Oxidaasjegedrach fan rails by slypproses
Tidens de ynteraksje tusken abrasives en rails genereart de plastyske deformaasje fan 'e rails waarmte, en de wriuwing tusken abrasives en spoarmaterialen genereart ek grindwarmte. It slypjen fan stielen rails wurdt útfierd yn in natuerlike sfear, en tidens it slypproses wurdt it stielen railmateriaal ûnûntkomber oksidearre ûnder de waarmte fan slypjen. Der is in nauwe relaasje tusken oerflak oksidaasje fan stielen rails en spoar burns. Dêrom is it needsaaklik om it oksidaasjegedrach fan it spoarflak te studearjen tidens it slypproses.
It is rapportearre dat trije soarten slypstiennen mei kompresjesterkte waarden taret, mei sterkte fan respektivelik 68,90 MPa, 95,2 MPa en 122,7 MPa. Neffens de folchoarder fan grinding stien sterkte, GS-10, GS-12.5, en GS-15 wurde brûkt om fertsjintwurdigje dizze trije groepen fan grinding stiennen. Foar de stielen spoarmonsters grûn troch trije sets fan slypstiennen GS-10, GS-12.5, en GS-15, wurde se respektivelik fertsjintwurdige troch RGS-10, RGS-12.5, en RGS-15. Útfiere slyptests ûnder slypbetingsten fan 700 N, 600 rpm en 30 sekonden. Om mear yntuïtive eksperimintele resultaten te krijen, nimt de spoarslijpstien in pin-disc-kontaktmodus oan. Analysearje de oksidaasjegedrach fan it spoar oerflak nei grinding.
It oerflak morfology fan de grûn stielen spoar waard waarnommen en analysearre mei help fan SM en SEM, lykas werjûn yn Fig. De SM resultaten fan de grûn rail oerflak lit sjen dat as de grinding stien sterkte nimt ta, feroaret de kleur fan de grûn rail oerflak fan blau en giel brún nei de oarspronklike kleur fan it spoar. De stúdzje fan Lin et al. toande dat as de grinding temperatuer is ûnder 471 ℃, it oerflak fan it spoar liket normale kleur. As de slyptemperatuer tusken 471-600 ℃ is, toant it spoar ljocht giele brânwûnen, wylst as de slyptemperatuer tusken 600-735 ℃ leit, it oerflak fan it spoar blauwe brânwûnen toant. Dêrom, basearre op de kleurferoaring fan it grûnspoarflak, kin wurde konkludearre dat as de sterkte fan 'e slypstien ôfnimt, de slijptemperatuer stadichoan ferheget en de graad fan spoarferbranding nimt ta. EDS waard brûkt om te analysearjen de elemintêre gearstalling fan de grûn stielen spoar oerflak en pún boaiem oerflak. De resultaten lieten sjen dat mei de tanimming fan slijpstiensterkte de ynhâld fan O-elemint op it oerflak fan 'e spoar fermindere, wat oanjout in reduksje yn' e bining fan Fe en O op it oerflak fan 'e spoar, en in ôfnimming fan' e mjitte fan oksidaasje fan it spoar, yn oerienstimming mei de trend fan kleurferoaring op it oerflak fan it spoar. Tagelyk nimt de ynhâld fan O-elemint op 'e legere oerflak fan' e slypstof ek ôf mei de tanimming fan slijpstiensterkte. It is de muoite wurdich opskriuwen dat foar it oerflak fan 'e stielen spoar grûn troch deselde grinding stien en de ûnderste oerflak fan' e grinding pún, de ynhâld fan O elemint op it oerflak fan de lêste is heger as dy fan de eardere. Tidens de foarming fan pún komt plastyske ferfoarming foar en wurdt waarmte generearre troch de kompresje fan abrasives; Tidens it proses fan útstream fan pún wrijft it ûnderste oerflak fan it pún tsjin it foarste einflak fan it abrasive en genereart waarmte. Dêrom liedt it kombineare effekt fan ôffalferfoarming en friksjonele waarmte ta in hegere oksidaasjegraad op 'e boaiemflak fan' e pún, wat resulteart yn in hegere ynhâld fan O-elemint.

