Fishplate 열처리 공정 최적화 및 레일 조인트 피로강도 향상 방안
어판관절의 피로파괴 메커니즘과 주요 영향요인은 무엇인가?
Fishplate 조인트의 피로 파괴 메커니즘은 다음과 같습니다.교번 응력 하에서 균열 발생 및 전파. 열차 운행 중에 레일 조인트에 특정 강성 돌연변이가 발생합니다. 휠-레일 하중은 레일을 통해 피쉬 플레이트에 전달되어 피쉬 플레이트가 볼트 구멍 주변과 끝 부분에서 반복되는 인장 및 압축 교번 응력을 견디게 됩니다. 미세 균열은 응력 집중 영역에서 처음 시작되고 미세 균열은 교번 응력 하에서 계속 전파됩니다. 균열 길이가 임계값에 도달하면 어판이 파손됩니다. 주요 영향 요인은 세 가지 측면을 포함합니다: 첫째,재료 성능 요소. 일반적으로 피시플레이트에 사용되는 45#강은 적당한 열처리를 하지 않으면 인장강도와 인성이 부족하고 응력집중 부위에 균열이 발생하기 쉽습니다. 두번째,구조적 요인. 볼트 구멍 주변과 어판 끝 부분은 응력 집중 영역입니다. 구멍 주변이 모따기되지 않으면 응력 집중 계수가 크게 증가하여 균열 시작이 가속화됩니다. 제삼,공정 요인. 너무 낮은 담금질 온도 및 불충분한 템퍼링 시간과 같은 불합리한 열처리 공정 매개 변수는 피쉬 플레이트의 금속 조직 구조가 고르지 않고 잔류 응력이 발생하며 피로 저항이 감소합니다. 또한 라인의 유지 관리 상태도 피로 파괴에 영향을 미칩니다. 레일 조인트의 높이 차이가 너무 크면 어류판의 추가 응력이 증가하고 서비스 수명이 단축됩니다.
어판의 담금질 및 템퍼링 열처리의 핵심 공정 매개변수와 최적화 방법은 무엇입니까?
어판의 담금질 및 템퍼링 열처리의 핵심 공정은담금질 + 고온-온도 템퍼링. 핵심 공정 매개변수에는 담금질 온도, 유지 시간, 냉각 속도, 템퍼링 온도 및 템퍼링 시간의 다섯 가지 측면이 포함됩니다. 45# 강철 어판의 경우 최적화된 담금질 온도 범위는 830-850도입니다. 온도가 너무 낮으면 오스테나이트화가 불충분하게 되고 금속 구조에 용해되지 않은 페라이트가 생겨 어류판의 강도가 감소합니다. 온도가 너무 높으면 입자가 거칠어지고 인성이 감소합니다. 어판의 두께에 따라 유지 시간이 조정됩니다. 두께가 20mm인 피쉬 플레이트의 경우 유지 시간은 재료 내부의 완전한 오스테나이트화를 보장하기 위해 60-90분으로 최적화됩니다. 냉각 속도는 다음과 같은 방법을 채택합니다.물 담금질 및 오일 냉각. 담금질된 생선판은 먼저 물에서 300도까지 냉각된 다음 냉각을 위해 오일로 옮겨집니다. 이 방법은 담금질 응력을 줄이고 어판의 균열을 방지할 수 있습니다. 템퍼링 온도는 550-580도에 최적화되어 있으며, 템퍼링 시간은 120-150분에 최적화되어 있습니다. 고온 템퍼링은 금속조직을 템퍼링된 소르바이트로 변형시켜 강도와 인성이 모두 높으며 내피로성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 최적화 방법은 인장 강도와 충격 인성을 평가 지표로 하는 직교 테스트 방법을 채택하고 5가지 공정 매개변수의 조합을 최적화하여 최종적으로 최적의 매개변수 조합을 결정하므로 어판의 인장 강도가 650MPa 이상이고 충격 인성이 30J/cm² 이상입니다.
피쉬플레이트 볼트홀 주변부의 표면강화처리 과정과 기능은 무엇인가요?
