5第五章 钢轨与伤损钢轨原因分析教案.docVIP

PAGE PAGE 1 目 录 第五章 钢轨与伤损钢轨原因分析 钢轨知识 一、钢轨的作用和要求 二、钢轨的分类和断面尺寸 三、钢轨的标志及含义 四、钢轨生产过程 五、钢轨的化学成分和机械性能 第二节 钢轨伤损 一、钢轨伤损的定义、标准和标记 二、钢轨伤损分类 三、钢轨的伤损产生原因及分布情况 第五章 钢轨与伤损钢轨原因分析 第一节 钢轨知识 一、钢轨的作用和要求 钢轨是轨道结构的重要部件，直接承受机车、车辆荷载的作用，它的强度和状态直接关系到铁路运输的安全、平稳和畅通。 （一）钢轨的作用 1.支持并引导机车车辆按规定的方向运行，将来自车轮的荷载和冲击传布于轨枕和扣件之上。 2.在自动闭塞区段，钢轨又成为轨道电路中的一部分，起到信号电流的传输作用。 3.在电气化区段，钢轨还作为电力机车牵引电流的回流导线作用。 （二）钢轨的要求 1.钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面，又为机车提供最大的黏着牵引力，因而要求钢轨顶面具有相应的摩擦系数，能产生一定的摩擦力。 2.钢轨受到车轮碾压会产生弯曲，为抵抗弯曲，钢轨应具有相当的强度。但因钢轨是承受冲击的受力体，为了减轻车轮对钢轨的冲击作用，减少机车、车辆走行部分及钢轨的裂损，钢轨又必须具有一定的可挠性。 3.为使钢轨不至被巨大压力压溃或迅速磨耗，钢轨应具有足够的硬度。此外，钢轨还应具有较强的抗剥离性和抗疲劳性，一定的耐腐蚀性，良好的可焊性等。 二、钢轨的分类和断面尺寸 （一）钢轨的分类 1.按钢种分：碳素轨和合金轨。 2.按钢轨的重量分：38kg/m、43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m。 3.按力学性能分：普通轨、高强轨、耐磨轨。 （二）钢轨各部位名称和尺寸 1. 钢轨的横截面部位名称 钢轨的横截面为左右对称的工字型，从上往下分为轨头、轨腰和轨底三部分；钢轨伤损区域划分三个探测区：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区。 2. 钢轨的各部位尺寸 （三）AT钢轨的截面尺寸 三、钢轨的标志及含义 钢轨出厂时应有制造厂标、钢轨类型、钢种符号、钢轨制造年月、熔炼号、品级号等标志。 国产钢轨生产厂家名称、代号 2.钢种、炉种及生产代号含义 四、钢轨生产过程 钢轨制造应采用平炉、氧气转炉冶炼的镇静钢制造，为保证钢轨没有缩孔喝有害的偏析，相当于钢锭头、尾的钢坯应充分切除，并应采用使钢轨中不产生白点的生产工艺。 五、钢轨的化学成分和机械性能 （一）钢轨的化学成分 钢轨的组织与性能主要取决于它的化学成分。 为了进一步改善钢轨的机械性能，冶金部门开发了微合金轨，即在碳素钢中加入铬（Cr）可提高钢的强度、硬度、耐磨性、淬透性和耐腐蚀性；加入钒（V）可提高钢的强度、耐磨性、淬透性，改善钢的塑性和韧性；加入钛（Ti）可细化钢的晶粒，提高强度，改善韧性；加入稀土可细化有害的非金属杂质的粒径，改善钢的耐磨性和韧性。 （二）钢轨的机械性能 1.强度 钢轨在载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力，常以强度极限、屈服极限等指标来表示。 强度极限（抗拉强度）是指金属材料抵抗拉伸载荷作用而不至破坏的最大应力。 屈服极限（屈服强度）是指金属材料在载荷不增加的情况下，仍能产生明显塑性变形时的应力。 2. 塑性 金属材料在载荷作用下，产生显著的变形而不至破坏，并在载荷取消后，仍能保持变形后的形状。 3.硬度 金属材料抵抗另一种硬物体（材料）压入其表面的能力。分为布氏硬度和洛氏硬度。 4. 韧性 金属材料抵抗冲击载荷作用而不至破坏的能力。 5.疲劳 在交变载荷的作用下，材料发生断裂的现象。金属材料抵抗疲劳的能力，用疲劳强度来衡量。 第二节 钢轨伤损 一、钢轨伤损的定义、标准和标记 （一）钢轨伤损的定义 钢轨伤损是指钢轨在使用过程中发生的折断、裂纹及其他影响和限制钢轨使用性能的各种状态。钢轨伤损程度分为轻伤、重伤、折断三种。 1.钢轨折断标准 钢轨折断是指发生下列情况之一者： = 1 \* GB2 ⑴钢轨全截面断裂； = 2 \* GB2 ⑵裂纹贯通整个轨头截面； = 3 \* GB2 ⑶裂纹贯通整个轨底截面； = 4 \* GB2 ⑷允许速度不大于160km／h区段钢轨顶面上有长度大于50mm且深度大于10mm的掉块，允许速度大于160km／h区段钢轨顶面上有长度大于30 mm且深度大于5 mm的掉块。 断裂分两种形式：钢轨折断后断口上能观察到较明显的疲劳断口时称为疲劳断裂；折断后在断口上没有明显的疲劳断口时称为脆性断裂。 2.钢轨裂纹是指钢轨表面或内部的部分金属发生分离。 3.钢轨其他伤损是指除裂纹、折断以外，影响钢轨使用性能的磨耗、压溃、压陷、波浪磨耗、弯曲变形、表面缺陷、外伤腐蚀等伤损。 4. 钢轨伤损状态是指钢轨伤损的宏观形貌特征，