La trempabilité du matériau de la plaque de serrage et l'uniformité de la force de serrage pour les rails à grande section-
Pourquoi le serrage de rails à grande section-impose-t-il des exigences de trempabilité plus élevées sur les plaques de pression ?
Les rails à grande section-(par exemple, supérieure ou égale à 75 kg/m) ont une largeur de champignon de rail supérieure à 80 mm, ce qui nécessite une augmentation correspondante de la section transversale portante-de la plaque de pression. Une trempabilité insuffisante entraîne uniquement la formation de la surface-martensite à haute résistance pendant la trempe, tandis que le noyau reste de la ferrite molle-perlite. Lors du serrage des boulons, une déformation élastique inégale se produit entre la surface et le noyau, concentrant la force de serrage sur les bords de la plaque et laissant une force insuffisante au centre du champignon du rail. Cette force inégale ne parvient pas à limiter le déplacement des rails sur de grandes sections, ce qui provoque facilement des maladies de la voie.
Comment quantifier la répartition inégale de la force de serrage de plaques présentant une trempabilité insuffisante ?
Lecoefficient de répartition de la force de serrage(rapport entre la force de serrage maximale et minimale sur la longueur effective) est utilisé. Pour les plaques ayant une trempabilité adéquate, le coefficient est inférieur ou égal à 1,2 (répartition uniforme). En cas de trempabilité insuffisante, elle peut dépasser 1,5. Par exemple, une plaque de rail de 75 kg/m avec une faible trempabilité peut avoir une force de serrage sur les bords de 12 kN mais seulement 7 kN au centre-bien en dessous des exigences de conception et inefficace pour le serrage.
Quels composants chimiques déterminent principalement la trempabilité des matériaux des plaques de pression ?
La trempabilité dépend deteneur en éléments d'alliage; le carbone est fondamental et les alliages sont essentiels. Les matériaux courants sont l'acier 45# ou l'acier 40Cr-40Cr a une trempabilité bien supérieure grâce à l'ajout de chrome. Les alliages comme le chrome, le manganèse, le molybdène et le vanadium réduisent la vitesse de refroidissement critique, permettant la formation de martensite dans le noyau pendant la trempe. Pour les rails à grande section-, des aciers alliés à teneur moyenne en carbone (par exemple, 42CrMo) avec une teneur en alliage plus élevée sont utilisés pour une trempabilité améliorée.
Au-delà de la sélection des matériaux, comment la « trempe martelée » dans le traitement thermique améliore-t-elle la trempabilité des plaques et l'uniformité du serrage ?
Le martempering consiste à chauffer la plaque à la température d'austénitisation, à la refroidir dans du sel fondu ou de l'huile chaude légèrement au-dessus du point Ms pour égaliser les températures du cœur et de la surface, puis à la refroidir à l'air-à température ambiante. Ce processusréduit les gradients de vitesse de refroidissement, évitant les différences structurelles dues au refroidissement rapide de la surface et au refroidissement lent du cœur. Le martempering produit une structure de sorbite trempée uniforme dans toute la plaque, garantissant un module élastique constant et une déformation uniforme sous charge-garantissant une force de serrage uniforme pour les rails de grande section-.
Comment évaluer de manière préliminaire la qualification de la trempabilité des plaques via des tests de dureté sur site ?
Letest de dureté en coupe transversale- is used: sample plates are cut along the load-bearing cross-section, polished, and tested for hardness at the surface, 1/2 thickness, and core using a Rockwell durometer. For qualified plates, hardness values at the three positions are nearly identical (deviation ≤HRC 3). A core hardness ≥HRC 5 lower than the surface indicates insufficient hardenability and structural differences. Additionally, a clamping force test with a distribution coefficient >1.2 confirme indirectement une mauvaise trempabilité-de telles plaques sont strictement interdites pour l'installation de rails de grande section-.