באיזו פלדה משתמשים במסילות? הסבר על ציוני פלדת מסילה

מסילות פלדה הן עמוד השדרה של מסילת הרכבת, וכמעט כל המסילות הפועלות כיום עשויות מפלדה פרליטית גבוהה-פחמן. מאמר זה מסביר באילו פלדות משתמשים במסילות, כיצד הציונים נבדלים ומה תורם כל אלמנט מתג.

יסודות פלדת מסילה: פלדה פרליטית גבוהה-פחמן

פלדת מסילה היא פלדת פחמן רגילה עם תכולת פחמן של בערך 0.65 עד 0.82 אחוז. במצב של גלגול חם-, המיקרומבנה הוא פניני, מה שנותן שילוב חיובי של חוזק, קשיות ועמידות בפני שחיקה. מכיוון שמסילה חייבת לשאת עומסי סרנים גבוהים, להתנגד לשחיקת ראש ולהתמודד עם מחזורי כיפוף חוזרים ונשנים, הפלדה מוגדרת עם חוזק מתיחה מינימלי, מינימום קשיות ומגבלות קפדניות על אלמנטים מזיקים.

דרגות פלדה מסילה סטנדרטיות

אזורים שונים משתמשים במערכות ציונים שונות לאותה מטרה הנדסית. באירופה, EN 13674-1 מציין מסילות לפי קשיות, למשל R260 עם חוזק מתיחה מינימלי של כ-880 MPa, ו-R350HT עם כ-1175 MPa. בסין, דרגות GB/T 2585 כגון U71Mn ו-U75V נפוצות, כאשר U75V מציע חוזק מתיחה מינימלי של 980 MPa במצב גליל חם- וערכים גבוהים יותר לאחר התקשות הראש. בצפון אמריקה, AREMA פרק 4 מגדיר דרגות פחמן סטנדרטיות ומסילות חוזק גבוה עבור טווח הקטעים 100RE עד 141RE.

מה עושים האלמנטים המתגזרים

הביצועים של פלדת מסילה תלויים בכמויות קטנות של אלמנטים מתגזרים. פחמן מעלה חוזק, קשיות ועמידות בפני שחיקה. מנגן משפר את החוזק והקשיחות ומסיר תחמוצות וסולפידים מזיקים. סיליקון משפר את הקשיות ואת העמידות בפני שחיקה ומסייע בניקוי החמצון של הפלדה. כמויות קטנות של נחושת משפרות את העמידות בפני קורוזיה, בעוד שזרחן וגופרית נשמרים נמוכים מאוד מכיוון שהם הופכים את הפלדה לשבירה ועלולים לגרום לסדקים במהלך הגלגול.

רכבת כבדה, רכבת קלה ומנוף רכבת

מסילה מסווגת בדרך כלל לפי משקל ליניארי. רכבות קלות מ-8 עד 30 ק"ג/מ' משמשות למסלולי מכרות, קווי סדנאות וחשמליות קלות. מסילות כבדות מ-38 עד 75 ק"ג/מ"ר, כגון P38, P43, P50, P60 ו-P75, משמשות למסילת הרכבת הראשית. מסילות מנוף כגון QU70 עד QU120 עדיין כבדות יותר, עד כ-118 ק"ג/מ"ר, ומיועדות לעומסי גלגלים מרוכזים של עגורני גג ועגורנים.

כיצד לבחור את פלדת המסילה הנכונה

בחר את הציון בהתאם לתנאי התנועה, המהירות והעקומה. לקווי תנועה- מעורבת עם מהירויות מתונות, דירוג פחמן סטנדרטי בדרך כלל מספיק. עבור מסדרונות כבדים-, שיפועים תלולים ועיקולים חדים, דרגת-טיפול בחום כגון R350HT, ראש-U75V או דרגת סגסוגת מקבילה מאריכה את חיי המסילה על ידי שיפור קשיות ועמידות בפני שחיקה. אשר תמיד את חוזק המתיחה המינימלי הנדרש, טווח הקשיות וסובלנות המימדים מול התקן השולט לפני ההזמנה.

שאלות נפוצות

ש: מהו החומר העיקרי של מסילות רכבת?ת: מסילות הרכבת עשויות מפלדה פרליטית גבוהה-שמכילה בדרך כלל 0.65 עד 0.82 אחוז פחמן עם תוספות קטנות של מנגן, סיליקון ולפעמים כרום או ונדיום.

ש: האם משתמשים בנירוסטה למסילות?ת: לא. נירוסטה יקרה מדי ואינה מציעה את מאפייני הבלאי הנדרשים. מסילות משתמשות בפלדות פחמן וסגסוגת-נמוכה.

ש: מה המשמעות של R350HT?ת: R350HT היא דרגת מסילה EN 13674-1 עם קשיות מינימלית של 350 HBW, מטופלת בחום לחוזק גבוה יותר, עם חוזק מתיחה מינימלי של כ-1175 MPa.

ש: מדוע מוסיפים מנגן לפלדת מסילה?ת: מנגן משפר את החוזק והקשיחות, מסיר תכלילי תחמוצת וגופרית מזיקים, ומגביר את עמידות הבלאי.

ש: מה ההבדל בין U71Mn ל-U75V?ת: U75V מכיל ונדיום ומציע חוזק ועמידות בפני שחיקה גבוהים יותר מ-U71Mn, מה שהופך אותו למתאים יותר לקווים-כבדים ובמהירות-גבוהה.