Spiediena plākšņu materiāli, termiskā apstrāde, nogurums

Ko nes spiediena plāksne

Spiediena plāksne atrodas starp sliedes pamatni un gulšņu vai pamatplāksni, izkliedē stiprinājuma sistēmas saspiešanas spēku pa sliedes pēdu un palīdz noturēt sliedi sāniski. Tas redz mainīgu slodzes spektru: katrs riteņa gājiens palielina kompresijas impulsu, bet izliekums palielina sānu lieces. Plāksne, kas zaudē spēku vai izveido plaisu, maina visa stiprinājuma komplekta slodzes sadalījumu, un sliede sāk kustēties zem tās. Tāpēc noguruma pretestība, spēja izturēt miljoniem slodzes ciklu bez plaisāšanas, ir plākšņu materiāla galvenā dizaina īpašība, un tā tiek radīta termiskās apstrādes krāsnī, nevis rasēšanas birojā. Divas izmantotās tērauda grupas, C45 vidēja oglekļa tērauds un 60Si2Mn atsperu tērauds, ir izvēlēti tieši šī iemesla dēļ: abas labi reaģē uz termisko apstrādi, un procesa ceļš nosaka, vai plāksne kalpo gadiem vai sabojājas mēnešos.

Dzēšana un temperēšana salīdzinājumā ar normalizēšanu C45

Rūdīšana un rūdīšana veido rūdītu sorbītu, struktūru, kas apvieno augstu izturību ar stingrību, tāpēc plāksne iztur gan vilciena slodzes mainīgu saspiešanu, gan riteņu plakņu triecienu. Normalizētajai struktūrai, perlītam un ferītam, ir zemāka stingrība, un noguruma plaisas sākas agri sprieguma koncentrācijas punktos, piemēram, caurumu malās un sekciju stūros. Noguruma robežas atšķirība, 250 MPa pret 180 MPa, tieši izpaužas dzīvē: ar tādu pašu slodzes spektru normalizētā plāksne ilgst tikai aptuveni 60 procentus. Komponentam, kas gadiem ilgi tiek izmantots, papildu izmaksas, kas saistītas ar dzēšanas un atlaidināšanas ceļu, tiek daudzkārt atgūtas pārbaudes un nomaiņas izmaksās.

60Si2Mn plākšņu virsmas sacietēšana

Ja plāksnei ir arī jāiztur sliedes pēdas nobrāzums, atsperu tērauda marka 60Si2Mn ir virsmas rūdīta ar indukcijas karsēšanu un ātru dzesēšanu. Virsma sasniedz HRC 45 līdz 50 ar blīvu martensīta slāni, kas palielina nodilumizturību vairāk nekā divas reizes. Nogurumam vēl svarīgāk ir tas, ka rūdītajam virsmas slānim ir atlikušais spiedes spriegums, kas atceļ daļu no vilciena slodzes radītā stiepes lieces sprieguma, paaugstinot noguruma robežu par 25 līdz 30 procentiem. Struktūrai ir apzināti divi-slāņi: izturīgs-nodilumizturīgs apvalks ārpusē un stingrs rūdīts kodols iekšpusē, tāpēc dizains tiek saukts par cietu ārpusi un izturīgu iekšpusē. Šī kombinācija padara virsmas{12}}rūdītas 60Si2Mn plāksnes par vēlamo izvēli smagām{15}}vilkšanas līnijām, kur nobrāzums un nogurums darbojas kopā. Jānorāda gan sacietēšanas dziļums, gan serdes cietība, jo pārāk plāns korpuss nodilst, bet pārāk ciets serdenis zaudē izturību.

Dzēst plaisas un to novēršana

Dzēstošās plaisas ir klasisks termiskās apstrādes defekts, un tās rodas trīs iemeslu dēļ. Pirmkārt, pārāk ātra karsēšana rada lielu temperatūras starpību starp virsmu un serdi un lielu termisko spriegumu. Otrkārt, pārāk ātra dzesēšana rūdīšanas laikā ļauj austenīta pārveidošanās spriegumam par martensītu pārsniegt tērauda lokālo izturību. Treškārt, asi stūri un caurumu malas bez slīpām iedobēm darbojas kā sprieguma koncentratori, kur transformācijas spriegums tiek noņemts. Profilakses pasākumi ir standarta: karsējiet pakāpeniski, lai temperatūras starpība saglabātos maza, atdzesējiet mērītā vidē, piemēram, nitrātu vannā, lai palēninātu dzesēšanu, un pirms sacietēšanas katru asu stūri un cauruma malu noslīpēt ar rādiusu 0,5 mm vai vairāk. Plāksne ar dzēšanas plaisu ir lūžņi, jo plaisa atveras zem slodzes un pāraug noguruma kļūmē, tāpēc profilakses izmaksas ir daudz zemākas par defekta izmaksām.

