مقارنة تركيب المواد ومقاومة التآكل بين القضبان القياسية الوطنية والأجنبية
لماذا يؤثر اختلاف محتوى الكربون بين سكة GB 60kg/m وسكة UIC60 على عمر مقاومة التآكل-؟
محتوى الكربون لسكة حديد GB 60kg/m يبلغ حوالي 0.70%-0.80%، في حين أن محتوى سكك UIC60 هو 0.85%-0.95%. يؤدي المحتوى العالي من الكربون إلى زيادة صلابة مصفوفة السكة وتحسين مقاومة التآكل. تحتوي سكة UIC على محتوى كربون أعلى، مع نسبة أكبر من المارتينسيت في رأس السكة، والتي يمكن أن تقاوم بشكل فعال التآكل الكاشطة الناتج عن احتكاك سكة العجلة. تحتوي السكك الحديدية GB على محتوى كربون أقل وصلابة أقل قليلاً؛ تحت الحمل الثقيل والاحتكاك عالي التردد، يكون رأس السكة عرضة للتآكل والتشظي. بالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة محتوى الكربون ستزيد من هشاشة السكة. تحتاج سكة UIC إلى تحقيق التوازن بين المتانة من خلال معالجة التبريد والتلطيف، وهو السبب الرئيسي لعمر الخدمة الأطول. ولذلك، فإن الاختلاف في محتوى الكربون هو العامل الأساسي الذي يؤثر على مقاومة التآكل لنوعي القضبان.
غالبًا ما تضيف القضبان القياسية الخارجية عناصر من سبائك الكروم والفاناديوم. ما هي المزايا التي يتمتعون بها مقارنة بقضبان GB؟
يمكن أن تؤدي إضافة الكروم والفاناديوم إلى القضبان القياسية الخارجية إلى تحسين الحبوب بشكل كبير وتحسين قوة الشد ومقاومة التعب. يمكن أن يعمل الكروم على تحسين صلابة السكة، مما يجعل توزيع صلابة رأس السكة أكثر اتساقًا وتجنب البقع الناعمة المحلية؛ الفاناديوم يمكن أن يشكل كربيدات، مما يعزز مقاومة التآكل والصدمات للسكك الحديدية. تكون قضبان GB في الغالب عبارة عن مواد -من السبائك أو من غير السبائك-منخفضة، وتفتقر إلى مثل هذا التقوية السبائكية. في ظل ظروف-السرعة العالية والحمل الثقيل-، تكون عرضة للتشوه البلاستيكي لرأس السكة. يمكن للقضبان القياسية الخارجية مع السبائك المضافة تحسين عمر الخدمة بنسبة 20%-30% مقارنة بقضبان GB، مما يجعلها أكثر ملاءمة لوضع الخطوط عالية الجودة.
لماذا تحتاج الخطوط في المناطق الباردة والمرتفعة-إلى اختيار القضبان القياسية الخارجية ذات المحتوى المنخفض من الفوسفور والكبريت بدلاً من القضبان ذات الحجم الكبير؟
يبلغ الحد الأعلى لمحتوى الفوسفور والكبريت في القضبان GB 0.04%، في حين يتم التحكم في الحد الأقصى لمحتوى القضبان المقاومة للبرد -القياسي الخارجي بأقل من 0.025%. محتوى الشوائب المنخفض يمكن أن يقلل من درجة حرارة انتقال الهشاشة الباردة. في المناطق الباردة والمرتفعة-، تكون درجة الحرارة منخفضة في الشتاء، ويكون السكة عرضة للكسر الهش. الفوسفور والكبريت، كعناصر ضارة، سوف يزيدان من هشاشة السكة ويسرعان انتشار الشقوق. تعمل القضبان القياسية الخارجية على تقليل الشوائب من خلال تقنية التنقية، والتي يمكن أن تحسن -صلابة درجات الحرارة المنخفضة وتضمن مرونة جيدة حتى في البيئات الأقل من -40 درجة. تتميز قضبان GB بمحتوى شوائب عالي وخطر كبير للكسر الهش عند درجات الحرارة المنخفضة، مما يجعلها غير مناسبة للوضع في المناطق الباردة والمرتفعة. هذا هو تجسيد مهم للقدرة على التكيف المادي.
كيف سيؤثر الاختلاف في صلابة مواد السكة على تدرج صلابة رأس السكة؟
تتميز القضبان ذات الصلابة الجيدة بتدرج صلابة لطيف أكثر من السطح إلى قلب رأس السكة، ويكون توزيع الضغط أكثر اتساقًا تحت القوة. إن صلابة القضبان القياسية الخارجية أفضل من صلابة القضبان GB. يمكن أن تصل صلابة السطح لرأس السكة إلى HB360-400، ويمكن أن تظل الصلابة الأساسية أعلى من HB300، مما يمكنه تشتيت ضغط تلامس السكة- للعجلة بشكل فعال. تتميز قضبان GB بصلابة ضعيفة، مع صلابة سطحية عالية جدًا لرأس السكة وصلابة أساسية منخفضة، مما يشكل هيكل "قشرة صلبة ونواة ناعمة". تحت القوة، من السهل إنشاء شقوق -صغيرة في الواجهة. في ظل الأحمال المتناوبة-الطويلة الأمد، تنتشر الشقوق الصغيرة بسرعة، مما يؤدي إلى تشظي رأس القضيب والتأثير على سلامة القيادة.
كيف يمكن التمييز بسرعة بين مقاومة التآكل للقضبان GB والقضبان القياسية الخارجية من خلال اختبار المواد؟
يمكن استخدام مقياس الطيف للكشف عن محتوى الكربون والمنغنيز والكروم في مواد السكك الحديدية. القضبان ذات محتوى الكربون أكبر من أو يساوي 0.85% ومحتوى المنغنيز 1.0%-1.5% تتمتع بمقاومة أفضل للتآكل. بعد ذلك، يتم استخدام جهاز اختبار صلابة Brinell للكشف عن صلابة سطح رأس السكة. القضبان ذات الصلابة الأكبر من أو تساوي HB360 تلبي متطلبات مقاومة التآكل. في نفس الوقت، يمكن إجراء اختبار تأثير الوزن المنخفض للكشف عن صلابة التأثير في درجات الحرارة المنخفضة. عادة ما تكون متانة الصدمات للقضبان القياسية الخارجية أعلى بنسبة 15%-20% من تلك الخاصة بقضبان GB. من خلال الجمع بين نتائج الاختبار الثلاثة هذه، يمكن الحكم بسرعة على مقاومة التآكل ومقاومة التعب للسكك الحديدية، مما يوفر أساسًا لاختيار الخط.