(a) Lege sterkte grinding stien grûn stielen spoar oerflak (RGS-10)

(b) Oerflak fan stielen spoargrûn mei slijpstien fan medium sterkte (RGS-12.5)
(c) Hege sterkte grinding stien grûn stielen spoar oerflak (RGS-15)
Fig.
Om fierder te ûndersykjen fan de oksidaasjeprodukten op it oerflak fan stielen rails en de fariaasje fan oksidaasjeprodukten mei de mjitte fan brân fan spoaroerflak, waard X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) brûkt om de gemyske tastân fan eleminten yn 'e tichtby oerflak te detektearjen. fan grûn stielen rails. De resultaten wurde werjûn yn Fig.2. De folsleine spektrum analyze resultaten fan it spoar oerflak nei grinding mei ferskillende yntinsiteit fan grinding stiennen (Fig.2 (a)) litte sjen dat der C1s, O1s, en Fe2p toppen op de grûn spoar oerflak, en it persintaazje fan O atomen nimt ôf mei de graad fan burn op it spoar oerflak, dat is yn oerienstimming mei it patroan fan EDS analyze resultaten op it spoar oerflak. Fanwegen it feit dat XPS detektearret de elemintêre steaten tichtby de oerflaklaach (sawat 5 nm) fan it materiaal, binne d'r bepaalde ferskillen yn 'e soarten en ynhâld fan eleminten ûntdutsen troch XPS folslein spektrum yn ferliking mei it stielen spoarsubstraat. De C1s-peak (284.6 eV) wurdt benammen brûkt om de binende enerzjy fan oare eleminten te kalibrearjen. It wichtichste oksidaasjeprodukt op it oerflak fan stielen rails is Fe okside, sadat it smelle spektrum fan Fe2p yn detail analysearre wurdt. Fig.2 (b) oan (d) toant de smelle spektrum analyze fan Fe2p op it oerflak fan stielen rails RGS-10, RGS-12,5 en RGS-15 respektivelik. De resultaten jouwe oan dat der twa binende enerzjy peaks op 710,1 eV en 712,4 eV, taskreaun oan Fe2p3 / 2; D'r binne binende enerzjypieken fan Fe2p1/2 by 723.7 eV en 726.1 eV. De satellytpeak fan Fe2p3/2 is op 718.2 eV. De twa peaks by 710,1 eV en 723,7 eV kinne wurde taskreaun oan de binende enerzjy fan Fe-O yn Fe2O3, wylst de peaks by 712,4 eV en 726,1 eV kinne wurde taskreaun oan de binende enerzjy fan Fe-O yn FeO. De resultaten jouwe oan dat Fe3O4 Fe2O3. Underwilens waard gjin analytyske pyk ûntdutsen by 706,8 eV, wat oanjout op it ûntbrekken fan elemintêre Fe op it grûnspoarflak.

(a) Folsleine spektrumanalyse

(b) RGS-10 (blau)

(c) RGS-12.5 (ljocht giel)

(d) RGS-15 (orizjinele kleur fan stielen spoar)
Fig.2. XPS-analyze fan spoarflakken mei ferskillende graden fan brânwûnen
De peak gebiet persintaazjes yn it Fe2p smelle spektrum litte sjen dat fan RGS-10, RGS-12.5 nei RGS-15, de peak gebiet persintaazjes fan Fe2+2p3/2 en Fe2+2p1/2 tanimme, wylst de peak gebiet persintaazjes fan Fe3+ 2p3/2 en Fe3+2p1/2 ôfnimme. Dit jout oan dat as de mjitte fan oerflak burn op it spoar ôfnimt, de Fe2+ ynhâld yn de oerflak oksidaasje produkten nimt ta, wylst de Fe3 + ynhâld ôfnimt. De ferskate komponinten fan 'e oksidaasjeprodukten resultearje yn ferskate kleuren fan' e grûnspoar. Hoe heger de mjitte fan oerflak burn (blau), hoe heger de ynhâld fan Fe2O3 produkten yn it okside; Hoe leger de mjitte fan oerflak burn, hoe heger de ynhâld fan FeO produkten.