탄소강은 탄소와 합금된 철이며, 그 거동은 주로 탄소 함량에 따라 결정됩니다. 네 가지 기존 유형은 탄소가 증가하는 순서대로 저탄소강, 중탄소강, 고탄소강, 초고탄소강입니다. 탄소 함량은 강도와 경도를 높이지만 연성, 인성 및 용접성을 낮추기 때문에 재료 선택은 최고 숫자 경쟁이 아닌 항상 균형을 이루는 이유입니다.
탄소강의 네 가지 유형
| 유형 | 탄소 함량 | 일반적인 속성 | 일반적인 용도 |
| 저탄소(연강) | 0.3% 이하 | 부드럽고 연성이며 쉽게 용접 및 성형됩니다. | 구조부재, 파이프, 차체, 일반제작 |
| 중간탄소 | 0.3-0.6% | 강도와 연성의 균형 | 기어, 차축, 샤프트, 기계 부품 |
| 고탄소 | 0.6-1.0% | 단단하고 내마모성이 있으며 연성이 적습니다. | 스프링, 와이어, 절삭 공구, 레일 |
| 초-고탄소 | 1.0-2.0% | 매우 단단하고 부서지기 쉽습니다. | 다이, 펀치, 전문 절삭날 |
레일 스틸의 분류 방법
레일강은 세 가지 제품군으로 생산됩니다. 탄소 레일은 철광석- 기반 열로 제련 및 압연되며 강도를 위해 주로 탄소와 망간에 의존합니다. 일반적인 일반 레일 강철에는 약 0.40-0.80%의 탄소와 약 1.0-1.4%의 망간이 포함되어 있습니다. 합금 레일은 바나듐, 티타늄, 크롬, 니오븀과 같은 합금 원소를 소량 첨가하여 탄소 등급 이상의 강도와 인성을 높입니다. 열처리 레일은 펄라이트 구조를 개선하기 위해 제어된 조건에서 가열된 후 냉각되는 탄소 또는 합금 레일입니다. 레일 헤드는 내마모성을 크게 향상시키고 서비스 수명을 연장하는 경화층을 개발합니다.
중국 철도 등급 및 기계적 특성
열간 압연 레일-(GB/T 2585)
| 등급 | 인장강도(MPa) | 경도(HB) |
| U75V | 최소 980 | 280-320 |
| U78CrV | 최소 1080 | 310-360 |
| U76CrRE | 최소 1080 | 310-360 |
| U77MnCr | 최소 980 | 290-330 |
열처리-레일
| 등급 | 인장강도(MPa) | 경도(HB) |
| U75V(열처리) | 최소 1180 | 320-380 |
| U78CrV(열처리) | 최소 1280 | 370-420 |
유럽 및 UIC 제품군은 EN 13674-1에 따라 R260 및 R350HT, UIC 860에 따라 700, 900A 및 1100 등급이라는 자체 지정을 사용합니다. 여기서 숫자는 MPa 단위의 최소 인장 강도입니다.
올바른 레일 강철 선택
교통 상황에 따라 등급을 선택하세요. 무거운 차축 하중과 급커브에서는 더 단단하고 더 높은 강도의 헤드가 필요합니다.{0}}열 처리된 레일이 프리미엄을 얻을 수 있는 부분이 바로 여기입니다.- 직선형, 경부하 라인은 표준 탄소 등급을 저렴한 비용으로 실행할 수 있습니다. 용접성도 중요합니다. 고-탄소 및 합금 레일은 제어된 용접 절차가 필요하며 레일의 화학 성분은 프로젝트에 사용되는 용접 공정과 호환되어야 합니다. 부품 고정의 경우 60Si2MnA와 같은 스프링강은 높은-탄소 범위에 속하며 열처리 후 클립 경도는 일반적으로 42-50HRC입니다.
일반적인 오해
탄소가 많다고 자동으로 좋아지는 것은 아닙니다. 초-탄소강은 구조 및 동적 부품에 너무 취약합니다. 레일은 몇 달 안에 마모되는 저탄소강으로 만들어지지 않습니다. 그리고 합금강이라는 문구는 스테인레스강을 의미하지 않습니다. 합금 원소는 내식성이 아니라 강도와 인성을 향상시키기 위해 소량으로 첨가됩니다.
FAQ
철도 강철은 왜 항상 탄소 함량이 높나요?
레일 헤드는 마모에 저항해야 하고 레일 전체는 굽힘과 피로에 저항해야 하기 때문입니다. 고탄소는 필요한 경도와 강도를 제공하는 반면 특정 탄소 및 망간 수준은 용접성과 인성에 맞게 조정됩니다.
카본 레일과 합금 레일의 차이점은 무엇입니까?
카본 레일은 강도를 위해 탄소와 망간에 의존합니다. 합금 레일은 강도와 인성을 높이기 위해 소량의 바나듐, 티타늄, 크롬 또는 니오븀을 첨가합니다.
열처리는 레일에 어떤 역할을 합니까?
가열 및 냉각을 제어하면 펄라이트 구조가 개선되고 레일 헤드에 경화층이 생성되어 일반적으로 인장 강도가 150~200MPa 증가하고 곡선 선로의 마모 수명이 크게 향상됩니다.
U75V가 U71Mn보다 낫나요?
U75V는 더 높은 강도와 더 나은 내마모성을 가지며 중량-운송 및 고속-라인에 일반적으로 선택됩니다. U71Mn은 용접성과 비용의 균형이 잘 맞는 기존 라인에 널리 사용됩니다.
고탄소강을 쉽게 용접할 수 있나요?
아니요. 고탄소강에는 제어된 예열, 적격한 절차 및 용접 후 검사가 필요합니다. 이는 레일 용접(플래시 버트, 테르밋 또는 알루미늄열체)이 승인된 매개변수를 사용하는 전문 작업인 이유입니다.
스프링 클립의 경도는 어느 정도여야 합니까?
철도 스프링 클립은 일반적으로 42-50 HRC로 담금질 및 템퍼링됩니다. 경도가 낮을수록 소성 변형 및 발가락 하중 손실 위험이 있습니다. 경도가 높을수록 충격으로 인해 부서지기 쉬운 파손이 발생할 위험이 있습니다.