Per què les vies del ferrocarril no estan fetes d'acer inoxidable?

Per què les vies del ferrocarril no estan fetes d'acer inoxidable

Les vies del ferrocarril no estan fetes d'acer inoxidable per quatre raons pràctiques: duresa, tenacitat, soldabilitat i cost. Un carril ha de suportar càrregues repetides de les rodes de desenes de tones per eix, resistir el desgast abrasiu durant dècades, absorbir l'impacte a les juntes i corbes del carril i soldar-se en llargs llargs contínues durant la instal·lació. L'acer inoxidable és massa tou per a la superfície de funcionament, és car en els volums necessaris i és difícil de soldar de manera fiable al camp.

L'acer de ferrocarril estàndard és un acer al carboni-manganès o perlític aliat, que normalment conté un 0,6-1,3% de carboni i un 0,8-1,4% de manganès, de vegades amb addicions de crom o vanadi. Aquesta composició ofereix la duresa, la resistència al desgast i la resistència a la fatiga que requereix l'operació ferroviària. L'òxid superficial que es forma a l'acer del carril de carboni és una capa protectora que frena encara més la corrosió; no compromet la integritat del rail de la mateixa manera que ho faria la corrosió per picadura en altres aplicacions.

Les raons metal·lúrgiques

Duresa i resistència al desgast: l'acer del carril està aliat i sovint el cap{0}}s'endureix per arribar a 240-390 HB a la superfície de rodament, molt més dur que els graus inoxidables comuns (normalment uns 200 HB), cosa que evita un desgast ràpid de la superfície i la deformació sota el contacte de les rodes.

Resistent a l'impacte: els rails han d'absorbir les càrregues dinàmiques dels trens pesats i ràpids. Els acers de ferrocarril al carboni-manganès amb microestructura perlítica controlada proporcionen la duresa necessària per evitar fractures fràgils, fins i tot en climes freds.

Enduriment: el contingut de manganès dóna a la superfície del rail la capacitat de treballar-endurir-se en servei, de manera que la superfície de rodament es torna més dura amb el trànsit en lloc de ser més suau.

Soldabilitat: els rails s'uneixen mitjançant soldadura a tope{0}}fàcil i soldadura aluminotèrmica en un rail soldat continu. L'acer de ferrocarril de carboni-manganès solda de manera consistent; l'acer inoxidable és molt més difícil i costós de soldar amb la mateixa qualitat.

Cost: l'acer inoxidable conté un 10-20% de crom i altres elements d'aliatge, cosa que el fa diverses vegades més car per tona que l'acer de ferrocarril. Una via principal consumeix milers de tones d'acer per quilòmetre, de manera que el cost és decisiu.

Què conté Rail Steel

L'acer del ferrocarril és principalment carboni, silici i manganès, amb fòsfor i sofre estrictament limitats. El carboni augmenta la duresa i la resistència a la tracció, el manganès millora la duresa, la resistència al desgast i la tempabilitat, i el silici ajuda a la desoxidació i la resistència. El vanadi, el crom o el molibdè s'afegeixen en graus superiors per a una major resistència i resistència a la fatiga.

Qualitats d'acer Common Rail a tot el món

Visió general dels estàndards de ferrocarril

PMF

L'acer inoxidable és massa tou per utilitzar-lo com a rail?

Els acers inoxidables austenítics comuns tenen una duresa d'aproximadament 200 HB, mentre que l'acer del carril s'especifica a 240-270 HB per als graus estàndard i 350-390 HB per als graus endurits. L'acer inoxidable es desgastaria ràpidament sota el contacte de les rodes i es deformaria amb càrregues pesades per eixos.

L'òxid debilita els rails d'acer?

L'òxid superficial de l'acer del carril de carboni forma una capa d'òxid estable que frena la corrosió. Els rails es dissenyen tenint en compte això, i la inspecció i el manteniment regulars controlen qualsevol corrosió localitzada. L'acer inoxidable no és necessari per aconseguir una llarga vida útil del carril.

Per què és tan important la soldabilitat dels rails?

Les vies modernes es construeixen com un carril soldat continu, on es solden cordes de 100 m o més per eliminar les juntes. La poca soldabilitat significa més juntes, més manteniment i un major risc de defectes, per això es prefereix l'acer al carboni-manganès sobre l'inoxidable.

Quin acer s'utilitza per als ferrocarrils-d'alta velocitat?

Les línies d'alta-velocitat utilitzen normalment graus endurits de cap-com ara R350HT (EN 13674-1) o graus de microaliatge de vanadi com U75V, que combinen una gran duresa, resistència a la fatiga i soldabilitat constant.

Es pot utilitzar l'acer inoxidable a qualsevol lloc en la construcció de pistes?

Sí. L'acer inoxidable s'utilitza per a elements de subjecció, clips de rail i components seleccionats en entorns corrosius com ara túnels, línies costaneres i plantes químiques, però no s'utilitza per al rail en si mateix.

Quin és el contingut típic de carboni de l'acer del ferrocarril?

La majoria dels acers de ferrocarril contenen un 0,6-0,85% de carboni, amb manganès entre un 0,8% i un 1,4%. Els graus de carboni més alts com U75V i R350HT utilitzen microaliatges i tractament tèrmic per assolir forces de tracció de 980-1175 MPa.