Cietības pieņemšana un nepareizu vērtību briesmas

Cietība ir veikala{0}}grīdas vārti termiskās apstrādes kvalitātei. Rūdītai un rūdītai C45 plāksnei HRC jābūt 22 līdz 28, bet virsmas -rūdītai 60Si2Mn plāksnei HRC 45 līdz 50. Ja cietība ir pārāk augsta, virs HRC 55, plāksne kļūst trausla: triecienizturība samazinās par vairāk nekā 40 procentiem un plāksne var saplīst trieciena slodzes ietekmē, un risks ir visaugstākais zemā ziemas temperatūrā. Ja cietība ir pārāk zema, zem HRC 35, izturība un nodilumizturība ir nepietiekama, plāksne plastiski deformējas pie sānu sliedes slodzes, kontaktvirsmā veidojas pakāpiens, un sliede sāk slīdēt uz sāniem un paplašināt sliežu platumu. Abi atteices režīmi saīsina plākšņu kalpošanas laiku un destabilizē stiprinājumu sistēmu, tāpēc pieņemšanas testā ietilpst cietības mērīšana noteiktam detaļu skaitam vienā partijā.

Uzstādīto plākšņu pārbaudes uz vietas

Uz vietas termiskās apstrādes stāvokli pārbauda bez laboratorijas aprīkojuma. Pārnēsājams Rokvela cietības testeris mēra virsmas cietību un apstiprina joslu: HRC 22–28 rūdītam un rūdītam C45 un HRC 45–50 virsmas rūdītam -60Si2Mn. Virsma tiek pārbaudīta attiecībā uz plaisām, dekarburizāciju un deformāciju; kāds no tiem noraida plāksni. Pieredzējuši inspektori izmanto arī skaņas testu: rūdīta un rūdīta plāksne zvana ar dziļu toni, virsmas{11}}rūdīta plāksne ar izteiksmīgu toni, un aizsmacis tonis liecina par iekšēju plaisu. Ja ir aizdomas par partiju, tiek ņemti paraugi triecienizturības pārbaudei, lai apstiprinātu termisko apstrādi, pirms plāksnes tiek atbrīvotas. Tās pašas pārbaudes attiecas uz ienākošajām precēm, un pircējam tehniskajā līgumā jānorāda cietības logs, paraugu ņemšanas biežums un pārbaudes metode.

Kāpēc rūdīšana un atlaidināšana ir labāka par spiediena plākšņu normalizēšanu?

Jo tas veido rūdītu sorbītu, kas apvieno spēku ar stingrību. Noguruma robeža palielinās no aptuveni 180 MPa līdz 250 MPa, un kalpošanas laiks ir aptuveni divas reizes lielāks nekā tāda paša tērauda normalizētai plāksnei.

Kādai jābūt spiediena plāksnei?

Rūdītai un rūdītai C45 plāksnei HRC jābūt 22 līdz 28, bet virsmas rūdītai -60Si2Mn plāksnei HRC 45 līdz 50. Vērtības virs HRC 55 apdraud trauslu lūzumu un zem HRC 35 — plastiskas deformācijas risku.

Kā tiek novērstas dzēšanas plaisas?

Pakāpeniska karsēšana, pakāpeniska rūdīšana nitrātu vannā un katra asu stūra un cauruma malas noslīpēšana ar rādiusu 0,5 mm vai vairāk. Fasādes noņem sprieguma koncentrācijas punktus, kur transformācijas spriegums saplaisā tēraudu.

Kas notiek, ja plāksne ir pārāk cieta?

Plāksne kļūst trausla, un triecienizturība samazinās par vairāk nekā 40 procentiem. Tas var saplīst vilciena trieciena slodzes laikā, un risks ir visaugstākais aukstās ziemas apstākļos, tāpēc cietība virs HRC 55 tiek noraidīta pieņemšanas brīdī.

Kā uz vietas tiek pārbaudīta termiskās apstrādes kvalitāte?

Ar pārnēsājamu Rockwell cietības testeri pret norādīto logu, vizuālu plaisu un dekarburizācijas pārbaudi un skaņas pārbaudi ar āmuru. Aizsmacis tonis norāda uz iekšēju plaisu, un aizdomīgām partijām tiek veikta triecienizturības pārbaude.

C45 vai 60Si2Mn — kāds materiāls ir piemērots smagajām{3}}izvešanas plāksnēm?

60Si2Mn ar virsmas sacietēšanu ir smagā-izmetuma izvēle: HRC 45–50 virsma iztur sliedes pēdas nobrāzumu, un atlikušais saspiešanas spriegums paaugstina noguruma robežu par 25–30 procentiem, savukārt izturīgais kodols novērš lūzumu.