Главная » Статьи » Рельсовая сталь - марки и характеристики

Рельсовая сталь: марки и характеристики

Содержание:

Выбор подходящего материала напрямую влияет на длительность и беспроблемность эксплуатации верхних строений путей на железной дороге. Особенно жёсткие требования предъявляются к рельсовой стали. Ведь рельсы испытывают колоссальные нагрузки, поэтому обязаны быть максимально прочными и долговечными. Расскажем вам, из чего делают рельсы, а также какие свойства характерны для рельсовых сталей разных сортов.

Преимущества железнодорожных рельсов

Рельсы из рельсовой стали За последний век до десятка раз увеличилась грузоподъёмность железнодорожного транспорта, а скорость его движения по рельсам пятикратно возросла. Пропорционально повысились и нагрузки на рельсы — их прошлось делать гораздо прочнее, твёрже и устойчивее к износу, чем 100 лет назад.

Современный рельсовый прокат обладает рядом достоинств, которые он преимущество приобрёл благодаря рельсовой стали:

равномерное распределение нагрузок по всей длине полотна;
обеспечение нужного коэффициента сцепления поверхности рельс с колёсами ЖД-транспорта, что позволяет ему развивать и поддерживать высокую скорость движения;
огромный эксплуатационный ресурс, превышающий 50 лет;
сопротивляемость износу, способность выдерживать высокие нагрузки и напряжения.

Именно за счёт этих достоинств рельсы могут выполнять главную задачу — обеспечение быстрого и безопасного движения по ним железнодорожного транспорта.

Особенности рельсовой стали

Материал, из которого делают рельсы, представлен целой группой родственных металлов с мелкоигольчатым перлитом в основе. Его выплавляют в конвертерных или дуговых печах. Финальная термообработка рельсов делает их структуру однородной, а их — достаточно твёрдыми и устойчивыми к износу. При выплавке применяются 2 группы раскислителей: ферромарганец или ферросилиций убирают вредные примеси, а алюминий удаляет из сплава кислород.

Из чего выплавляют рельсы

Конкретная марка стали напрямую зависит от области использования и типа рельсов. Например, конвертерная сталь нужна для выплавки узкоколейных и ширококолейных ВСП. Для крановых опорных конструкций требуются сплавы с высоким содержанием углерода. Сравнительно мягкие сплавы используются при выпуске контактных рельсов метрополитенов — там нагрузки не такие высокие, но нужна способность эффективного снятия тока.

Рассмотрим, какие основные марки рельсовой стали востребованы в железнодорожной промышленности:

Марка 76. Лидер по популярности — из неё изготавливают профили серий Р50 и Р65, которые составляют ¾ всех ЖД-полотен с широкой колеёй.
Марка 76Ф. Она усилена ванадием и более долговечная. Из неё производят рельсовый прокат для высокоскоростных линий локомотивов и другого скоростного транспорта.
Марка К63. За счёт легирования никелем (до 0,3%) она гораздо твёрже и устойчивее к коррозии. Сплав применяют в производстве крановых рельсов и эксплуатации при нагрузках, близких к критическим.
Марка К63Ф. Она легированная вольфрамом, более прочная и долговечная;
Марка М54. За счёт добавления марганца сплав получил улучшенные показатели вязкости. Используется в производстве стрелочных переводов и накладок в местах стыков рельс.
Марка М68. Из неё изготавливают специфические элементы ВСП.

Столь богатое разнообразие марок рельсовой стали обусловлено необходимостью применения в железнодорожном строительстве элементов с различными механическими и эксплуатационными характеристиками. Конкретный тип рельсовой стали можно узнать по маркировке, которая бывает постоянной или временной. Постоянная наносится клеймением, а временная — краской. Обозначения в маркировке соответствуют ГОСТу — это касается как основных характеристик, так и особенностей проката: длины, наличия технических отверстий и т. п.

Состав рельсовой стали

Химический состав таких сталей регламентирован нормами ГОСТ Р 554 97-2013. В основе проката обязательно лежит железо, также в разных массовых долях в сплаве присутствуют различные элементы:

Углерод (карбон). Присутствие в составе 0,71–0,82%. Он в 2 раза повышает механические свойства сплавов, делает их устойчивее к высоким температурам.
Марганец. Его доля 0,25–1,05%. Элемент на 25–30% улучшает ударную вязкость сплавов, делает их твёрже и устойчивее к износу. При этом сохраняет изначальную пластичность металла, что облегчает производство проката.
Кремний. Его доля 0,18–0,4%. Он удаляет кислород из сплава, что повышает долговечность изделия приблизительно в 1,4 раза, снижает риск появления ликвидационных пятен.
Ванадий. Его доля 0,012–0,08% и зависит от марки стали. Элемент повышает контактную прочность рельсов и предел их выносливости.

Однако на производстве можно столкнуться с нежелательными и вредными примесями, ухудшающими эксплуатационные свойства изделий:

Азот. Его доля составляет 0,03–0,07%, а присутствие в сплаве приводит к нейтрализации легирующего эффекта. Он формирует не поддающиеся термоупрочнению участки в толще рельс, что снижает их механическую прочность.
Сера. Её доля в составе — до 0,045%. Из-за серы сплав хуже обрабатывается горячим методом под давлением, а это приводит к появлению склонных к трещинообразованию изделий, которые сразу же отбраковываются.
Фосфор. Его доля до 0,035%. Он делает металл более хрупким, провоцирует быстрое накопление усталости, что ускоряет процесс расслоения и разломов изделий.

Рельсы эксплуатируются до истечения срока наработки, который указан заводом-изготовителем для какого типа изделий. Однако ввиду нарушения условий эксплуатации и возможного брака на производстве обязательно проводится досрочная замена или ремонт элементов ВСП.

Мы рассказали, из чего делают рельсы и как производят рельсовую сталь. Что наиболее востребованы стали марки 76 и 76Ф с высоким содержанием углерода и легированные ванадием, а производство рельсового проката осуществляют при вакуумной и термической обработке. Это упростит вам задачу выбора изделий из металла нужного вида и марки стали.

А наша компания обеспечит поставки шпал в любых объёмах и по низкой цене.

←Обратно к списку