Stålskinne er en varm-valset stålstang med et karakteristisk I-formet tverrsnitt, produsert av jernmalm gjennom metallurgi, valsing og varmebehandling for å møte ulike standarder og spesifikasjoner. Den brukes til jernbanespor og til sporene til kraner, traller og andre spesialiserte kjøretøy. Denne artikkelen forklarer hva skinnestål er laget av og hvordan sammensetningen bestemmer ytelsen.
Hva er Rail Steel
Skinnestål er et høy-karbonstål designet for ett formål: å bære tunge, gjentatte hjulbelastninger uten overdreven slitasje eller tretthet. Skinnetverrsnittet er en I-form med et tykt hode som gir rulleoverflaten, en bane som bærer skjær og en bred fot som fordeler belastningen til svillene. Fordi materialet skal være sterkt, hardt og seigt på samme tid, er skinnestål tett spesifisert i alle nasjonale standarder.
Funksjonene til en stålskinne
Stålskinner styrer toghjulene og holder dem på den tiltenkte banen, støtter hele togets vekt og overfører vertikale og sidekrefter til svillene og ballasten, gir en jevn rulleoverflate med lav -motstand og fungerer som ledere for returstrøm og sporkretser i elektrifiserte og signalerende territorier. Hver av disse funksjonene avhenger av sammensetningen og varmebehandlingen til stålet.
Kjemisk sammensetning av skinnestål
De viktigste elementene i skinnestål er karbon og mangan. Typiske grenser for vanlige karakterer er gitt nedenfor.
| Stålkvalitet | C prosent | Si prosent | Mn prosent | P maks | S maks |
|---|---|---|---|---|---|
| U71Mn | 0.65-0.76 | 0.15-0.58 | 0.70-1.40 | 0.035 | 0.030 |
| 50 Mn | 0.47-0.55 | 0.17-0.37 | 0.70-1.00 | 0.030 | 0.030 |
| 60 Mn | 0.57-0.65 | 0,40 maks | 0.70-1.00 | 0.030 | 0.030 |
| R260 | 0.60-0.80 | 0.10-0.50 | 0.80-1.30 | 0.025 | 0.020 |
| R350HT | 0.65-0.82 | 0.10-0.50 | 0.80-1.50 | 0.025 | 0.020 |
| 1080 | 0.75-0.88 | 0,40 maks | 0.60-0.90 | 0.030 | 0.030 |
| 1084 | 0.80-0.93 | 0,40 maks | 0.60-0.90 | 0.030 | 0.030 |
Karboninnhold mellom ca. 0,6 og 0,9 prosent produserer den perlittiske strukturen som gjør skinnene harde og slitebestandige-, mens mangan gir styrke og seighet. Silisium deoksiderer stålet og øker hardheten, og små tilsetninger av krom, vanadium eller titan kan lages for høy-legeringsskinner.
Hvert elements rolle
Karbon øker styrke, hardhet og slitestyrke; for mye karbon gjør stålet sprøtt.
Mangan forbedrer styrke og seighet og nøytraliserer skadelige svovel- og oksidinneslutninger.
Silisium forbedrer hardhet og slitestyrke og fungerer som en deoksideringsmiddel.
Krom og vanadium danner harde karbider som forbedrer slitasje- og utmattelsesmotstanden i legeringsskinner.
Fosfor og svovel er urenheter og holdes svært lavt fordi de forårsaker sprøhet og indre defekter.
Stålkvaliteter på tvers av standarder
De samme tekniske kravene vises i alle standardfamilier: EN 13674-1 kvaliteter R260 og R350HT, kinesiske GB/T 2585 kvaliteter U71Mn og U75V, amerikanske AREMA karbon og høy-styrkekvaliteter, og eldre betegnelser som AISI{{10}0}SAE{1}2}høykarbon{10}10} skinne. Uansett betegnelse er prinsippet det samme: et høy-karbonperlittisk stål med kontrollerte urenheter og, for krevende linjer, en hodeherdende varmebehandling.
FAQ
Spørsmål: Hva er skinnestål laget av?A: Skinnestål er høy-karbonstål, vanligvis med 0,6 til 0,9 prosent karbon, pluss mangan, silisium og små valgfrie tilsetninger av krom eller vanadium.
Spørsmål: Hvorfor er karboninnholdet i skinnestål viktig?A: Karbon skaper den harde perlittiske strukturen som gir skinnen sin styrke og slitestyrke; for lite karbon myker skinnen og for mye gjør den sprø.
Spørsmål: Er skinnestål det samme som vanlig konstruksjonsstål?A: Nei. Skinnestål har et høyere karboninnhold og strengere grenser for urenheter enn konstruksjonsstål, så det er hardere, sterkere og mer-slitasjebestandig.
Spørsmål: Hva betyr karakternavnet U71Mn?A: U71Mn er en kinesisk skinnestålkvalitet som inneholder omtrent 0,71 prosent karbon i gjennomsnitt, med mangan som det viktigste legeringselementet.
Spørsmål: Hvorfor varmebehandles noen skinner- etter rulling?A: Hode-herding foredler mikrostrukturen til skinnehodet, øker hardheten og slitestyrken slik at skinnen varer lenger i kurver og tunge-trekklinjer.
