De ce plăcile de pește nu pot fi uniform dure
O placă de pescuit conectează două capete de șină și este înșurubat prin banda șină. În timpul serviciului, acesta suportă două sarcini contradictorii: suprafața de contact se freacă de banda șinei și are nevoie de duritate mare pentru a rezista la uzura prin frecare, în timp ce corpul plăcii este lovit de solicitările de impact alternante de la fiecare roată care trece și are nevoie de duritate ridicată. Un design general cu duritate ridicată-rezistă la uzură, dar devine fragil și predispus la fracturi la impact. Un design general cu duritate redusă-este dur, dar suprafața de contact se uzează rapid, îmbinarea se slăbește și geometria capătului șinei este distrusă. Designul gradientului de duritate rezolvă contradicția dând fiecărei zone a plăcii proprietatea de care are de fapt nevoie.
Gradientul de duritate ideal: zonă cu zonă
Curba de gradient acceptată coboară ușor de la suprafața de lucru până la miez. Tabelul de mai jos oferă zonele țintă pentru o placă întărită prin întărire prin inducție a suprafeței, cu adâncimea stratului întărit controlată la aproximativ 3 mm.
| Zonă | Adâncime | Duritate | Funcţie |
|---|---|---|---|
| Stratul de suprafață | 0-0,5 mm | HRC 45-50 | Rezistență la uzură împotriva țesăturii șinei; protejează fața de contact |
| Strat de tranziție | 0,5-3 mm | HRC 45 până la 35, rata de modificare Mai mică sau egală cu HRC 5 per mm | Zona tampon; evită treptele bruște de duritate și concentrarea stresului |
| Miez | Sub 3 mm | HRC 28-32 | Duritatea la impact; poartă stresul de încovoiere alternativ |
Stratul de tranziție este partea critică a designului. Permite stresului să curgă lin de la suprafața tare la miezul dur, astfel încât interfața să nu devină o sursă de fisuri.
Moduri de defecțiune cauzate de un design greșit cu gradient
Strat întărit prea puțin adânc (sub 1 mm): suprafața tare se uzează rapid, expunând miezul moale și provocând slăbirea precoce a articulației.
Strat întărit prea adânc (peste 5 mm): stratul de tranziție dispare, miezul devine prea dur, tenacitatea scade și fractura la oboseală începe la găurile șuruburilor.
Graent excesiv de abrupt (fără strat de tranziție): interfața-miezului de suprafață acționează ca o sursă de fisuri; sub vibrație fisurile se propagă de-a lungul interfeței și provoacă fractura prin delaminare.
Toate cele trei defecțiuni provin din aceeași cauză principală: un dezechilibru între rezistența la uzură și duritatea în secțiune-transversală.
Cerințe de testare chineză vs internațională
Standardele chineze pentru plăcile convenționale testează în general două puncte - duritatea suprafeței și duritatea miezului - și folosesc adâncimea stratului întărit ca indice de referință. Practica internațională, reprezentată de UIC 860, necesită un test de curbă cu gradient de duritate: duritatea este măsurată la fiecare 0,2 mm pe secțiune transversală-pentru a reprezenta curba completă, iar modificările bruște ale durității nu sunt permise. Pentru plăcile de transport greu-, specificațiile internaționale merg mai departe și fixează rata de modificare a durității stratului de tranziție la cel mult 5 HRC per mm și necesită teste de simulare a uzurii pentru a demonstra că gradientul îmbunătățește de fapt rezistența la uzură a îmbinărilor.
Evaluare ne{-distructivă pe site
Cea mai practică metodă pe teren este testarea durității Leeb în mai multe-puncte. Măsurați mai întâi duritatea pe suprafața de lucru (de contact) - trebuie să citiți HRC 45-50. Apoi faceți mai multe citiri pe partea laterală a plăcii de la suprafață spre centru și observați tendința. Un gradient rezonabil arată o duritate constantă a suprafeței între fața de lucru și fața laterală, duritatea scăzând treptat spre miez. Duritatea laterală uniformă sau o cădere bruscă indică o problemă a procesului de stingere. Pentru îmbinările critice, o examinare metalografică prelevată poate confirma vizual structura straturilor întărite și de tranziție.
Întrebări frecvente
Î1: De ce să nu faceți pur și simplu toată placa de pește foarte tare?
Duritate mare înseamnă fragilitate mare. O placă de pește uniform tare se fracturează sub încărcarea de impact alternativ la articulații, iar o plăcuță ruptă este mult mai periculoasă decât una uzată. Designul gradient menține suprafața dura pentru uzură, în timp ce miezul rămâne dur pentru impact.
Î2: Ce se întâmplă dacă stratul întărit este prea puțin adânc?
Dacă stratul întărit este sub aproximativ 1 mm, suprafața tare se uzează rapid în funcționare, miezul moale este expus, îmbinarea se slăbește și capetele șinei încep să se bată. Apoi, placa de pește trebuie înlocuită mult mai devreme decât durata de viață.
Î3: Ce necesită UIC 860 pentru testarea gradientului de duritate?
UIC 860 impune un test de curbă a gradientului de duritate cu citiri efectuate la fiecare 0,2 mm pe secțiunea transversală-și interzice modificările bruște de duritate. Pentru aplicațiile de transport greu-, limitează, de asemenea, rata de schimbare a stratului de tranziție la Mai puțin sau egală cu HRC 5 per mm și necesită testarea de simulare a uzurii.
Î4: Cum pot verifica gradientul unei plăci de pește la fața locului fără a o distruge?
Utilizați un tester de duritate Leeb: măsurați suprafața de lucru (așteptați-vă la HRC 45-50) și apoi luați citiri pe partea laterală a plăcii, spre centru. O scădere treptată indică un gradient rezonabil; un profil lateral uniform sau care scade brusc indică o problemă de stingere.
Î5: Ce locații ale căii au nevoie cel mai mult de gradient-plate de pește întărite?
Linii grele-de transport și linii-de mare viteză, unde zonele de îmbinare văd cea mai mare combinație de uzură prin frecare și încărcare la impact. Aceeași logică se aplică îmbinărilor de pod și tunel, unde accesul pentru înlocuire este dificil și o durată de viață mai lungă contează cel mai mult.