Yangiliklar
01
Silliqlash jarayonida relslarning oksidlanish harakati
2024-12-25
Aşındırıcılar va relslar o'rtasidagi o'zaro ta'sir jarayonida relslarning plastik deformatsiyasi issiqlik hosil qiladi va abraziv va temir yo'l materiallari orasidagi ishqalanish ham silliqlash issiqligini hosil qiladi. Po'lat relslarni silliqlash tabiiy atmosferada amalga oshiriladi va silliqlash jarayonida po'lat relsli material silliqlash issiqligida muqarrar ravishda oksidlanadi. Po'lat relslarning sirt oksidlanishi va relsning kuyishi o'rtasida yaqin bog'liqlik mavjud. Shuning uchun silliqlash jarayonida rels yuzasining oksidlanish harakatini o'rganish kerak.
Ma'lum bo'lishicha, siqilish kuchiga ega bo'lgan uch turdagi silliqlash toshlari tayyorlangan, ular mos ravishda 68,90 MPa, 95,2 MPa va 122,7 MPa quvvatga ega. Tegirmon toshlarining mustahkamligi tartibiga ko'ra, GS-10, GS-12,5 va GS-15 silliqlash toshlarining ushbu uchta guruhini ifodalash uchun ishlatiladi. GS-10, GS-12,5 va GS-15 silliqlash toshlarining uchta to'plami bilan maydalangan po'lat rels namunalari uchun ular mos ravishda RGS-10, RGS-12,5 va RGS-15 bilan ifodalanadi. 700 N, 600 rpm va 30 soniya silliqlash sharoitida silliqlash sinovlarini o'tkazing. Ko'proq intuitiv eksperimental natijalarga erishish uchun temir yo'l silliqlash toshi pinli disk bilan aloqa rejimini qabul qiladi. Tegirmondan keyin rels yuzasining oksidlanish harakatini tahlil qiling.
Tuproqli po'lat relsning sirt morfologiyasi 1-rasmda ko'rsatilganidek, SM va SEM yordamida kuzatildi va tahlil qilindi. Tuproqli temir yo'l sirtining SM natijalari shuni ko'rsatadiki, silliqlash toshining mustahkamligi oshgani sayin, er yuzasining rangi ko'k va sariq jigarrangdan relsning asl rangiga o'zgaradi. Lin va boshqalar tomonidan o'tkazilgan tadqiqot. silliqlash harorati 471 ℃ dan past bo'lganda, rels yuzasi normal rangda ko'rinishini ko'rsatdi. Silliqlash harorati 471-600 ℃ oralig'ida bo'lsa, rels ochiq sariq kuyishlarni ko'rsatadi, silliqlash harorati 600-735 ℃ orasida bo'lsa, rels yuzasi ko'k kuyishlarni ko'rsatadi. Shuning uchun, tuproqli rels yuzasining rangi o'zgarishiga asoslanib, silliqlash toshining mustahkamligi pasayganda, silliqlash harorati asta-sekin o'sib boradi va relsning kuyish darajasi oshadi degan xulosaga kelish mumkin. EDS tuproqli temir rels yuzasi va qoldiq pastki yuzasining elementar tarkibini tahlil qilish uchun ishlatilgan. Natijalar shuni ko'rsatdiki, silliqlash toshining mustahkamligi oshishi bilan temir yo'l yuzasida O elementining tarkibi kamaygan, bu rels yuzasida Fe va O ning bog'lanishining kamayishini va relsning oksidlanish darajasining pasayishini ko'rsatadi, bu rels yuzasida rang o'zgarishi tendentsiyasiga mos keladi. Shu bilan birga, silliqlash qoldiqlarining pastki yuzasida O elementining tarkibi ham silliqlash toshining mustahkamligi oshishi bilan kamayadi. Shunisi e'tiborga loyiqki, po'lat temir yo'lning yuzasi uchun bir xil silliqlash toshlari va silliqlash qoldiqlarining pastki yuzasi uchun ikkinchisining yuzasida O elementining tarkibi avvalgisidan yuqori. Chiqindilarni shakllantirish jarayonida plastik deformatsiya yuzaga keladi va abraziv moddalarning siqilishi tufayli issiqlik hosil bo'ladi; Chiqindilarni chiqarish jarayonida axlatning pastki yuzasi abrazivning old yuzasiga ishqalanadi va issiqlik hosil qiladi. Shu sababli, parchalanish deformatsiyasi va ishqalanish issiqligining birgalikdagi ta'siri qoldiqning pastki yuzasida oksidlanishning yuqori darajasiga olib keladi, natijada O elementining miqdori yuqori bo'ladi.
