Oxidation kinaiya sa mga riles sa panahon sa grinding proseso
Atol sa interaksyon tali sa mga abrasive ug mga riles, ang plastik nga deformation sa mga riles nagpatunghag kainit, ug ang friction tali sa mga abrasive ug mga materyales sa riles nagpatungha usab ug naggaling nga kainit. Ang paggaling sa mga riles nga asero gihimo sa usa ka natural nga atmospera, ug sa panahon sa proseso sa paggaling, ang materyal nga puthaw nga riles dili malikayan nga ma-oxidized sa ilawom sa kainit sa paggaling. Adunay usa ka suod nga relasyon tali sa ibabaw nga oksihenasyon sa steel riles ug rail burns. Busa, gikinahanglan nga tun-an ang kinaiya sa oksihenasyon sa ibabaw sa riles sa panahon sa proseso sa paggaling.
Gikataho nga tulo ka matang sa grinding stones nga adunay compressive strength ang giandam, nga adunay kusog nga 68.90 MPa, 95.2 MPa, ug 122.7 MPa, matag usa. Sumala sa han-ay sa paggaling nga bato kusog, GS-10, GS-12.5, ug GS-15 gigamit sa pagrepresentar niining tulo ka mga grupo sa grinding mga bato. Alang sa steel rail samples nga gigaling sa tulo ka set sa grinding stones nga GS-10, GS-12.5, ug GS-15, sila girepresentahan sa RGS-10, RGS-12.5, ug RGS-15. Pagpahigayon mga pagsulay sa paggaling ubos sa mga kondisyon sa paggaling nga 700 N, 600 rpm, ug 30 segundos. Aron makakuha og mas intuitive nga mga resulta sa eksperimento, ang rail grinding stone nagsagop sa pin disc contact mode. Analisaha ang kinaiya sa oksihenasyon sa ibabaw sa riles human sa paggaling.
Ang ibabaw nga morphology sa ground steel rail naobserbahan ug gisusi gamit ang SM ug SEM, sama sa gipakita sa Fig.1. Ang mga resulta sa SM sa ground rail surface nagpakita nga samtang nagkadako ang grinding stone, ang kolor sa ground rail surface mausab gikan sa blue ug yellow brown ngadto sa orihinal nga kolor sa rail. Ang pagtuon ni Lin et al. nagpakita nga sa diha nga ang grinding temperatura mao ang ubos sa 471 ℃, ang nawong sa riles makita normal nga kolor. Kung ang temperatura sa paggaling naa sa taliwala sa 471-600 ℃, ang riles nagpakita sa gaan nga dilaw nga pagkasunog, samtang kung ang temperatura sa paggaling tali sa 600-735 ℃, ang nawong sa riles nagpakita nga asul nga pagkasunog. Busa, pinasukad sa pagbag-o sa kolor sa ibabaw sa yuta nga riles, mahimo nga mahibal-an nga samtang ang kalig-on sa paggaling nga bato mikunhod, ang temperatura sa paggaling sa hinay-hinay nga pagtaas ug ang lebel sa pagsunog sa riles nagdugang. Ang EDS gigamit sa pag-analisar sa elemental nga komposisyon sa ground steel rail surface ug debris bottom surface. Gipakita sa mga resulta nga sa pagtaas sa kusog sa paggaling nga bato, ang sulud sa elemento sa O sa ibabaw sa riles mikunhod, nga nagpaila sa pagkunhod sa pagbugkos sa Fe ug O sa ibabaw sa riles, ug pagkunhod sa lebel sa oksihenasyon. sa riles, nahiuyon sa uso sa pagbag-o sa kolor sa ibabaw sa riles. Sa samang higayon, ang sulod sa O elemento sa ubos nga nawong sa grinding tinumpag usab mikunhod uban sa pagdugang sa grinding bato kusog. Kini mao ang bili noting nga alang sa nawong sa steel rail yuta pinaagi sa sama nga grinding bato ug sa ubos nga nawong sa grinding tinumpag, ang sulod sa O elemento sa ibabaw sa nawong sa ulahi mao ang mas taas pa kay sa kanhi. Atol sa pagporma sa mga tinumpag, ang plastic deformation mahitabo ug ang kainit namugna tungod sa compression sa abrasives; Atol sa proseso sa pag-agos sa mga tinumpag, ang ubos nga bahin sa mga tinumpag nagkuskos sa atubangan nga tumoy nga nawong sa abrasive ug nagpatunghag kainit. Busa, ang hiniusa nga epekto sa debris deformation ug frictional heat modala ngadto sa usa ka mas taas nga ang-ang sa oksihenasyon sa ubos nga nawong sa mga tinumpag, nga miresulta sa usa ka mas taas nga sulod sa O elemento.

