอยแตกถึงค่าวิกฤติ แผ่นปลาจะแตกหัก ปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักประกอบด้วยสามด้าน: ประการแรกปัจจัยด้านประสิทธิภาพของวัสดุ. หากเหล็ก 45# ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับแผ่นปลาไม่ได้รับการบำบัดความร้อนที่เหมาะสม ความต้านทานแรงดึงและความเหนียวจะไม่เพียงพอ และมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวในบริเวณที่มีความเข้มข้นของความเครียด ที่สอง,ปัจจัยเชิงโครงสร้าง. ขอบนอกของรูโบลต์และปลายแผ่นยึดปลาเป็นบริเวณที่มีความเข้มข้นของความเค้น หากบริเวณรอบนอกของรูไม่ได้ลบมุม ปัจจัยความเข้มข้นของความเครียดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งจะเร่งให้เกิดการแตกร้าว ที่สาม,ปัจจัยกระบวนการ. พารามิเตอร์กระบวนการบำบัดความร้อนที่ไม่สมเหตุสมผล เช่น อุณหภูมิในการชุบแข็งต่ำเกินไปและเวลาในการอบคืนตัวไม่เพียงพอ จะส่งผลให้โครงสร้างโลหะของแผ่นปลาไม่เท่ากัน ความเค้นตกค้าง และความต้านทานต่อความล้าลดลง นอกจากนี้สภาพการบำรุงรักษาของสายการผลิตยังส่งผลต่อความล้มเหลวจากความล้าอีกด้วย ความสูงที่แตกต่างกันมากเกินไปที่ข้อต่อรางจะเพิ่มความเค้นเพิ่มเติมของแผ่นปลาและทำให้อายุการใช้งานสั้นลง

พารามิเตอร์กระบวนการหลักและวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพของการชุบแข็งและการอบคืนความร้อนสำหรับแผ่นปลามีอะไรบ้าง

กระบวนการหลักในการชุบและอบคืนความร้อนสำหรับแผ่นปลาคือการดับ + การให้ความร้อนด้วยอุณหภูมิสูง-. พารามิเตอร์กระบวนการหลักประกอบด้วยห้าด้าน: อุณหภูมิการชุบแข็ง เวลาถือครอง อัตราการทำความเย็น อุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทา และเวลาการแบ่งเบาบรรเทา สำหรับแผ่นเหล็ก 45# ช่วงอุณหภูมิการชุบแข็งที่เหมาะสมที่สุดคือ 830-850 องศา อุณหภูมิที่ต่ำเกินไปจะนำไปสู่การออสเทนไนซ์ไม่เพียงพอ และเฟอร์ไรต์ที่ไม่ละลายในโครงสร้างทางโลหะวิทยาจะส่งผลให้ความแข็งแรงของแผ่นปลาลดลง อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะทำให้เมล็ดหยาบและลดความเหนียว ระยะเวลาในการจับจะปรับตามความหนาของแผ่นปลา สำหรับแผ่นปลาที่มีความหนา 20 มม. เวลาจับยึดจะถูกปรับให้เหมาะสมเป็น 60-90 นาที เพื่อให้แน่ใจว่ามีออสเทนไนซ์ภายในวัสดุโดยสมบูรณ์ อัตราการทำความเย็นใช้วิธีการของการดับน้ำและการหล่อเย็นน้ำมัน. แผ่นปลาที่ดับแล้วจะถูกทำให้เย็นลงในน้ำที่อุณหภูมิ 300 องศาก่อน จากนั้นจึงถ่ายโอนไปยังน้ำมันเพื่อทำให้เย็นลง วิธีนี้สามารถลดความเครียดในการดับและหลีกเลี่ยงการแตกร้าวของแผ่นปลา ปรับอุณหภูมิการอบคืนตัวเป็น 550-580 องศา และเวลาอบคืนตัวปรับให้เหมาะสมเป็น 120-150 นาที การแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูงสามารถเปลี่ยนโครงสร้างทางโลหะวิทยาให้เป็นซอร์ไบต์ที่มีอุณหภูมิซึ่งมีทั้งความแข็งแรงสูงและความเหนียวสูง และสามารถปรับปรุงความต้านทานต่อความเมื่อยล้าได้อย่างมาก วิธีการปรับให้เหมาะสมที่สุดใช้วิธีการทดสอบมุมฉากโดยมีความต้านทานแรงดึงและความเหนียวของแรงกระแทกเป็นตัวบ่งชี้การประเมิน และปรับการรวมพารามิเตอร์กระบวนการทั้งห้าให้เหมาะสมเพื่อกำหนดการรวมพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดในที่สุด เพื่อให้ความต้านทานแรงดึงของแผ่นปลามากกว่าหรือเท่ากับ 650MPa และความทนทานต่อแรงกระแทกมากกว่าหรือเท่ากับ 30J/cm²

กระบวนการเสริมความแข็งแรงของพื้นผิวและการทำงานของขอบรูโบลต์ฟิชเพลทมีอะไรบ้าง?

