Для обеспечения гладкости и долговечности железнодорожных путей важно, чтобы рельсы, по которым движется пассажирский и грузовой транспорт, были изготовлены из правильного материала. Магазин: купить рельсы железнодорожные.
В этом разделе мы расскажем вам, что такое рельсовая сталь и из чего она состоит.
Основные требования к рельсовой стали
Современные рельсовые транспортные средства создаются для того, чтобы выдерживать высокие нагрузки, что предъявляет серьезные требования к химическому составу и обработке материала. Несоблюдение этих требований может привести к серьезным авариям на железнодорожных путях.
Механические свойства сплавов
Сплавы, из которых состоят рельсы, подвергаются повторяющимся нагрузкам, и важно, чтобы они могли их выдержать. Предел прочности при растяжении должен быть около 800-1000 МПа, иначе металл деформируется. На прочность материала также влияют легирующие элементы в его составе.
Рельсы также должны выдерживать ударные нагрузки, поэтому ударопрочность используемых материалов должна составлять 2,5 кг/см2. Твердость материала зависит от качества термической обработки; чем лучше закалка, тем прочнее сталь.
Рельсовая сталь обладает умеренной пластичностью. Изделие можно подвергать горячей обработке, но при этом оно должно быть нагрето до 900-1000°C.
Химический состав рельсовых сталей
Часто в качестве исходного материала используется углеродистая сталь. Однако слишком большое количество углерода делает материал хрупким, поэтому для повышения прочности стали добавляют несколько компонентов.
Легирование используется для улучшения характеристик рельсовых сталей
Марганец улучшает механические свойства. Благодаря этому элементу ударная вязкость сплава увеличивается на 20-30%, повышается износостойкость и твердость материала. В то же время сталь сохраняет свою пластичность и не становится хрупкой.
Кремний улучшает кристаллическую структуру стали, повышая ее износостойкость и твердость: 0,18-0,40% кремния увеличивает прочность рельсов в 1,3-1,5 раза.
Ванадий повышает прочность металла, благодаря чему рельсы могут выдерживать значительные контактные нагрузки.
Однако в рельсовых сталях есть и нежелательные вещества, присутствие которых отрицательно сказывается на свойствах металла:
- Присутствие азота мешает легированию стали и ванадия, ухудшая механические свойства и термическую прочность материала.
- Примеси фосфора могут сделать сплавы более хрупкими, вызывая растрескивание и даже разрушение.
- Сера затрудняет обработку металла давлением при высоких температурах. Это означает, что рельсовая сталь не выдерживает необходимых напряжений, что также может вызвать растрескивание и расслоение.
В зависимости от соотношения полезных и не очень полезных примесей сталь подразделяется на марки. В I класс входит материал, содержащий только пригодные компоненты, а во II класс — материал, который может содержать нежелательные компоненты.
