Qu'est-ce que le rail lourd GB/T 2585 U71Mn ?
L'U71Mn est un acier pour rails à haute-carbone et faible-allié couvert par la norme GB/T 2585, la norme nationale chinoise pour les rails ferroviaires-laminés à chaud. La désignation suit le système chinois de dénomination de l'acier ferroviaire : la lettre U désigne l'acier ferroviaire, le chiffre 71 indique une teneur nominale en carbone d'environ 0,71 % et Mn indique que le manganèse est le principal élément d'alliage, ajouté pour augmenter la dureté et la résistance à l'usure. Le grade est fourni comme rail lourd pour les lignes ferroviaires principales, où la section doit supporter la pression, la charge d'impact et la friction des locomotives et du matériel roulant tout en conservant une surface de roulement droite et stable.
Les rails lourds sont regroupés par masse par mètre. La série GB commune comprend des sections de 38, 43, 50, 60, 70 et 75 kg/m. Les lignes principales, les corridors de fret lourd-et les branchements utilisent généralement des rails de 60 kg/m et 75 kg/m, tandis que les sections de 38 à 50 kg/m desservent les lignes secondaires, les voies d'évitement et les voies industrielles. Parce qu'un rail est un élément structurel critique pour la sécurité, le GB/T 2585 contrôle à la fois la chimie, les propriétés mécaniques, la propreté et la solidité interne, et le rail livré doit satisfaire à tous ces éléments en même temps.
Sections de rail lourdes et dimensions nominales
Chaque demande doit indiquer la section exacte, car la largeur de la tête, la largeur de la base, l'épaisseur de l'âme et la hauteur changent toutes en fonction de la masse nominale. Les figures ci-dessous montrent les dimensions nominales typiques des sections de rails lourds largement utilisées.
| Masse nominale (kg/m) | Hauteur (mm) | Largeur de la tête (mm) | Largeur du socle (mm) | Épaisseur de l'âme (mm) | Service typique |
|---|---|---|---|---|---|
| 38 | 134 | 68 | 114 | 13 | Tronc léger et piste industrielle |
| 43 | 140 | 70 | 114 | 14.5 | Lignes secondaires, voie de triage |
| 50 | 152 | 70 | 132 | 15.5 | Lignes à trafic moyen, parcs à conteneurs |
| 60 | 176 | 73 | 150 | 16.5 | Grandes lignes passagers et fret |
| 75 | 192 | 75 | 150 | 20 | Voie de transport lourd-et charge par essieu élevée |
Les rails sont normalement roulés en longueurs de 12,5 m et 25 m, et ces longueurs de base sont ensuite soudées bout à bout par flash- en longues cordes pour une voie soudée continue. La hauteur de la section, la largeur de la base et la planéité de la base sont vérifiées par rapport au tableau standard, car une base hors tolérance fait que le rail repose de manière inégale sur la traverse et raccourcit la durée de vie des fixations.
Composition chimique typique de l'U71Mn
La chimie est délibérément simple et la propreté plutôt que la teneur en alliage fait le travail. Une plage de spécifications typique pour la nuance U71Mn est présentée ci-dessous ; les valeurs qui s'appliquent à un contrat donné sont celles imprimées dans l'édition GB/T 2585 mentionnée sur la commande.
| Élément | C | Si | Mn | P | S |
|---|---|---|---|---|---|
| Plage typique (% en masse) | 0.65-0.76 | 0.15-0.35 | 1.10-1.40 | 0,030 maximum | 0,030 maximum |
Le niveau de manganèse est ce qui différencie l'U71Mn de l'acier pour rails à haute teneur en carbone tel que l'U71 ou l'U74 : il améliore la trempabilité et la résistance à l'usure sans le coût d'un ajout de micro-alliage. Les éléments résiduels, la teneur en gaz et le niveau d'inclusions non métalliques sont contrôlés pendant la fabrication de l'acier plutôt que par le seul tableau de composition, c'est pourquoi deux coulées avec la même analyse en poche peuvent se comporter différemment en service.