การเสริมความแข็งแรงของพื้นผิวของขอบรูสลักเกลียวของแผ่นปลานั้นใช้กระบวนการคอมโพสิตของการเสริมความแข็งแกร่งแบบกลิ้ง + การบำบัดด้วยคาร์บูไรซิ่ง. การเสริมความแข็งแกร่งแบบโรลลิ่งเป็นกระบวนการแรก ใช้เครื่องมือรีดแบบพิเศษเพื่อออกแรงกดบนพื้นผิวรอบๆ รูสลักเกลียว ทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกบนพื้นผิวรอบๆ รู ทำให้เกิดงาน-ชั้นแข็งที่มีความหนา 0.2-0.3 มม. ความแข็งของงาน-ชั้นที่ชุบแข็งแล้วอาจถึง HV350 หรือมากกว่า ซึ่งสูงกว่าความแข็งของเมทริกซ์ 30% การเสริมความแข็งแกร่งของการกลิ้งยังสามารถลดความหยาบของพื้นผิวรอบๆ รูให้ต่ำกว่า Ra0.8 และลดแหล่งที่มาของความเข้มข้นของความเครียด การบำบัดด้วยคาร์บูไรซิ่งเป็นกระบวนการที่สอง แผ่นปลาที่รีดแล้วจะถูกนำไปใส่ในเตาคาร์บูไรซิ่งและคงไว้ที่อุณหภูมิ 920-940 องศา เป็นเวลา 4-6 ชั่วโมง เพื่อให้อะตอมของคาร์บอนทะลุผ่านพื้นผิวรอบๆ รูได้ ความหนาของชั้นคาร์บูไรซ์ถูกควบคุมที่ 0.8-1.0 มม. และปริมาณคาร์บอนของชั้นคาร์บูไรซ์คือ 0.8% -1.0% หลังจากการบำบัดด้วยคาร์บูไรซิ่ง จะต้องอบคืนสภาพด้วยอุณหภูมิต่ำที่อุณหภูมิ 180-200 องศาเป็นเวลา 60 นาที เพื่อขจัดความเครียดตกค้างที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการคาร์บูไรซิ่ง กระบวนการเสริมความแข็งแรงของคอมโพสิตมีหน้าที่หลัก 2 ประการ ประการแรก ช่วยเพิ่มความแข็งและความต้านทานการสึกหรอของพื้นผิวรอบรู ป้องกันการเสียดสีและการสึกหรอระหว่างสลักเกลียวและขอบของรู ประการที่สอง มันก่อให้เกิดความเค้นอัดตกค้างบนพื้นผิวรอบๆ รู ซึ่งสามารถชดเชยส่วนหนึ่งของความเค้นดึงที่สลับกัน ลดความน่าจะเป็นของการเกิดรอยแตกร้าว และเพิ่มความแข็งแรงเมื่อยล้าของแผ่นปลามากกว่า 40%

อะไรคือจุดออกแบบที่แตกต่างของกระบวนการบำบัดความร้อนระหว่างแผ่นปลามาตรฐานระดับชาติและมาตรฐานต่างประเทศ?

การออกแบบกระบวนการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกันระหว่างแผ่นปลามาตรฐานระดับชาติและมาตรฐานต่างประเทศนั้นเกิดจากความแตกต่างในด้านวัสดุและข้อกำหนดในการให้บริการ แผ่นปลามาตรฐานแห่งชาติส่วนใหญ่ใช้เหล็ก 45# ซึ่งปรับให้เข้ากับรางมาตรฐานแห่งชาติ 60 กก./ม. และ 75 กก./ม. ในขณะที่แผ่นปลามาตรฐานต่างประเทศส่วนใหญ่ใช้เหล็ก C45E มาตรฐานยุโรป ปรับให้เข้ากับราง UIC60 และ UIC54ความแตกต่างของกระบวนการดับ: อุณหภูมิการดับของแผ่นเหล็ก 45 # มาตรฐานแห่งชาติอยู่ที่ 830-850 องศา โดยใช้การชุบน้ำและการระบายความร้อนด้วยน้ำมัน อุณหภูมิการดับของแผ่นเหล็ก C45E มาตรฐานต่างประเทศอยู่ที่ 820-840 องศาโดยใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศ เนื่องจากเหล็กกล้า C45E มีความสามารถในการชุบแข็งได้ดีกว่า โครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่สม่ำเสมอสามารถทำได้โดยการระบายความร้อนด้วยอากาศ หลีกเลี่ยงความเสี่ยงต่อการแตกร้าวที่เกิดจากการระบายความร้อนด้วยน้ำการแยกความแตกต่างของกระบวนการแบ่งเบาบรรเทา: อุณหภูมิการอบคืนตัวของแผ่นปลามาตรฐานแห่งชาติคือ 550-580 องศา และเวลาในการอบคืนตัวคือ 120 นาที โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้โครงสร้างซอร์ไบต์ที่ผ่านการอบคืนตัว อุณหภูมิการอบคืนตัวของแผ่นปลามาตรฐานต่างประเทศอยู่ที่ 520-550 องศา และเวลาในการอบคืนตัวคือ 150 นาที โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้โครงสร้าง troostite ที่ได้รับอุณหภูมิ ซึ่งมีความแข็งแรงสูงกว่า และเหมาะสมกับความต้องการของสายลากหนักของยุโรปการสร้างความแตกต่างที่เสริมสร้างพื้นผิว: แผ่นปลามาตรฐานแห่งชาติใช้กระบวนการเสริมความแข็งแกร่งแบบผสมของการรีด + คาร์บูไรซิ่ง แผ่นเพลทมาตรฐานจากต่างประเทศใช้กระบวนการเสริมกำลังการขัดผิวแบบ shot peening ซึ่งสามารถก่อให้เกิดความเค้นอัดที่ตกค้างบนพื้นผิวโดยรวมของแผ่นปลา เหมาะสำหรับโหมดการบำรุงรักษาของสายการผลิตในยุโรป