(a) Ubos nga kalig-on grinding stone ground steel rail surface (RGS-10)

(b) Ibabaw sa steel rail ground nga adunay medium strength grinding stone (RGS-12.5)
(c) Taas nga kalig-on grinding stone ground steel rail surface (RGS-15)
Fig. 1. Surface morphology, debris morphology, ug EDS analysis sa steel rails human sa paggaling sa lain-laing intensity sa grinding stones
Aron masusi pa ang mga produkto sa oksihenasyon sa ibabaw sa mga riles nga asero ug ang pagkalainlain sa mga produkto sa oksihenasyon nga adunay lebel sa pagkasunog sa ibabaw sa riles, gigamit ang X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) aron mahibal-an ang kahimtang sa kemikal sa mga elemento sa duol nga layer sa nawong. sa yuta nga steel riles. Ang mga resulta gipakita sa Fig.2. Ang bug-os nga spectrum analysis nga mga resulta sa ibabaw sa riles human sa paggaling uban sa lain-laing mga intensity sa grinding mga bato (Fig.2 (a)) nagpakita nga adunay mga C1s, O1s, ug Fe2p peak sa ibabaw sa yuta rail nawong, ug ang porsyento sa O atomo mikunhod uban sa. ang lebel sa pagkasunog sa ibabaw sa riles, nga nahiuyon sa sumbanan sa mga resulta sa pagtuki sa EDS sa ibabaw sa riles. Tungod sa kamatuoran nga ang XPS nakamatikod sa mga elemental nga estado duol sa ibabaw nga layer (mga 5 nm) sa materyal, adunay pipila ka mga kalainan sa mga matang ug mga sulod sa mga elemento nga nakita sa XPS bug-os nga spectrum kon itandi sa steel rail substrate. Ang C1s peak (284.6 eV) kay gigamit sa pag-calibrate sa nagbugkos nga kusog sa ubang mga elemento. Ang nag-unang produkto sa oksihenasyon sa ibabaw sa steel riles mao ang Fe oxide, busa ang pig-ot nga spectrum sa Fe2p gisusi sa detalye. Fig.2 (b) ngadto sa (d) ipakita ang pig-ot nga spectrum analysis sa Fe2p sa ibabaw sa steel riles RGS-10, RGS-12.5, ug RGS-15, sa tinagsa. Ang mga resulta nagpakita nga adunay duha ka nagbugkos nga mga peak sa enerhiya sa 710.1 eV ug 712.4 eV, nga gipahinungod sa Fe2p3/2; Adunay nagbugkos nga mga taluktok sa enerhiya sa Fe2p1/2 sa 723.7 eV ug 726.1 eV. Ang satellite peak sa Fe2p3/2 anaa sa 718.2 eV. Ang duha ka mga taluktok sa 710.1 eV ug 723.7 eV mahimong ikapasangil sa nagbugkos nga kusog sa Fe-O sa Fe2O3, samtang ang mga taluktok sa 712.4 eV ug 726.1 eV mahimong ikapasangil sa nagbugkos nga kusog sa Fe-O sa FeO. Ang mga resulta nagpakita nga Fe3O4 Fe2O3. Sa laing bahin, walay analytical peak nga nakita sa 706.8 eV, nga nagpakita sa pagkawala sa elemental Fe sa ground rail surface.

(a) Pagtuki sa bug-os nga spectrum

(b) RGS-10 (asul)

(c) RGS-12.5 (gaan nga yellow)

(d) RGS-15 (orihinal nga kolor sa steel rail)
Fig.2. Pag-analisar sa XPS sa mga ibabaw sa riles nga adunay lainlaing ang-ang sa pagkasunog
Ang peak area percentage sa Fe2p narrow spectrum nagpakita nga gikan sa RGS-10, RGS-12.5 ngadto sa RGS-15, ang peak area percentage sa Fe2+2p3/2 ug Fe2+2p1/2 misaka, samtang ang peak area percentages sa Fe3+ 2p3/2 ug Fe3+2p1/2 mikunhod. Gipakita niini nga samtang ang lebel sa pagkasunog sa ibabaw sa riles mikunhod, ang Fe2 + nga sulud sa mga produkto sa oksihenasyon sa nawong nagdugang, samtang ang Fe3 + nga sulud mikunhod. Ang lainlaing mga sangkap sa mga produkto sa oksihenasyon nagresulta sa lainlaing mga kolor sa ground rail. Ang mas taas nga ang-ang sa ibabaw nga paso (asul), mas taas ang sulod sa Fe2O3 mga produkto sa oxide; Ang ubos nga lebel sa pagkasunog sa nawong, mas taas ang sulod sa mga produkto sa FeO.