სიახლეები
01
რელსების ჟანგვის ქცევა დაფქვის პროცესში
2024-12-25
აბრაზივებსა და რელსებს შორის ურთიერთქმედების დროს, რელსების პლასტიკური დეფორმაცია წარმოქმნის სითბოს, ხოლო აბრაზივებსა და სარკინიგზო მასალებს შორის ხახუნი ასევე წარმოქმნის დაფქვის სითბოს. ფოლადის რელსების დაფქვა ხორციელდება ბუნებრივ ატმოსფეროში და დაფქვის პროცესში ფოლადის რელსის მასალა აუცილებლად იჟანგება დაფქვის სითბოს ქვეშ. მჭიდრო კავშირია ფოლადის რელსების ზედაპირულ დაჟანგვასა და სარკინიგზო დამწვრობას შორის. ამიტომ, დაფქვის პროცესში აუცილებელია სარკინიგზო ზედაპირის ჟანგვის ქცევის შესწავლა.
ცნობილია, რომ მომზადდა სამი სახის საფქვავი ქვები კომპრესიული გამძლეობით, 68,90 მპა, 95,2 მპა და 122,7 მპა, შესაბამისად. საფქვავი ქვის სიმტკიცის რიგის მიხედვით, GS-10, GS-12.5 და GS-15 გამოიყენება ამ სამი ჯგუფის სახეხი ქვების წარმოსაჩენად. ფოლადის სარკინიგზო ნიმუშებისთვის დაფქული სამი კომპლექტი სახეხი ქვები GS-10, GS-12.5 და GS-15, ისინი შესაბამისად წარმოდგენილია RGS-10, RGS-12.5 და RGS-15. ჩაატარეთ დაფქვის ტესტები დაფქვის პირობებში 700 N, 600 rpm და 30 წამი. უფრო ინტუიციური ექსპერიმენტული შედეგების მისაღებად, სარკინიგზო საფქვავი ქვა იყენებს პინის დისკის კონტაქტის რეჟიმს. გაანალიზეთ ლიანდაგის ზედაპირის ჟანგვის ქცევა დაფქვის შემდეგ.
გრუნტის ფოლადის ლიანდაგის ზედაპირის მორფოლოგია დაფიქსირდა და გაანალიზდა SM და SEM-ის გამოყენებით, როგორც ნაჩვენებია ნახ.1-ში. გრუნტის სარკინიგზო ზედაპირის SM შედეგები აჩვენებს, რომ როგორც სახეხი ქვის სიმტკიცე იზრდება, გრუნტის სარკინიგზო ზედაპირის ფერი იცვლება ლურჯი და ყვითელი ყავისფერიდან რელსის თავდაპირველ ფერამდე. ლინისა და სხვ. აჩვენა, რომ როდესაც სახეხი ტემპერატურა 471 ℃-ზე დაბალია, ლიანდაგის ზედაპირი ნორმალურ ფერად გამოიყურება. როდესაც სახეხი ტემპერატურაა 471-600 ℃, ლიანდაგი აჩვენებს ღია ყვითელ დამწვრობას, ხოლო როდესაც სახეხი ტემპერატურაა 600-735 ℃, ლიანდაგის ზედაპირი აჩვენებს ლურჯ დამწვრობას. მაშასადამე, გრუნტის სარკინიგზო ზედაპირის ფერის ცვლილებაზე დაყრდნობით, შეიძლება დავასკვნათ, რომ სახეხი ქვის სიძლიერის შემცირებით, სახეხი ტემპერატურა თანდათან იზრდება და რელსის დამწვრობის ხარისხი იზრდება. EDS გამოიყენებოდა გრუნტის ფოლადის სარკინიგზო ზედაპირისა და ნამსხვრევების ქვედა ზედაპირის ელემენტარული შემადგენლობის გასაანალიზებლად. შედეგებმა აჩვენა, რომ საფქვავი ქვის სიმტკიცის მატებასთან ერთად, რელსის ზედაპირზე O ელემენტის შემცველობა მცირდება, რაც მიუთითებს რელსის ზედაპირზე Fe და O-ს შებოჭვის შემცირებაზე და ჟანგვის ხარისხის შემცირებაზე. ლიანდაგზე, შეესაბამება ლიანდაგის ზედაპირზე ფერის ცვლილების ტენდენციას. ამავდროულად, სახეხი ნამსხვრევების ქვედა ზედაპირზე O ელემენტის შემცველობა ასევე მცირდება სახეხი ქვის სიმტკიცის მატებასთან ერთად. აღსანიშნავია, რომ ფოლადის სარკინიგზო გრუნტის ზედაპირისთვის იგივე სახეხი ქვით და საფქვავი ნამსხვრევების ქვედა ზედაპირისთვის, ამ უკანასკნელის ზედაპირზე O ელემენტის შემცველობა უფრო მაღალია, ვიდრე პირველი. ნამსხვრევების წარმოქმნის დროს ხდება პლასტიკური დეფორმაცია და წარმოიქმნება სითბო აბრაზიული ნივთიერებების შეკუმშვის გამო; ნამსხვრევების გადინების პროცესის დროს, ნამსხვრევების ქვედა ზედაპირი ერევა აბრაზივის წინა ზედა ზედაპირს და წარმოქმნის სითბოს. ამრიგად, ნამსხვრევების დეფორმაციისა და ხახუნის სითბოს ერთობლივი ეფექტი იწვევს ჟანგვის უფრო მაღალ ხარისხს ნამსხვრევების ქვედა ზედაპირზე, რაც იწვევს O ელემენტის უფრო მაღალ შემცველობას.
