Aggiornamenti dei materiali e ottimizzazioni delle prestazioni delle rotaie standard nazionali
Qual è la direzione principale del miglioramento dei materiali per la ferrovia standard nazionale?
L'obiettivo principale del miglioramento dei materiali per le ferrovie standard nazionali è migliorare la resistenza, la resistenza all'usura e la tenacità. Aggiungendo elementi di lega come vanadio e niobio, ottimizzando la proporzione dei componenti chimici, si migliorano il carico di snervamento e la resistenza alla trazione dell'acciaio; il processo di laminazione e raffreddamento controllato viene adottato per affinare la struttura del grano e migliorare la resistenza all'usura e alla fatica del materiale; il contenuto di carbonio è regolato per migliorare la tenacità garantendo al contempo resistenza, evitando fratture fragili a basse temperature o carichi di impatto. Il materiale aggiornato può adattarsi a scenari operativi ad alta-intensità come ferrovie ad alta-velocità e ferrovie a trasporto pesante-, prolungare la durata di servizio della rotaia e ridurre i costi di manutenzione. L'aggiornamento dei materiali deve essere conforme agli ultimi requisiti di revisione di GB/T 2585-2017 per garantire che i vari indicatori di prestazione soddisfino gli standard.
Quali sono le differenze principali tra i materiali delle rotaie U75V e U71Mn?
La guida U75V aggiunge un elemento di vanadio rispetto a U71Mn e il vanadio può formare carburi con carbonio, migliorando significativamente la durezza e la resistenza all'usura dell'acciaio. Il carico di snervamento dell'U75V può raggiungere più di 460 MPa, che è superiore a 430 MPa dell'U71Mn, e la capacità portante è maggiore; in termini di resistenza all'usura, il tasso di usura della testa della rotaia dell'U75V è inferiore del 20%-30% rispetto a quello dell'U71Mn, rendendolo più adatto per le linee di trasporto pesante-. La tenacità del materiale U71Mn è leggermente migliore di quella dell'U75V, la difficoltà di lavorazione è inferiore e il costo è relativamente basso; la resistenza alla fatica dell'U75V è migliore, il che può ridurre la generazione e l'espansione delle crepe. I due sono adatti a diversi scenari: l'U71Mn è utilizzato principalmente per le linee a velocità convenzionali, mentre l'U75V è adatto per le linee ferroviarie ad alta velocità e per il trasporto pesante-.
In che modo il processo di trattamento termico della ferrovia standard nazionale influisce sulle prestazioni?
I processi comuni di trattamento termico per le ferrovie standard nazionali includono l'estinzione del calore residuo online e l'estinzione offline, la cui funzione principale è migliorare la durezza e la resistenza all'usura della testa della rotaia. La tempra a calore residuo online utilizza il calore residuo dopo la laminazione per il trattamento di tempra, con un processo continuo ed efficiente, che può far sì che la durezza della testa della rotaia raggiunga HB300-360 e migliorare significativamente la resistenza all'usura; la tempra offline può controllare con precisione la temperatura di tempra e la velocità di raffreddamento e la durezza della testa della rotaia è più elevata e più uniforme, adatta per sezioni di trasporto pesante-con requisiti di resistenza all'usura estremamente elevati. Il processo di trattamento termico può ottimizzare la struttura interna della rotaia, ridurre la spaziatura delle lamelle di perlite e migliorare la resistenza alla fatica; ma la profondità di tempra deve essere controllata per evitare una riduzione della tenacità dovuta a una tempra eccessiva. Un ragionevole processo di trattamento termico può prolungare la durata della rotaia di oltre il 30%.
Perché le rotaie standard nazionali per le ferrovie ad alta-velocità enfatizzano l'elevata rettilineità e il basso stress residuo?
Le ferrovie ad alta-velocità operano a velocità elevate e hanno requisiti estremamente elevati in termini di scorrevolezza dei binari. I binari ad elevata rettilineità possono ridurre l'impatto delle ruote-sul binario e migliorare il comfort di marcia e la sicurezza operativa. La deviazione della rettilineità della rotaia deve essere controllata entro 0,3 mm/m per evitare un aumento delle vibrazioni del treno causate da una superficie irregolare della rotaia; una bassa sollecitazione residua può impedire la deformazione della rotaia durante l'uso e mantenere la stabilità dello scartamento e della direzione del binario. Una tensione residua eccessivamente elevata causerà usura ondulata o crepe sulla rotaia, compromettendo la sicurezza della linea; un'elevata rettilineità può ridurre lo stress da contatto della ruota-rotaia e ridurre l'usura della rotaia e i danni alla ruota. Durante la produzione di rotaie ferroviarie ad alta-velocità, sono necessari raddrizzamento, distensione e altri processi per garantire che la rettilineità e lo stress residuo soddisfino gli standard.
Quali fattori devono essere considerati quando si sceglie la lunghezza fissa della ferrovia standard nazionale?
Le lunghezze fisse della ferrovia standard nazionale includono 12,5 me 25 m. La scelta deve considerare il tipo di linea, il processo di saldatura e le condizioni di trasporto. Le ferrovie ad alta-velocità e le linee-di trasporto pesante preferiscono rotaie lunghe 25 m per ridurre il numero di giunti di saldatura e migliorare la scorrevolezza e l'integrità del binario; le ferrovie convenzionali ad alta velocità possono utilizzare rotaie corte da 12,5 m per ridurre le difficoltà di trasporto e installazione. In termini di processo di saldatura, le rotaie lunghe devono adottare la saldatura di testa a bagliore, che presenta requisiti più elevati in termini di attrezzature e tecnologia, mentre il processo di saldatura delle rotaie corte è più semplice; in presenza di vincoli di trasporto, è necessario utilizzare rotaie corte in tratti montuosi o stretti per facilitare il trasporto e la posa. La scelta della lunghezza fissa deve bilanciare scorrevolezza, difficoltà di costruzione e costi per garantire la sicurezza operativa della linea e l'efficienza della costruzione.