Leave Your Message
Taşlama prosesində relslərin oksidləşmə davranışı

Xəbərlər

Taşlama prosesində relslərin oksidləşmə davranışı

25-12-2024
Aşındırıcılar və relslər arasında qarşılıqlı əlaqə zamanı relslərin plastik deformasiyası istilik yaradır və aşındırıcı maddələrlə rels materialları arasındakı sürtünmə də üyüdmə istiliyi yaradır. Polad relslərin üyüdülməsi təbii atmosferdə həyata keçirilir və daşlama prosesi zamanı polad rels materialı daşlama istisi altında qaçılmaz olaraq oksidləşir. Polad relslərin səthinin oksidləşməsi və relslərin yanması arasında sıx əlaqə var. Buna görə də daşlama prosesi zamanı rels səthinin oksidləşmə davranışını öyrənmək lazımdır.

Məlumat verilmişdir ki, sıxılma gücünə malik üç növ daş daşları hazırlanmışdır ki, onların gücü müvafiq olaraq 68,90 MPa, 95,2 MPa və 122,7 MPa təşkil edir. Taşlama daşlarının möhkəmliyi sırasına görə, bu üç daş qrupunu təmsil etmək üçün GS-10, GS-12.5 və GS-15 istifadə olunur. Üç dəst GS-10, GS-12.5 və GS-15 daşları ilə üyüdülmüş polad rels nümunələri üçün onlar müvafiq olaraq RGS-10, RGS-12.5 və RGS-15 ilə təmsil olunur. 700 N, 600 rpm və 30 saniyə daşlama şəraitində üyüdmə sınaqlarını aparın. Daha intuitiv eksperimental nəticələr əldə etmək üçün rels daşları pin diski ilə əlaqə rejimini qəbul edir. Taşlamadan sonra rels səthinin oksidləşmə davranışını təhlil edin.

Torpaq polad relsinin səthi morfologiyası Şəkil 1-də göstərildiyi kimi SM və SEM-dən istifadə etməklə müşahidə edilmiş və təhlil edilmişdir. Torpaq relsinin səthinin SM nəticələri göstərir ki, daşlama daşının gücü artdıqca, yer relsinin səthinin rəngi mavi və sarı qəhvəyi rəngdən relsin orijinal rənginə dəyişir. Lin et al. göstərdi ki, üyüdmə temperaturu 471 ℃-dən aşağı olduqda, relsin səthi normal rəngdə görünür. Taşlama temperaturu 471-600 ℃ arasında olduqda, rels açıq sarı yanıqları göstərir, daşlama temperaturu 600-735 ℃ arasında olduqda, relsin səthində mavi yanıqlar görünür. Buna görə də, yeraltı rels səthinin rəng dəyişikliyinə əsaslanaraq belə qənaətə gəlmək olar ki, daşlama daşının möhkəmliyi azaldıqca daşlama temperaturu tədricən artır və relsin yanma dərəcəsi artır. EDS torpaq polad rels səthinin və zibil dibinin elementar tərkibini təhlil etmək üçün istifadə edilmişdir. Nəticələr göstərdi ki, daşların möhkəmliyinin artması ilə relsin səthində O elementinin miqdarı azalır, bu da relsin səthində Fe və O-nun bağlanmasının və oksidləşmə dərəcəsinin azaldığını göstərir. relsin səthində rəng dəyişikliyi tendensiyasına uyğun olaraq relsin. Eyni zamanda, daşlama daşlarının dayanıqlığının artması ilə daşlama zibilinin aşağı səthində O elementinin tərkibi də azalır. Qeyd etmək lazımdır ki, polad relsin səthi üçün eyni daşlama daşı və daşlama zibilinin alt səthi üçün sonuncunun səthində O elementinin tərkibi əvvəlkindən daha yüksəkdir. Dağıntıların əmələ gəlməsi zamanı plastik deformasiya baş verir və aşındırıcı maddələrin sıxılması səbəbindən istilik yaranır; Zibilin axması prosesi zamanı zibilin alt səthi aşındırıcının ön səthinə sürtülür və istilik əmələ gətirir. Buna görə də, zibil deformasiyasının və sürtünmə istiliyinin birgə təsiri dağıntıların alt səthində daha yüksək oksidləşmə dərəcəsinə gətirib çıxarır və nəticədə O elementinin daha yüksək miqdarına səbəb olur.
relslərin oksidləşmə davranışı du1

