Жаңалықтар
01
Тегістеу процесінде рельстердің тотығу әрекеті
25.12.2024 ж
Абразивтер мен рельстердің өзара әрекеттесуі кезінде рельстердің пластикалық деформациясы жылуды тудырады, ал абразивтер мен рельстік материалдар арасындағы үйкеліс те тегістеу жылуын тудырады. Болат рельстерді ұнтақтау табиғи атмосферада жүзеге асырылады, ал ұнтақтау процесінде болат рельс материалы ұнтақтаудың қызуы астында сөзсіз тотығады. Болат рельстердің беттік тотығуы мен рельстің күйіктері арасында тығыз байланыс бар. Сондықтан ұнтақтау процесінде рельс бетінің тотығу әрекетін зерттеу қажет.
Сығымдауға беріктігі бар ұнтақтау тастарының үш түрі дайындалғаны хабарланды, олардың беріктігі сәйкесінше 68,90 МПа, 95,2 МПа және 122,7 МПа. Ұнтақтау тастарының беріктігі тәртібіне сәйкес, ұнтақтау тастарының осы үш тобын көрсету үшін GS-10, GS-12,5 және GS-15 қолданылады. GS-10, GS-12.5 және GS-15 ұнтақтау тастарының үш жиынтығымен ұнтақталған болат рельс үлгілері үшін олар сәйкесінше RGS-10, RGS-12.5 және RGS-15 арқылы ұсынылған. Ұнтақтау сынақтарын 700 Н, 600 айн/мин және 30 секунд ұнтақтау жағдайында жүргізіңіз. Неғұрлым интуитивті эксперименттік нәтижелерді алу үшін рельсті тегістеу тасы түйреуіш дискінің контакті режимін қабылдайды. Тегістеуден кейінгі рельс бетінің тотығу әрекетін талдаңыз.
Жердегі болат рельстің беткі морфологиясы SM және SEM көмегімен 1-суретте көрсетілгендей бақыланды және талданды. Жер үсті рельс бетінің SM нәтижелері тегістеу тасы беріктігі артқан сайын жердегі рельс бетінің түсі көк және сары қоңырдан рельстің бастапқы түсіне дейін өзгеретінін көрсетеді. Лин және т.б. ұнтақтау температурасы 471 ℃ төмен болған кезде рельстің беті қалыпты түсті болып көрінетінін көрсетті. Тегістеу температурасы 471-600 ℃ аралығында болғанда, рельс ашық сары күйіктерді көрсетеді, ал тегістеу температурасы 600-735 ℃ аралығында болса, рельстің беті көк күйіктерді көрсетеді. Сондықтан жердегі рельс бетінің түсінің өзгеруіне сүйене отырып, ұнтақтағыш тастың беріктігі азайған сайын тегістеу температурасы бірте-бірте жоғарылайды және рельстің күйіп қалу дәрежесі артады деп қорытынды жасауға болады. ЭСҚ жердегі болат рельс беті мен қоқыс түбінің элементтік құрамын талдау үшін пайдаланылды. Нәтижелер ұнтақтағыш тастың беріктігінің жоғарылауымен рельс бетіндегі O элементінің мөлшері төмендейтінін көрсетті, бұл рельс бетіндегі Fe және O байланысының төмендеуін және тотығу дәрежесінің төмендеуін көрсетеді. рельс бетіндегі түс өзгеру тенденциясына сәйкес рельстің. Сонымен қатар ұнтақтағыш тастың беріктігі жоғарылаған сайын ұнтақтау қоқысының төменгі бетіндегі O элементінің мөлшері де азаяды. Айта кету керек, болат рельстің беті үшін бірдей тегістеуіш таспен және ұнтақтау қалдықтарының төменгі беті үшін соңғысының бетіндегі O элементінің мөлшері біріншісіне қарағанда жоғары. Қоқыстардың пайда болуы кезінде пластикалық деформация пайда болады және абразивтердің қысылуына байланысты жылу пайда болады; Қоқыстардың ағу процесі кезінде қоқыстың төменгі беті абразивтің алдыңғы шеткі бетіне үйкеледі және жылу шығарады. Сондықтан қоқыс деформациясы мен үйкеліс жылуының біріккен әсері қоқыстардың төменгі бетіндегі тотығудың жоғары дәрежесіне әкеледі, нәтижесінде О элементінің мөлшері жоғары болады.
