Çelik Sınıflar Demiryolu Altyapısında ve Demiryolu Araçlarında Kullanılan

Çelik, modern demiryolu taşımacılığının temel materyalidir. Raylı sistemlerden, yüksek hızda tekerleklere, axles ve yapısal çerçevelere yollanan çelik notların seçimi doğrudan güvenlik, operasyonel yaşam ve bakım maliyetlerine yol açıyor.

Demir Çelik Vakfı

Demiryolu çelikleri neredeyse sadece düşük ve orta karbon çelikleri, denge gücü, dayanıklılık ve direnç takmak için mühendisidir. Mikroyapı -tip olarak incitilir, bainitic, ya da martensitic – demiryolu uygulamaları ile ortak olan yorgunluk performansı.

Karbon Content ve Onun Etkisi

Karbon, demir çeliklerdeki birincil sertleştirici unsurdur. Yüksek karbon içeriği (% 0.0-0.8-0.8-% demiryolu çelikleri için% 10,8-0.8-% sertliği arttırır, ancak kaynaklanabilirliği ve sertliği azaltır.Demek için çelikler genellikle daha düşük karbon seviyelerini kullanır (yüzde 15,0-%)

Metaller ve onların Rolleri

Manganese, çelikleri sertleştirme ve deo oksites geliştirir. Silikon gücü ve elastik limiti geliştirir. Kromyum ve molybdenum artan aşınma direnci ve mizaç yanıt için eklenmiştir.

Heat Treatment Processes

Ön-solucu (göster veya alev sertleştirme), belirli mekanik özellikleri sağlamak için demiryolu çelikine uygulanır. Quenching ve mizaç çelikleri için yaygındır. Normalleştirici, dışsal tedaviler belirtilen mekanik özellikleri elde etmek için kritiktir.

Demiryolu Altyapısı için Çelik Notlar

Altyapı çelikleri statik ve dinamik yüklere, çevresel korozyona ve termal genişlemeye katılmalıdır. birincil uygulamalar raylar, köprüler, tüneller ve yapıları desteklemelidir.

Rail Steel Grades

Rails demiryolunda en zorlu çelik uygulamadır. Avrupa standardı EN 13674-1 notları R200, R260, R350, R350HT, R370CrHT ve R400HT. "R" sonrası sayı minimum Brinell sertlik gösterir.

[FONT=0)R260 (260 HB minimum) ), orta trafikte standart bir derecedir. iyi aşınma direnci ve kaynaklanabilirlik ile yüksek çözünürlükte kullanılır. [DÜDÜSTRİYEDÜSÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ

Kuzey Amerika'da, AREMA (Amerikan Demiryolu Mühendisliği ve Bakım-Eğletici Derneği), yüksek çözünürlükte olan notları belirtir (örneğin, 100-pound, 115RE, 136RE) en az 120,000 -140,000 psi. Premium kafa-zorlu raylara ulaşır.

Köprüler ve Viaducts için yapısal çelik

Köprüler yüksek verim gücü ile havaya dayanıklı çelikler gerektirir.ETHFLT:0)EN 10025 S355J2W) ve [[Dönetici:2|S460J2W) Bu form koruyucu bir patina, bakım azaltır.FLT:4S690QL) Kuzey Amerika demiryolu köprülerinde kullanılan bir gider ve yüksek malzeme maliyetinin yüksek olduğu köprüler. AASHTO M270 (ASTM A709)

Tüneller ve Yeniden Duvarlar için Çelik

Korozyon direnci ve formability burada öncelikler vardır.ETHFLT:0) 10025 S235JR) genellikle tünel astarları için seçilir ve yüklerin orta düzeyde olduğu duvarlar korur.

Demiryolu Araçları için Çelik Notlar

Demiryolu araçları lokomotifleri, yolcu vagonları, yük vagonları ve özel amaçlı araçlar içerir. Çelik seçimi, bileşenin işlevine bağlıdır: tekerlekler ve axles yüksek yorgunluk direnci talep eder, vücut yapıları güç- ağırlık oranı ve kaza değeri önceliklendirir.

Wheelsets ve Axles

Wheels, frenlemeden ısınıyor ve yüksek çözünürlükte kontaktabiliyor.ETHFLT:0)AAR M-107 Sınıf B ve C) Orta karbon çelikleri (% 0.0-0.8 C) ısı azaltılıyor, standart bir çelik notu üretmek için ısıya değer. ER7 (0.52% C max) trenler için tipik;

Axles yüksek yorgunluk gücü ve sertliği gerektirir.Ücretsiz:0) 13261 EA1N) ve en az 75,000 psi.