(a) Aşağı güclü daşlama daşı torpaq polad rels səthi (RGS-10)

relslərin oksidləşmə davranışı du2

(b) Orta güclü daşlama daşı ilə polad relsli torpaq səthi (RGS-12.5)

relslərin oksidləşmə davranışı du3

(c) Yüksək möhkəmlikli daşlama daşı torpaq polad rels səthi (RGS-15)
Şəkil 1. Müxtəlif intensivlikdə daşlama daşları ilə üyüdüldükdən sonra polad relslərin səthinin morfologiyası, zibil morfologiyası və EDS təhlili
Polad relslərin səthində oksidləşmə məhsullarını və oksidləşmə məhsullarının rels səthinin yanma dərəcəsi ilə dəyişməsini əlavə araşdırmaq üçün yaxın səth təbəqəsində elementlərin kimyəvi vəziyyətini aşkar etmək üçün rentgen fotoelektron spektroskopiyasından (XPS) istifadə edilmişdir. torpaq polad relslərdən. Nəticələr Fig.2-də göstərilmişdir. Müxtəlif intensivlikdə daşlama daşları ilə üyüdüldükdən sonra rels səthinin tam spektr analizinin nəticələri (şək.2 (a)) yeraltı rels səthində C1s, O1s və Fe2p zirvələrinin olduğunu və O atomlarının faizi ilə azaldığını göstərir. rels səthində EDS təhlili nəticələrinin nümunəsinə uyğun gələn rels səthində yanma dərəcəsi. XPS materialın səth təbəqəsi (təxminən 5 nm) yaxınlığında elementar vəziyyətləri aşkar etdiyinə görə, XPS tam spektri tərəfindən aşkar edilən elementlərin növləri və məzmununda polad rels substratı ilə müqayisədə müəyyən fərqlər var. C1s zirvəsi (284,6 eV) əsasən digər elementlərin bağlanma enerjilərini kalibrləmək üçün istifadə olunur. Polad relslərin səthində əsas oksidləşmə məhsulu Fe oksiddir, buna görə də Fe2p-nin dar spektri ətraflı təhlil edilir. Fig.2 (b) - (d) müvafiq olaraq RGS-10, RGS-12.5 və RGS-15 polad relslərinin səthində Fe2p-nin dar spektrli analizini göstərir. Nəticələr göstərir ki, Fe2p3/2-yə aid edilən 710,1 eV və 712,4 eV-də iki bağlayıcı enerji zirvəsi var; 723,7 eV və 726,1 eV-də Fe2p1/2-nin bağlayıcı enerji zirvələri var. Fe2p3/2-nin peyk zirvəsi 718,2 eV-dir. 710,1 eV və 723,7 eV-də olan iki zirvə Fe2O3-də Fe-O-nun bağlanma enerjisinə, 712,4 eV və 726,1 eV-də isə Fe-O-nun FeO-da bağlanma enerjisinə aid edilə bilər. Nəticələr göstərir ki, Fe3O4 Fe2O3. Eyni zamanda, 706,8 eV-də heç bir analitik zirvə aşkar edilmədi, bu da yer relsinin səthində elementar Fe-nin olmadığını göstərir.
relslərin oksidləşmə davranışı du4
(a) Tam spektr analizi
relslərin oksidləşmə davranışı du5
(b) RGS-10 (mavi)
relslərin oksidləşmə davranışı du6
(c) RGS-12.5 (açıq sarı)
relslərin oksidləşmə davranışı du7
(d) RGS-15 (polad relsin orijinal rəngi)

Şəkil 2. Müxtəlif dərəcəli yanıqlara malik rels səthlərinin XPS təhlili

Fe2p dar spektrində pik sahə faizləri göstərir ki, RGS-10, RGS-12.5-dən RGS-15-ə qədər Fe2+2p3/2 və Fe2+2p1/2-nin pik sahə faizləri artır, Fe3+ isə pik sahə faizləri 2p3/2 və Fe3+2p1/2 azalır. Bu onu göstərir ki, relsdə səthin yanma dərəcəsi azaldıqca səthin oksidləşmə məhsullarında Fe2+ miqdarı artır, Fe3+ tərkibi isə azalır. Oksidləşmə məhsullarının müxtəlif komponentləri torpaq relsinin müxtəlif rəngləri ilə nəticələnir. Səthin yanma dərəcəsi nə qədər yüksəkdirsə (mavi), oksiddə Fe2O3 məhsullarının tərkibi bir o qədər yüksəkdir; Səthin yanma dərəcəsi nə qədər aşağı olarsa, FeO məhsullarının tərkibi bir o qədər yüksəkdir.