(a) Төмен беріктігі бар тегістеу тасы, ұнтақталған болат рельс беті (RGS-10)
(b) орташа беріктігі бар тегістеу тасы бар болат рельстің жер беті (RGS-12.5)
(c) беріктігі жоғары тегістеу тасты болат рельс беті (RGS-15)
Сурет 1. Ұнтақтау тастарының әртүрлі қарқындылығымен тегістеуден кейінгі болат рельстердің беткі морфологиясы, қоқыс морфологиясы және EDS талдауы.
Болат рельстердің бетіндегі тотығу өнімдерін және рельс бетінің күйу дәрежесімен тотығу өнімдерінің өзгеруін әрі қарай зерттеу үшін жақын беткі қабаттағы элементтердің химиялық күйін анықтау үшін рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS) қолданылды. ұнтақталған болат рельстер. Нәтижелер 2-суретте көрсетілген. Тегістеу тастарының әртүрлі қарқындылығымен тегістеуден кейінгі рельс бетінің толық спектрін талдау нәтижелері (2-сурет (а)) жер бетіндегі рельс бетінде C1s, O1s және Fe2p шыңдары бар екенін және O атомдарының пайызы төмендейтінін көрсетеді. рельс бетіндегі ЭСҚ талдау нәтижелерінің үлгісіне сәйкес келетін рельс бетіндегі күйік дәрежесі. XPS материалдың беткі қабатының жанында (шамамен 5 нм) элементтік күйлерді анықтайтындықтан, болат рельс астарымен салыстырғанда XPS толық спектрімен анықталған элементтердің түрлері мен мазмұнында белгілі бір айырмашылықтар бар. C1s шыңы (284,6 эВ) негізінен басқа элементтердің байланыс энергияларын калибрлеу үшін қолданылады. Болат рельстердің бетіндегі негізгі тотығу өнімі Fe оксиді болып табылады, сондықтан Fe2p-тің тар спектрі егжей-тегжейлі талданады. 2 (b) - (d) суреті сәйкесінше RGS-10, RGS-12,5 және RGS-15 болат рельстерінің бетіндегі Fe2p тар спектрлі талдауын көрсетеді. Нәтижелер Fe2p3/2-ге жатқызылған 710,1 эВ және 712,4 эВ кезінде екі байланыс энергиясының шыңы бар екенін көрсетеді; 723,7 эВ және 726,1 эВ кезінде Fe2p1/2 байланыс энергиясының шыңдары бар. Fe2p3/2 спутниктік шыңы 718,2 эВ. 710,1 эВ және 723,7 эВ екі шыңы Fe2O3-тегі Fe-O-ның байланыс энергиясына, ал 712,4 эВ және 726,1 эВ-тегі шыңдарға FeO-дағы Fe-O-ның байланыс энергиясына жатқызылуы мүмкін. Нәтижелер Fe3O4 Fe2O3 екенін көрсетеді. Сонымен қатар, 706,8 эВ-те аналитикалық шыңы анықталмады, бұл жердегі рельс бетінде элементтік Fe жоқтығын көрсетеді.
(a) Толық спектрді талдау
(b) RGS-10 (көк)
(c) RGS-12.5 (ашық сары)
(d) RGS-15 (болат рельстің бастапқы түсі)
2-сурет. Әртүрлі дәрежедегі күйіктері бар рельс беттерін XPS талдауы
Fe2p тар спектріндегі ең жоғары аудан пайыздары RGS-10, RGS-12,5-тен RGS-15-ке дейін Fe2+2p3/2 және Fe2+2p1/2 пик ауданы пайыздары артады, ал Fe3+ ең жоғары аудан пайызы. 2p3/2 және Fe3+2p1/2 төмендейді. Бұл рельстегі беттік жану дәрежесі төмендеген сайын беттік тотығу өнімдеріндегі Fe2+ мөлшері артып, Fe3+ мазмұны төмендейтінін көрсетеді. Тотығу өнімдерінің әртүрлі құрамдас бөліктері жердегі рельстің әртүрлі түстеріне әкеледі. Неғұрлым беттік жану дәрежесі жоғары болса (көк), оксидтегі Fe2O3 өнімдерінің мөлшері соғұрлым жоғары болады; Беттік күйік дәрежесі неғұрлым төмен болса, соғұрлым FeO өнімдерінің мөлшері жоғары болады.