(ა) დაბალი სიმტკიცის სახეხი ქვის დაფქული ფოლადის სარკინიგზო ზედაპირი (RGS-10)
(ბ) ფოლადის სარკინიგზო გრუნტის ზედაპირი საშუალო სიმტკიცის სახეხი ქვით (RGS-12.5)
(გ) მაღალი სიმტკიცის სახეხი ქვის დაფქული ფოლადის სარკინიგზო ზედაპირი (RGS-15)
სურ. 1. ზედაპირის მორფოლოგია, ნამსხვრევების მორფოლოგია და ფოლადის რელსების EDS ანალიზი ქვების სხვადასხვა ინტენსივობით დაფქვის შემდეგ
ფოლადის რელსების ზედაპირზე დაჟანგვის პროდუქტების შემდგომი გამოსაკვლევად და ჟანგვის პროდუქტების ცვალებადობის მიზნით რელსის ზედაპირის დამწვრობის ხარისხით, რენტგენის ფოტოელექტრონული სპექტროსკოპია (XPS) გამოიყენეს ელემენტების ქიმიური მდგომარეობის გამოსავლენად უახლოეს ზედაპირულ ფენაში. დაფქული ფოლადის რელსები. შედეგები ნაჩვენებია ნახ.2. ლიანდაგის ზედაპირის სრული სპექტრის ანალიზის შედეგები საფქვავი ქვების სხვადასხვა ინტენსივობით დაფქვის შემდეგ (ნახ.2 (ა)) აჩვენებს, რომ გრუნტის სარკინიგზო ზედაპირზე არის C1s, O1s და Fe2p მწვერვალები და O ატომების პროცენტი მცირდება. დამწვრობის ხარისხი სარკინიგზო ზედაპირზე, რომელიც შეესაბამება რელსის ზედაპირზე EDS ანალიზის შედეგების ნიმუშს. იმის გამო, რომ XPS აღმოაჩენს ელემენტარულ მდგომარეობებს მასალის ზედაპირული ფენის მახლობლად (დაახლოებით 5 ნმ), არსებობს გარკვეული განსხვავებები XPS სრული სპექტრით გამოვლენილი ელემენტების ტიპებსა და შინაარსში ფოლადის სარკინიგზო სუბსტრატთან შედარებით. C1s პიკი (284.6 eV) ძირითადად გამოიყენება სხვა ელემენტების შემაკავშირებელ ენერგიების დასაკალიბრებლად. ფოლადის რელსების ზედაპირზე დაჟანგვის ძირითადი პროდუქტი არის Fe ოქსიდი, ამიტომ Fe2p-ის ვიწრო სპექტრი დეტალურად არის გაანალიზებული. ნახ.2 (ბ)-დან (დ) გვიჩვენებს Fe2p-ის ვიწრო სპექტრის ანალიზს ფოლადის რელსების RGS-10, RGS-12.5 და RGS-15 ზედაპირზე, შესაბამისად. შედეგები მიუთითებს, რომ არსებობს ორი სავალდებულო ენერგიის პიკი 710.1 eV და 712.4 eV, მიეკუთვნება Fe2p3/2; არსებობს Fe2p1/2-ის სავალდებულო ენერგიის პიკები 723.7 eV და 726.1 eV. სატელიტური პიკი Fe2p3/2 არის 718,2 ევ. ორი პიკი 710.1 eV და 723.7 eV შეიძლება მიეკუთვნებოდეს Fe-O-ს შეკავშირების ენერგიას Fe2O3-ში, ხოლო პიკი 712.4 eV და 726.1 eV შეიძლება მიეკუთვნებოდეს Fe-O-ს შეკავშირების ენერგიას FeO-ში. შედეგები მიუთითებს, რომ Fe3O4 Fe2O3. იმავდროულად, არ გამოვლენილა ანალიტიკური პიკი 706.8 ევ-ზე, რაც მიუთითებს ელემენტარული Fe-ის არარსებობაზე მიწის ლიანდაგის ზედაპირზე.
(ა) სრული სპექტრის ანალიზი
(ბ) RGS-10 (ლურჯი)
(გ) RGS-12.5 (ღია ყვითელი)
(დ) RGS-15 (ფოლადის რელსის ორიგინალური ფერი)
ნახ.2. სხვადასხვა ხარისხის დამწვრობის მქონე სარკინიგზო ზედაპირების XPS ანალიზი
პიკის ფართობის პროცენტები Fe2p ვიწრო სპექტრში გვიჩვენებს, რომ RGS-10, RGS-12.5-დან RGS-15-მდე, Fe2+2p3/2 და Fe2+2p1/2 პიკის ფართობის პროცენტები იზრდება, ხოლო Fe3+-ის პიკური ფართობის პროცენტები. 2p3/2 და Fe3+2p1/2 მცირდება. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ ლიანდაგზე ზედაპირის დამწვრობის ხარისხი მცირდება, Fe2+ შემცველობა ზედაპირის დაჟანგვის პროდუქტებში იზრდება, ხოლო Fe3+ შემცველობა მცირდება. ჟანგვის პროდუქტების სხვადასხვა კომპონენტი იწვევს გრუნტის სარკინიგზო ფერის სხვადასხვა ფერს. რაც უფრო მაღალია ზედაპირის დამწვრობის ხარისხი (ლურჯი), მით უფრო მაღალია Fe2O3 პროდუქტების შემცველობა ოქსიდში; რაც უფრო დაბალია ზედაპირის დამწვრობის ხარისხი, მით უფრო მაღალია FeO პროდუქტების შემცველობა.