Comportament a l'oxidació dels rails durant el procés de rectificat

Durant la interacció entre abrasius i rails, la deformació plàstica dels rails genera calor i la fricció entre abrasius i materials ferroviaris també genera calor de mòlta. La mòlta de rails d'acer es realitza en una atmosfera natural i durant el procés de mòlta, el material de rails d'acer s'oxida inevitablement sota la calor de la mòlta. Hi ha una estreta relació entre l'oxidació superficial dels rails d'acer i les cremades del rail. Per tant, cal estudiar el comportament d'oxidació de la superfície del carril durant el procés de mòlta.

S'ha informat que es van preparar tres tipus de pedres de mòlta amb resistència a la compressió, amb forces de 68,90 MPa, 95,2 MPa i 122,7 MPa, respectivament. Segons l'ordre de força de la pedra de mòlta, s'utilitzen GS-10, GS-12.5 i GS-15 per representar aquests tres grups de pedres de mòlta. Per a les mostres de ferrocarril d'acer mòltes per tres conjunts de pedres de mòlta GS-10, GS-12.5 i GS-15, estan representades respectivament per RGS-10, RGS-12.5 i RGS-15. Realitzeu proves de mòlta en condicions de mòlta de 700 N, 600 rpm i 30 segons. Per tal d'obtenir resultats experimentals més intuïtius, la pedra de mòlta del carril adopta un mode de contacte de disc de pin. Analitzar el comportament a l'oxidació de la superfície del carril després del rectificat.

Es va observar i analitzar la morfologia superficial del rail d'acer terra, mitjançant SM i SEM, tal com es mostra a la Fig.1. Els resultats SM de la superfície del rail del terra mostren que a mesura que augmenta la força de la pedra de mòlta, el color de la superfície del rail del terra canvia de blau i groc marró al color original del rail. L'estudi de Lin et al. va demostrar que quan la temperatura de mòlta és inferior a 471 ℃, la superfície del carril sembla de color normal. Quan la temperatura de mòlta està entre 471-600 ℃, el rail mostra cremades grogues clares, mentre que quan la temperatura de mòlta està entre 600-735 ℃, la superfície del rail mostra cremades blaves. Per tant, a partir del canvi de color de la superfície del rail terrestre, es pot deduir que a mesura que la força de la pedra de mòlta disminueix, la temperatura de mòlta augmenta gradualment i el grau de cremada del rail augmenta. L'EDS es va utilitzar per analitzar la composició elemental de la superfície del ferrocarril d'acer terra i la superfície del fons de restes. Els resultats van mostrar que amb l'augment de la força de la pedra de mòlta, el contingut d'element O a la superfície del rail va disminuir, cosa que indica una reducció de la unió de Fe i O a la superfície del rail i una disminució del grau d'oxidació del rail, d'acord amb la tendència de canvi de color a la superfície del rail. Al mateix temps, el contingut d'element O a la superfície inferior dels residus de mòlta també disminueix amb l'augment de la força de la pedra de mòlta. Val la pena assenyalar que per a la superfície del rail d'acer terra per la mateixa pedra de mòlta i la superfície inferior de les restes de mòlta, el contingut d'element O a la superfície d'aquest últim és superior al del primer. Durant la formació de deixalles es produeix una deformació plàstica i es genera calor a causa de la compressió dels abrasius; Durant el procés de sortida de residus, la superfície inferior dels residus frega contra la superfície frontal de l'abrasiu i genera calor. Per tant, l'efecte combinat de la deformació dels residus i la calor de fricció condueix a un major grau d'oxidació a la superfície inferior dels residus, donant lloc a un major contingut d'element O.

(a) Superfície de ferrocarril d'acer de pedra de mòlta de baixa resistència (RGS-10)

(b) Superfície de terra de ferrocarril d'acer amb pedra de mòlta de resistència mitjana (RGS-12.5)

Fig.2. Anàlisi XPS de superfícies de ferrocarril amb diferents graus de cremades

Els percentatges d'àrea màxima a l'espectre estret de Fe2p mostren que de RGS-10, RGS-12,5 a RGS-15, els percentatges d'àrea màxima de Fe2+2p3/2 i Fe2+2p1/2 augmenten, mentre que els percentatges d'àrea màxima de Fe3+2p3/2 i Fe3+2p1/2 disminueixen. Això indica que a mesura que disminueix el grau de cremada superficial al rail, augmenta el contingut de Fe2+ en els productes d'oxidació superficial, mentre que el contingut de Fe3+ disminueix. Els diferents components dels productes d'oxidació donen com a resultat diferents colors del rail de terra. Com més gran sigui el grau de cremada superficial (blau), més gran és el contingut de productes Fe2O3 a l'òxid; Com més baix sigui el grau de cremada superficial, més gran serà el contingut de productes FeO.