Propriétés mécaniques et tests de qualité internes
L’acier ferroviaire est acheté en fonction de ses propriétés, et non uniquement en fonction de ses propriétés chimiques. Une commande ferroviaire lourde U71Mn nécessite normalement les vérifications suivantes :
Propriétés de traction- Les tableaux de spécifications pour les rails U71Mn exigent généralement une résistance à la traction minimale de l'ordre de 880 MPa avec un allongement minimum d'environ 9 %, testée sur un échantillon usiné prélevé sur le champignon du rail.
Dureté- l'uniformité de la dureté de la surface de roulement est vérifiée, l'état tel que-laminé se situant généralement dans la bande de 260 à 300 HBW, et avec le rail trempé-exigeant un chiffre convenu plus élevé.
Essai de chute de marteau- un échantillon de section complète supporté sur une portée fixe est frappé par un poids tombant pour confirmer la résistance à la rupture fragile, qui est la mesure pratique de la ténacité pour une utilisation sur piste.
Macrostructure de lixiviation acide- une section transversale gravée ou une tranche longitudinale révèle une ségrégation, une porosité, des fissures et d'autres défauts internes que les essais de traction ordinaires ne peuvent pas détecter.
Analyse chimiqueLes analyses de - poches et produits confirment que le carbone, le manganèse, le phosphore et le soufre restent à l'intérieur de la fenêtre de teneur.
Ces contrôles sont la raison pour laquelle un rail lourd n'est pas interchangeable avec une section de masse-égale provenant d'une famille de produits non-ferroviaires : les critères d'acceptation sont écrits autour de la fatigue et du service aux chocs, et non autour de la résistance statique.
Où le rail U71Mn est utilisé et comment le commander
L'U71Mn est la qualité la plus performante pour les voies principales, les voies courbes et les branchements où un bon équilibre entre dureté et ténacité est nécessaire à un coût raisonnable. Lorsqu'une surface de roulement plus dure est requise dans des courbes prononcées ou des lignes de charge par essieu élevées, un rail de tête-trempé ou une nuance de micro-alliage telle que l'U75V est généralement spécifié à la place, et les deux sont fréquemment mélangés au sein d'un même projet.
Pour éviter les litiges, un bon de commande doit indiquer la masse de la section, la norme et l'édition, la nuance, la longueur, l'état de livraison, si un durcissement de la tête est requis, la finition finale et les tests à constater. Les acheteurs doivent également se mettre d'accord sur le marquage et sur la façon dont chaque numéro de coulée est retracé depuis l'aciérie jusqu'au certificat d'inspection final en passant par le laminage.
Foire aux questions
Q : Que signifie le nom U71Mn dans les normes ferroviaires chinoises ?
U signifie acier pour rails, 71 indique une teneur nominale en carbone d'environ 0,71 pour cent, et Mn montre que le manganèse est le principal ajout d'alliage utilisé pour augmenter la dureté et la résistance à l'usure.
Q : Quelle est la différence entre les rails U71Mn et U75V ?
L'U75V est un acier pour rails micro-allié avec du vanadium et un niveau de carbone plus élevé, offrant une dureté plus élevée et une meilleure résistance à l'usure dans les courbes sévères, tandis que l'U71Mn offre un équilibre plus large entre ténacité et coût pour un usage normal sur les lignes principales.
Q : Quels tronçons de rails lourds sont les plus courants ?
Les projets de lignes principales et de transport lourd-utilisent principalement des rails de 60 kg/m et 75 kg/m, tandis que les sections de 38, 43 et 50 kg/m sont utilisées sur les lignes secondaires, les voies d'évitement et les voies industrielles.
Q : Combien de temps un rail lourd est-il livré ?
Les rails lourds sont normalement roulés en longueurs de 12,5 m et 25 m, et celles-ci sont soudées en longues chaînes de voies soudées continues pendant la construction de la voie.
Q : Pourquoi un test de frappe au marteau est-il requis pour l'acier des rails ?
Le test reproduit un impact brutal sur un échantillon de section complète et montre si le rail résiste à la rupture fragile, qui est le mode de défaillance le plus important en voie.
Q : Le rail U71Mn peut-il être soudé sur site ?
Oui. La nuance est régulièrement assemblée par soudage bout à bout flash-dans une installation fixe ou par soudage aluminothermique sur site, à condition que la procédure de soudage soit qualifiée pour la section et que le préchauffage et le refroidissement post-soudage soient contrôlés.