Härdbarhet av tryckplåtsmaterial och anpassningsförmåga till tunga-järnvägsbelastningar
Vad är stål "härdbarhet" och vilken speciell betydelse har det för tryckplattor?
Härdbarhet avser stålets förmåga att bilda en martensitisk struktur under härdande kylning, dvs. det djup till vilket hårdheten tränger in i materialet. För strukturella komponenter som tryckplattor med betydande tjocklek avgör härdbarheten om kärnan kan uppnå designhårdheten samtidigt med ytan. Dålig härdbarhet resulterar i en hård yta men en mjuk ferrit-perlitkärna. Under tunga-dragbelastningar kan den mjuka kärnan inte stödja den hårda ytan, vilket orsakar plastisk deformation och ytsprickor. Sålunda är härdbarhet grundläggande för att säkerställa den totala styrkan och segheten hos tryckplattor.
Vilka typiska fel uppstår i tryckplattor med otillräcklig härdbarhet vid användning på tunga-transportlinjer?
Tryckplattor med otillräcklig härdbarhet misslyckas typiskt på grund av "ytsplittring" och "delamineringsbrott". Kraftiga-krockar med tåg orsakar relativ glidning mellan det hårda ytskiktet och den mjuka kärnan, vilket skadar deras vidhäftning. De första tecknen inkluderar fina nätverkssprickor på ytan, som fortplantar sig och orsakar sprickor på hårda ytor. I svåra fall delamineras plattan längs gränsytan mellan hårda och mjuka vävnader, vilket helt förlorar rälsklämningsförmågan. Detta brott skiljer sig från vanligt utmattningsbrott och är en strukturell skada orsakad av ojämna materialegenskaper.
Hur skiljer sig härdbarhetskraven mellan tryckplattor för tunga-drag och konventionella linjer?
Konventionella linjeplattor utsätts för låg belastning och har blygsamma krav på härdbarhet, vanligtvis med vanliga medel-kolstål (t.ex. 45# stål). Dessa stål har låg härdbarhet och säkerställer endast ythårdhet efter värmebehandling. Plåtar för tunga-draglinor kräver dock hög-härdbarhet av legerade stål som 40Cr eller 42CrMo. Dessa stål innehåller legeringselement som krom och molybden, som avsevärt förbättrar härdbarheten, vilket säkerställer en enhetlig härdad sorbitstruktur över hela plåttjockleken. Denna materialskillnad är den grundläggande garantin för att hantera olika lastnivåer.
Hur kompenserar man för inneboende otillräcklig stålhärdbarhet genom värmebehandlingsprocesser?
När stålhärdbarheten är otillräcklig kan värmebehandlingsprocesser justeras för partiell kompensation. Den vanligaste metoden är att minska kylningshastigheten för kylning med hjälp av martempering eller austempering. Detta minskar termisk stress, förhindrar plattdeformation och sprickbildning, samtidigt som det ger tillräckligt med tid för kärnmikrostrukturell transformation. Dessutom kan ytinduktionshärdning-endast förstärkning av skenkontaktytan- i viss mån minska beroendet av total härdbarhet. Dessa metoder är emellertid hjälpmedel; tunga-dragplåtar måste fortfarande baseras på hög-legerat stål.
Hur bedömer man snabbt efterlevnaden av tryckplattans härdbarhet under-upphandling på plats?
Den mest bekväma metoden på-platsen är ett hårdhetsgradienttest, som mäter hårdhetsvärdena med jämna mellanrum från ytan till kärnan på plattans-tvärsnitt. En långsam hårdhetsminskning från yta till kärna, med kärnhårdheten inte under standardminimum, indikerar god härdbarhet. En kraftig minskning av kärnhårdheten långt under standarden indikerar otillräcklig härdbarhet. Vidare kan provmetallografisk analys observera om kärnstrukturen är enhetlig härdad vävnad. Kombinerad hårdhet och metallografisk testning sållar effektivt bort sämre produkter med otillräcklig härdbarhet.