어판 볼트 구멍 주변의 표면 강화 처리는 다음과 같은 복합 공정을 채택합니다.압연강화 + 침탄처리. 롤링 강화가 첫 번째 공정입니다. 특수 롤링 도구를 사용하여 볼트 구멍 주변 표면에 압력을 가하면 구멍 주변 표면에 소성 변형이 발생하여 0.2-0.3mm 두께의 가공 경화층이 형성됩니다. 가공 경화층의 경도는 HV350 이상에 도달할 수 있으며 이는 매트릭스 경도보다 30% 더 높습니다. 롤링 강화는 구멍 주변의 표면 거칠기를 Ra0.8 이하로 줄이고 응력 집중 원인을 줄일 수도 있습니다. 침탄 처리는 두 번째 공정입니다. 압연된 생선판을 침탄로에 넣고 920~940도의 온도에서 4~6시간 동안 유지하여 탄소 원자가 구멍 주변 표면으로 침투할 수 있도록 합니다. 침탄층의 두께는 0.8~1.0mm로 조절하고, 침탄층의 탄소 함량은 0.8%~1.0%로 한다. 침탄처리 후 침탄과정에서 발생하는 잔류응력을 제거하기 위해 180~200도의 온도에서 60분간 저온뜨임이 필요합니다. 복합 강화 공정에는 두 가지 주요 기능이 있습니다. 첫째, 구멍 주변 표면의 경도와 내마모성을 향상시켜 볼트와 구멍 주변 사이의 마찰과 마모를 방지합니다. 둘째, 구멍 주변 표면에 잔류 압축 응력을 형성하여 교번 인장 응력의 일부를 상쇄하고 균열 발생 가능성을 줄이며 어판의 피로 강도를 40% 이상 증가시킬 수 있습니다.
국내 규격과 해외 규격 어판의 열처리 공정 차별화 설계 포인트는 무엇인가요?
국내 표준과 외국 표준 피시 플레이트의 열처리 공정 설계가 차별화되는 이유는 재료 및 서비스 요구 사항의 차이에서 비롯됩니다. 국가 표준 피시 플레이트는 주로 국가 표준 60kg/m 및 75kg/m 레일에 적합한 45# 강철을 사용하는 반면, 외국 표준 피시 플레이트는 주로 UIC60 및 UIC54 레일에 적합한 유럽 표준 C45E 강철을 사용합니다.담금질 공정 차별화: 국가 표준 45# 강철 어판의 담금질 온도는 830-850도이며 물 담금질 및 오일 냉각을 사용합니다. 외국 표준 C45E 강철 어판의 담금질 온도는 공기 냉각을 사용하여 820-840도입니다. C45E 강철은 경화성이 더 좋기 때문에 공랭식으로 균일한 마르텐사이트 조직을 얻을 수 있어 수냉식으로 인한 균열 위험을 피할 수 있습니다.템퍼링 공정 차별화: 국가 표준 어판의 템퍼링 온도는 550-580도이고 템퍼링 시간은 120분이며 템퍼링된 소르바이트 구조를 얻는 것을 목표로 합니다. 외국 표준 어판의 템퍼링 온도는 520-550도이고 템퍼링 시간은 150분입니다. 이는 더 높은 강도를 갖고 유럽 중량 화물 라인의 요구에 적합한 템퍼링된 트루스테이트 구조를 얻는 것을 목표로 합니다.표면강화 차별화: 국가 표준 어판은 압연 + 침탄의 복합 강화 공정을 채택합니다. 외국 표준 어판은 쇼트 피닝 강화 공정을 채택하여 어판 전체 표면에 잔류 압축 응력을 형성할 수 있어 유럽 라인의 유지 관리 모드에 더 적합합니다.
어판의 열처리 품질에 대한 시험 항목 및 합격 기준은 무엇입니까?
Fishplate의 열처리 품질에 대한 테스트 항목에는 다음 네 가지 핵심 항목이 포함됩니다.금속 조직 시험, 기계적 성질 시험, 표면 경도 시험, 잔류 응력 시험. 금속 조직 구조 테스트는 금속 조직 현미경을 사용하여 어판의 미세 구조를 관찰합니다. 국가 표준 어판의 적격 구조는 강화 소르비트이며 입자 크기 등급은 8 이상이며 네트워크 페라이트 또는 거친 입자는 허용되지 않습니다. 외국 표준 어판의 적격 구조는 강화된 트로스타이트이며, 입자 크기 등급은 7 이상입니다. 기계적 특성 테스트에는 인장 강도, 항복 강도, 연신율 및 충격 인성이 포함됩니다. 국가 표준 피쉬 플레이트의 경우 인장 강도 650MPa 이상, 항복 강도 355MPa 이상, 연신율 16% 이상, 충격 인성 30J/cm² 이상; 외국규격 어판의 경우 인장강도 700MPa 이상, 항복강도 400MPa 이상, 신율 14% 이상, 충격인성 25J/cm² 이상입니다. 표면 경도 테스트는 로크웰 경도 시험기를 사용하여 볼트 구멍 주변의 경도를 감지합니다. 국가표준 어판의 표면경도는 HRC28{17}}32이고, 외국표준 어판의 표면경도는 HRC30-35입니다. 잔류 응력 테스트는 X선 응력 측정 장비를 사용하여 볼트 구멍 주변의 잔류 응력을 감지합니다. 잔류 압축 응력 값은 100MPa 이상이어야 하며 잔류 인장 응력은 허용되지 않습니다. 합격 기준은 네 가지 테스트 항목이 모두 적합하다는 것입니다. 각 어판 배치의 샘플링 비율은 5% 이상입니다. 부적격 품목이 있는 경우 이중 샘플링이 필요합니다. 그래도 자격이 없는 경우 전체 배치가 폐기됩니다.