Teräskiskot ovat rautatiekiskojen selkäranka, ja lähes kaikki nykyään käytössä olevat kiskot on valmistettu korkeahiilisestä-perliittiteräksestä. Tässä artikkelissa kerrotaan, mitä teräksiä käytetään kiskoissa, miten teräkset eroavat toisistaan ja mitä kukin seosaine vaikuttaa.
Raideteräksen perusteet: High{0}}Carbon Pearlitic Steel
Kiskoteräs on tavallinen hiiliteräs, jonka hiilipitoisuus on noin 0,65-0,82 prosenttia. Kuuma-valssatussa tilassa mikrorakenne on perliittinen, mikä antaa lujuuden, kovuuden ja kulutuskestävyyden suotuisan yhdistelmän. Koska kiskon on kestettävä suuria akselikuormia, kestettävä pään kulumista ja kestettävä toistuvia taivutusjaksoja, teräkselle on määritetty vähimmäisvetolujuus, vähimmäiskovuus ja tiukat rajat haitallisille elementeille.
Standardiraudan teräslaadut
Eri alueilla käytetään erilaisia laatujärjestelmiä samaan suunnittelutarkoitukseen. Euroopassa EN 13674-1 määrittelee kiskot kovuuden mukaan, esimerkiksi R260, jonka vetolujuus on vähintään noin 880 MPa, ja R350HT, jonka vetolujuus on noin 1175 MPa. Kiinassa GB/T 2585 -lajit, kuten U71Mn ja U75V, ovat yleisiä, joissa U75V tarjoaa vähintään 980 MPa:n vetolujuuden kuumavalssatussa tilassa ja korkeammat arvot pään karkaisun jälkeen. Pohjois-Amerikassa AREMA:n luvussa 4 määritellään standardihiili- ja lujat kiskolaadut 100RE–141RE-osien valikoimalle.
| Luokka | Vakio | Tyypillinen käyttö |
|---|---|---|
| R260 | EN 13674-1 | Yleiset sekalaiset{0}}liikennelinjat |
| R350HT | EN 13674-1 | Kaaret ja{0}}nopeat linjat |
| U71Mn | GB/T 2585 | Normaali pääradan kisko |
| U75V | GB/T 2585 | Raskaat-kuljetus- ja{1}}nopeat linjat |
| Normaali hiili | AREMA Luku 4 | Yleinen Pohjois-Amerikan rahti |
| Korkea lujuus | AREMA Luku 4 | Raskaat{0}}kuljetukset Pohjois-Amerikassa |
Mitä seosaineet tekevät
Kiskoteräksen suorituskyky riippuu pienistä seosainemääristä. Hiili lisää lujuutta, kovuutta ja kulutuskestävyyttä. Mangaani parantaa lujuutta ja sitkeyttä sekä poistaa haitallisia oksideja ja sulfideja. Pii parantaa kovuutta ja kulutuskestävyyttä ja auttaa poistamaan hapettumista teräksestä. Pienet kuparimäärät parantavat korroosionkestävyyttä, kun taas fosfori ja rikki pidetään erittäin alhaisina, koska ne tekevät teräksestä hauraita ja voivat aiheuttaa halkeamia valssauksen aikana.
| Elementti | Tyypillinen raja kiskoteräkselle | Vaikutus |
|---|---|---|
| C | 0,65-0,82 prosenttia | Lujuus, kovuus, kulutuskestävyys |
| Si | 0,15-0,90 prosenttia | Kovuus, hapettuminen |
| Mn | 0,60-1,54 prosenttia | Vahvuus, sitkeys |
| Cu | 0,10-0,40 prosenttia | Korroosion- ja väsymiskestävyys |
| P | enintään 0,04 prosenttia | Haitallista, aiheuttaa kylmää haurautta |
| S | enintään 0,05 prosenttia | Haitallista, aiheuttaa lamellihalkeamia |
Raskas raide, kevyt raide ja nosturi
Kiskot luokitellaan yleensä lineaarisen painon mukaan. Kaivosradoilla, työpajalinjoilla ja kevyillä raitiotieillä käytetään 8-30 kg/m kevytraitoja. Pääradalla käytetään raskaita kiskoja, joiden paino on 38-75 kg/m, kuten P38, P43, P50, P60 ja P75. Nosturin kiskot, kuten QU70 - QU120, ovat vielä raskaampia, jopa noin 118 kg/m, ja ne on suunniteltu nosto- ja pukkinostureiden keskitettyyn pyöräkuormaan.
Kuinka valita oikea kiskoteräs
Valitse taso liikenne-, nopeus- ja kaarreolosuhteiden mukaan. Keskinopeuksilla-sekaliikennelinjoilla normaali hiililaatu riittää yleensä. Raskaissa-kuljetuskäytävissä, jyrkissä kaltevuuksissa ja jyrkissä kaarteissa lämpökäsitelty laatu, kuten R350HT, pää-karkaistu U75V tai vastaava metalliseoslaatu pidentää kiskon käyttöikää parantamalla kovuutta ja kulutuskestävyyttä. Varmista aina vaadittu vähimmäisvetolujuus, kovuusalue ja mittatoleranssit voimassa olevan standardin mukaisesti ennen tilaamista.
FAQ
K: Mikä on rautatiekiskojen päämateriaali?V: Rautatiekiskot on valmistettu korkeahiilisestä-perliittiteräksestä, joka sisältää tavallisesti 0,65–0,82 prosenttia hiiltä ja pieniä lisäyksiä mangaania, piitä ja joskus kromia tai vanadiinia.
K: Käytetäänkö kiskoissa ruostumatonta terästä?V: Ei. Ruostumaton teräs on liian kallista, eikä sillä ole vaadittuja kulumisominaisuuksia. Kiskoissa käytetään hiili- ja niukka-seosteisia perliittiteräksiä.
K: Mitä R350HT tarkoittaa?V: R350HT on EN 13674-1 kiskolaatu, jonka vähimmäiskovuus on 350 HBW, lämpökäsitelty lujuuden parantamiseksi, minimivetolujuus noin 1175 MPa.
K: Miksi mangaania lisätään kiskoteräkseen?V: Mangaani parantaa lujuutta ja sitkeyttä, poistaa haitalliset oksidi- ja sulfidisulkeumat ja lisää kulutuskestävyyttä.
K: Mitä eroa on U71Mn:n ja U75V:n välillä?V: U75V sisältää vanadiinia ja tarjoaa paremman lujuuden ja kulutuskestävyyden kuin U71Mn, joten se sopii paremmin raskaille-kuljetuksille ja suurnopeuksille{3}}linjoille.