Bogies ve Frames

Bogie çerçeveleri düzensizlik ve frenleme güçlerinden karmaşık çoklu eksenli yükleme deneyimine sahiptir.ETHFLT:0) 10025 S355J2) düşük sıcaklıklarda daha sert olmayan paslanmaz çelik bogie çerçeveleri yaygın olarak kullanılır. hafif tasarımlar veya daha yüksek yükler için, [[Döneticiler için, [[Döneticiler:2|115-420 MPa) Düşük sıcaklıklarda gelişmiş sertliği düşük sıcaklıklarda kullanılır.

Karsi ve Yapısal Panel

Otomobil yapıları kazaklık standartlarını karşılamalıdır ( 15227 veya AAR S-580), ağırlıkları azaltırken yüksek güçlü çelikler (HSLA) çelikler bazen korozyon direnci ve doğal bitirme nedeniyle kullanılır.

Çiftler ve draft Gear

Çiftler yüksek sert ve sert kuvvetler absorbe etmelidir.:0)AAR M-211 Grade E çelik, Kuzey Amerika çiftlerinin minimum verim gücü ile, 1 20.000 psi. For European Scharfenberg or auto couplers, gidered and mizaçt:242CrMo4) için gerekli güç ve sertliği sağlar.

Anahtar Mekanik Özellikler ve Test Standartları

Demiryolu uygulamaları için çelik üretmek kritik mekanik özellikleri ve onları yöneten standartları anlamak gerektirir.

Güç ve Enerji Güçleri

Rail çelikleri genellikle 880-1280 MPa. Prodüksiyonlar için kullanılan yapısal çelikler için güçlü bir güce sahiptir 235 MPa (S235) 700 MPa (S700MC).

Sertlik ve Direnişi Giyin

Brinell sertlik (HB) doğrudan yaşam takmak için ilişkili. R400HT rayları 400 HB minimuma ulaşır, R260'un aşınma hayatını sunar. Wheel sertlik genellikle 280-350 HB yolcu hizmeti ve yük için 400 HB'ye kadar.

Sertlik ve Fatigue Life

Charpy V-notch etkisi testi çeliklerin kırıklık olmadan düşük sıcaklıklarda performans göstermesini sağlar. minimum 27 J -20°C soğuk bölgelerdeki yapısal çelikler için yaygındır.

Weldability and Fabrication

Karbon eşdeğer (CEV) değerleri, preformasyon öncesi ısı kontrolü, iç ısı kontrolü ve ön ısıtma sistemi dahil olmak üzere kontrol edilebilir kaynak süreçleri olarak belirtilmiştir.

Korozyon ve Çevre Direnişi

Demiryolu altyapısı yağmura maruz kalıyor, kar, tuzlara ve endüstriyel kirliliği. korozyon kontrolü önemli yaşam döngüsü maliyetleri ekliyor.

Havalimanları

[FONT:0)Corten A ve B) (EN 10025-5) daha fazla korozyonu sağlayan stabil bir pas katmanı oluşturur.% 50-80 uygun atmosfer koşullarında tabloyu ortadan kaldırırlar. Ancak, nem döngülerinin sınırlı olduğu tüneller veya kapalı alanlar için tavsiye edilmezler.

Mekanik ve Koruyucu Kaplamalar

Sıcak-dip (EN ISO 1461), tünel astarları, sinyalleri ve küçük köprüler için kediotic koruma sağlar. Duplex sistemleri –zinc artı boya - kıyı ortamlarda 25+ yıla kadar bakım aralıkları. Termal sprey alüminyum (TSA) kaplamalar son derece agresif endüstriyel veya deniz maruziyeti için belirtilmiştir.

Paslanmaz Çelik Seçenekleri

Austenitic paslanmaz çelikler:0)304L ve )316L), elrailler, elektrik muhafazaları ve tank vagonları gibi maruz kalan bileşenler için kullanılır. Lean duplex paslanmaz çelikler.

Uluslararası Standartlar ve Sınıf Sistemleri

Demiryolu çelik özellikleri bölgesel olarak değişir, küresel tedarik için zorluklar yaratır. equivalansları anlamak önemlidir.

Avrupa Standartları (EN)

EN 13674 (rayın), EN 13262 (kırıklar), EN 13261 (kahkahalar) ve EN 10025 (yapısal çelikler) Avrupa özelliklerinin temelini oluşturur. Bu standartlar, kimyasal kompozisyon, mekanik özellikler ve kalite testleri AB üyesi devletler arasında harmoniz.

Amerikan Standartları (AAR/AREMA)

Amerikan Demiryolları Birliği (AAR) Standartlar ve Önerilen Uygulamalar, demiryolunu, çalışma ve köprüleri kapsar. AAR M-107 (kırıklar), M-101 (akles), ve M-211 (çiftçiler) Kuzey Amerika'da ve diğer bölgelerinde AAR tabanlı sistemler kullanılarak yaygın olarak kabul edilir.