(a) Past quvvatli silliqlash toshli po'latdan yasalgan temir yo'l yuzasi (RGS-10)
(b) O'rtacha kuchli silliqlash toshli po'lat relsli zaminning yuzasi (RGS-12.5)
(c) Yuqori quvvatli silliqlash toshli po'latdan yasalgan temir yo'l yuzasi (RGS-15)
1-rasm. Turli intensivlikdagi silliqlash toshlari bilan silliqlashdan keyin po'lat relslarning sirt morfologiyasi, qoldiq morfologiyasi va EDS tahlili.
Po'lat relslar yuzasida oksidlanish mahsulotlarini va oksidlanish mahsulotlarining temir yo'l sirtining kuyish darajasi bilan o'zgarishini qo'shimcha tekshirish uchun tuproqli po'lat relslarning yaqin sirt qatlamidagi elementlarning kimyoviy holatini aniqlash uchun rentgen fotoelektron spektroskopiyasi (XPS) qo'llanildi. Natijalar 2-rasmda ko'rsatilgan. Har xil intensivlikdagi silliqlash toshlari bilan silliqlashdan keyin rels yuzasining to'liq spektrli tahlil natijalari (2-rasm (a)) er yuzasida C1s, O1s va Fe2p cho'qqilari mavjudligini va O atomlarining ulushi temir yo'l yuzasida kuyish darajasi bilan kamayib borishini ko'rsatadi, bu EDS tahlili natijalari bo'yicha naqshga mos keladi. XPS materialning sirt qatlami (taxminan 5 nm) yaqinidagi elementar holatlarni aniqlaganligi sababli, XPS to'liq spektri tomonidan aniqlangan elementlarning turlari va tarkibida po'lat relsli substratga nisbatan ma'lum farqlar mavjud. C1s cho'qqisi (284,6 eV) asosan boshqa elementlarning bog'lanish energiyasini kalibrlash uchun ishlatiladi. Po'lat relslar yuzasida asosiy oksidlanish mahsuloti Fe oksididir, shuning uchun Fe2p ning tor spektri batafsil tahlil qilinadi. Shakl 2 (b) dan (d) mos ravishda RGS-10, RGS-12,5 va RGS-15 po'lat relslari yuzasida Fe2p ning tor spektrli tahlilini ko'rsatadi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, Fe2p3/2 ga tegishli 710,1 eV va 712,4 eV da ikkita bog'lovchi energiya cho'qqisi mavjud; 723,7 eV va 726,1 eV da Fe2p1/2 ning bog'lovchi energiya cho'qqilari mavjud. Fe2p3/2 ning sunʼiy yoʻldosh choʻqqisi 718,2 eV da. 710,1 eV va 723,7 eV dagi ikkita cho'qqi Fe2O3 dagi Fe-O ning bog'lanish energiyasiga, 712,4 eV va 726,1 eVdagi tepaliklarga FeO ning Fe-O ning bog'lanish energiyasiga bog'liq bo'lishi mumkin. Natijalar Fe3O4 Fe2O3 ekanligini ko'rsatadi. Shu bilan birga, 706,8 eV da analitik cho'qqi aniqlanmadi, bu esa er osti temir yo'li yuzasida elementar Fe yo'qligini ko'rsatadi.
(a) to'liq spektr tahlili
(b) RGS-10 (ko'k)
(c) RGS-12.5 (och sariq)
(d) RGS-15 (po'lat relsning asl rangi)
2-rasm. Turli darajadagi kuyishlar bilan temir yo'l sirtlarining XPS tahlili
Fe2p tor spektridagi tepalik maydoni foizlari RGS-10, RGS-12,5 dan RGS-15 gacha Fe2+2p3/2 va Fe2+2p1/2 ning tepalik maydoni foizlari ortib borishini ko‘rsatadi, Fe3+2p3/2 va Fe3+2p1/2 ning tepalik maydoni foizlari pasayadi. Bu shuni ko'rsatadiki, relsdagi sirt kuyish darajasi pasayganda, sirt oksidlanish mahsulotlarida Fe2 + miqdori ortadi, Fe3 + tarkibi esa kamayadi. Oksidlanish mahsulotlarining turli tarkibiy qismlari tuproqli temir yo'lning turli xil ranglariga olib keladi. Yuzaki kuyish darajasi (ko'k) qanchalik yuqori bo'lsa, oksiddagi Fe2O3 mahsulotlarining miqdori shunchalik yuqori bo'ladi; Yuzaki kuyish darajasi qanchalik past bo'lsa, FeO mahsulotlarining tarkibi shunchalik yuqori bo'ladi.