รายการทดสอบและมาตรฐานการยอมรับสำหรับคุณภาพการอบชุบด้วยความร้อนของแผ่นปลามีอะไรบ้าง

รายการทดสอบคุณภาพการรักษาความร้อนของแผ่นปลาประกอบด้วยรายการหลัก 4 รายการ:การทดสอบโครงสร้างทางโลหะวิทยา การทดสอบสมบัติทางกล การทดสอบความแข็งของพื้นผิว และการทดสอบความเค้นตกค้าง. การทดสอบโครงสร้างทางโลหะวิทยาใช้กล้องจุลทรรศน์ทางโลหะวิทยาในการสังเกตโครงสร้างจุลภาคของแผ่นปลา โครงสร้างที่ผ่านการรับรองของแผ่นป้ายปลามาตรฐานระดับชาติคือเทมเปอร์ซอร์ไบต์ เกรดขนาดเกรนมากกว่าหรือเท่ากับ 8 และไม่อนุญาตให้ใช้เฟอร์ไรต์แบบเครือข่ายหรือเกรนหยาบ โครงสร้างที่ผ่านการรับรองของแผ่นปลามาตรฐานต่างประเทศคือ เทมเปอร์โทรสไทต์ เกรดขนาดเกรนมากกว่าหรือเท่ากับ 7 การทดสอบคุณสมบัติทางกลประกอบด้วยความต้านทานแรงดึง ความแข็งแรงของผลผลิต การยืดตัว และความเหนียวต่อแรงกระแทก สำหรับแผ่นปลามาตรฐานแห่งชาติ ความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 650MPa ความแข็งแรงของผลผลิตมากกว่าหรือเท่ากับ 355MPa การยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 16% ความเหนียวกระแทกมากกว่าหรือเท่ากับ 30J/cm²; สำหรับแผ่นปลามาตรฐานต่างประเทศ ความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 700MPa ความแข็งแรงของผลผลิตมากกว่าหรือเท่ากับ 400MPa การยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 14% ความเหนียวกระแทกมากกว่าหรือเท่ากับ 25J/cm² การทดสอบความแข็งพื้นผิวใช้เครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell เพื่อตรวจจับความแข็งรอบๆ รูสลักเกลียว ความแข็งพื้นผิวของแผ่นปลามาตรฐานระดับชาติคือ HRC28-32 และความแข็งของพื้นผิวของแผ่นปลามาตรฐานต่างประเทศคือ HRC30-35 การทดสอบความเค้นตกค้างใช้เครื่องมือวัดความเค้นด้วยรังสีเอกซ์เพื่อตรวจจับความเค้นตกค้างรอบรูสลักเกลียว ค่าความเค้นอัดที่เหลือควรมากกว่าหรือเท่ากับ 100MPa และไม่อนุญาตให้มีความเค้นดึงตกค้าง มาตรฐานการยอมรับคือรายการทดสอบทั้งสี่รายการมีคุณสมบัติครบถ้วน อัตราส่วนการสุ่มตัวอย่างของแผ่นปลาแต่ละชุดต้องไม่น้อยกว่า 5% หากมีรายการที่ไม่เข้าเกณฑ์ จำเป็นต้องสุ่มตัวอย่างสองครั้ง หากยังไม่ผ่านการคัดเลือก แบตช์ทั้งหมดจะถูกยกเลิก