Japon Standartları (JIS)

Japonya yüksek hızlı Shinkansen hizmeti için özel notlar geliştirdi. Ultrasonik G 5501 (rayın), Ultrasonik E 5402 (kırıklar), ve Ultrasonik E 4501 (kahkadar) sıkı toleranslar, düşük gürültü ve yorgunluk direnci 300 km/h hızlarda uyarıldı.

ISO Standartları

ISO 5003 (kırık raylar), ISO 1005 (kır ve axles) ve ISO 630 (yapısal çelikler) uluslararası referans noktaları sunar. Birçok ulusal standart ISO gereksinimlerine sahiptir ancak yerel iklim veya yükleme koşullarını ekleyebilir.

Trendler ve Gelişmiş Çelik Sınıflar

Çelik yapım ve ısı tedavisindeki yenilikler, demiryolu çeliklerinin performans sınırlarını zorlamaya devam ediyor.

Baş-Harded ve Heat-Treated Rails

Termomechanical processing, sertleştirilmiş bir kafa ile raylar üretiyor (350-450 HB) ve yumuşak, sert bir web ve ayak.urFLT:0)R350) ve [[Döneticileri[Döneticileri)[Dönemli:2).R400HT[D][/FONT][/FONT][/FONT][/FONT][/FONT=2][/FONT=2][/FONT][/FONT][/FONT=)

Mikroalloyed Steels

Kullanım prestiji, niobium ve titanyum, artan karbon içeriği olmadan tahıl rafinerisi ve yağış güçlendirmesine izin verir.S420ML) ve S460) gibi mikropizleyici sınıflar ve arabavüleri ile daha yüksek güç sunar.

Yüksek Hızlı Yüklülükler

300+ km/h talep rayları olağanüstü düzlük, yüzey bitirmek ve yorgunluk direnci ile çalışır.(Çalışan Bainitic)[Dönlü)[Dönemli bir direnç elde etmek için ısıtılmış bir direnç sağlamak ve yüksek hızlı hizmet için tekerlek çelikleri azaltmak, örneğin:2).ER9HT)[Düzücük Bainitik)

Sürdürülebilirlik ve Geri Dönüşümlü Çelik

Demiryolu çelik oldukça yeniden kullanılabilir - demiryolu hurdalarının% 100'ü geri kazanılır ve yeniden yapılandırılır. Elektrikli ark fırın (EAF) üretimi, kazı kullanılarak CO2 emisyonlarını,% 60-75 ile fırın patlama rotalarına kıyasla% 60-75 azaltır. Standartlar:0 yeşil çelik) ortaya çıkıyor, minimum geri dönüştürülmüş içeriği ve en yüksek betonarme karbon limitlerini belirtmiş ürün başına belirtmektedir.

Mühendisler için malzeme seçimi kriterleri

Çelik bir not seçmek teknik, ekonomik ve düzenleyici faktörler için sistematik bir değerlendirme gerektirir.

Yük ve Stres Analizi

Finite element modelleri, statik, dinamik ve termal yükleme altında stres dağılımını öngörür.Demirler için, dikey yük (xles) ve eğrilerdeki daha sonraki güçler sınıf seçimi yapar.In axles, returns bükme yorgunluk ve basın-fit stres konsantrasyonları malzeme seçimi yapar.

Çevre

Sahil, çöl, arktic ve tünel ortamları farklı korozyon ve düşük sıcaklık gereksinimleri yükler. Hava çelik, boyanmamış klorür zengin kıyı havalarında uygun değildir.In arctic regions, Charpy testing at 40C or lower is necessary to prevent brittle broken during cold snaps.

Yaşam döngüsü Maliyetleri

İlk malzeme maliyeti bakım, yedek ve düşük zaman maliyetlerine karşı dengeli olmalıdır. primli bir ray R260'dan% 20'ye mal olduktan sonra% 50'ye kadar taşlama maliyetlerini azaltabilir ve 20 yıldan fazla tasarruf sağlar. Lifecycle maliyet analizi rasyonel malzeme spesifikasyonu için gereklidir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Demiryolu altyapısında kullanılan çelik notların çeşitliliği ve yuvarlanma stokları, demiryolu operasyonlarının talep koşullarını yansıtmaktadır. R260'dan S700MC aracı yapısına çelikten ER7 tekerlekten AAR Grade E çifter'e kadar her derece özel bir işlevsel rol üstlenir. Standartlar EN, AAR, Ultrasonik ve ISO'dan gelen bir çerçeve, malzeme seçimi için bir çerçeve sağlar, ancak yerel koşullar, trafik modelleri ve bakım stratejileri en uygun seçimi belirler. Çelikleşme teknolojisi ilerlemeleri olarak, yüksek güçle, gelişmiş aşınma direncine sahip notlar ve daha düşük çevresel etkiler ortaya çıkmaya devam eder.

[FONT:0) Demiryolu malzeme standartlarında daha fazla okuma için, [FONTD:2)AREMA el)AAR özellikleri) ve [[Döneticileri için ISO standartları ).