گرید و سختی و کاربرد ریل فولادی

گرید و سختی و کاربرد ریل فولادی

*** انواع ریل راه آهن

با گسترش علم مواد و افزایش اطلاعات در زمینه فولاد باعث شد تا ریل‌ها در زمان‌های گذشته از فولاد ساخته شوند.

در بحث انواع ریل راه آهن ، در ابتدا جنس ریل‌ها از چوب بوده است، که معمولا از جنس چوب بلوط است و روی آن لایه ‌ای از چدن قرار می‌دهند

تا در کاهش اصطکاک و افزایش استحکام موثر واقع شود.

اما یکی از معایب این روش این است که با گذشت زمان لایه چدنی از روی چوب کنده می‌شود که مشکلاتی را به بار می‌آورد.

پس از آن ریل‌ها کلا از جنس چدن ساخته شدند، که معمولا برای حمل ذغال سنگ استفاده می‌شد.

سپس شکل هندسی آن را تغییر دادند، و ریل‌های تاج‌دار تولید شد.

اما یکی دیگر از نقاط ضعف چدن‌ها که در ریل استفاده می‌شد، انعطاف پذیری کم آنها بود،

این باعث می‌شد تا مقاومت کمی در برابر شکست داشته باشد.

اما با پیشرفت تکنولوژی بشر توانست از فولاد و عملیات حرارتی جهت تولید ریل‌ فولادی استفاده کند.

ریل فولادی در سال ۱۸۵۷ در انگلیس ساخته شد. د ر ادامه به بررسی ریل فولادی پرداخته می‌شود.

ریل فولادی با هدف تحمل و هدایت بار در کاربردهایی مثل راه آهن و قطار،

مسیر حرکت جرثقیل و واگن و درب‌های کشویی مورد استفاده قرار می‌گیرد

و علاوه بر فولاد CK45 و CK55، چهارپهلو و تسمه ST37 و ST52 نیز برای ساخت ریل فولادی بسته به کاربرد، استفاده می‌شود.

*** آلیاژ ریل قطار

ریل فولادی معمولا از جنس فولادهای CK45، CK55، ST37 و ST52 ساخته می‌شود.

در ابتدا به روش ریخته گری در شکل مشخصی ریل فولادی تولید می‌شود و پس از آن تحت عملیات نورد قرار می‌گیرد.

ریل راه آهن دارای سطح مقطع معین و طول بلند استف که روی ریل بند قرار می‌گیرد.

از مهمترین ویژگی‌هایی که بایستی ریل فولادی داشته باشد، می‌توان به مقاومت به سایش و مقاومت در برابر ضربه اشاره کرد.

در واقع ریل فولادی بایستی در برابر بار راه آهن و قطار تحمل بالایی داشته باشد

و نیروی وارده را به نحو احسن به بستر مسیر ارسال می‌کند.

و برای حرکت، اصطکاک کمی داشته باشد تا از سرعت آن کاسته نشود.

**گرید و سختی ریل فولادی

اولین ریل های فولادی در سال 1857 توسط رابرت فارستر موشت ساخته شد که در ایستگاه دربی در انگلستان نصب کرد.

فولاد فلزی بسیار قوی‌تری است که به طور پیوسته جایگزین آهن برای استفاده در خط راه‌آهن می‌شود

و اجازه می‌دهد تا ریل‌های طولانی‌تر نورد شود.

انجمن مهندسی راه آهن آمریکا (AREA) و انجمن آمریکایی مواد آزمایش (ASTM)

محتوای کربن، منگنز، سیلیکون و فسفر را برای ریل های فولادی مشخص کردند.

استحکام کششی با محتوای کربن افزایش می یابد، در حالی که شکل پذیری کاهش می یابد.

AREA و ASTM مقدار 0.55 تا 0.77 درصد کربن در ریل های ۷۰ تا ۹۰ پوند بر یارد (۳۴٫۷ تا ۴۴٫۶ کیلوگرم بر متر) ،

0.67 تا 0.80 درصد در ۹۰ تا ۱۲۰ پوند بر یارد (۴۴٫۶ تا ۵۹٫۵ کیلوگرم بر متر) و 0.69 تا 0.82 درصد برای ریل های سنگین تر مشخص کردند.

منگنز استحکام و مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهد. AREA

و ASTM مقدار 0.6 تا 0.9 درصد منگنز را در ریل های 70 تا 90 پوند و 0.7 تا 1 درصد در ریل های سنگین تر مشخص کردند.

سیلیکون ترجیحاً توسط اکسیژن اکسید می شود و برای کاهش تشکیل اکسیدهای فلزی

در فرآیندهای نورد ریلی و ریخته گری به آن اضافه می شود. AREA و ASTM مقدار 0.1 تا 0.23 درصد سیلیکون را مشخص کردند.

فسفر و گوگرد ناخالصی هایی هستند که باعث شکننده شدن ریل با کاهش مقاومت در برابر ضربه می شوند.

AREA و ASTM حداکثر غلظت فسفر را 0.04 درصد تعیین کردند.

**انواع ریل فولادی و کاربرد آنها

۱. انواع ریل فولادی بر اساس وزن

ریل‌ها وزن‌های مختلفی دارند که معمولا بر اساس وزن به دسته‌هایی مثل ریل ۲۴ کیلوگرمی،

ریل ۵۰ کیلوگرمی، ریل ۳۸ کیلوگرمی، ریل ۴۳ کیلوگرم، ریل ۶۰ کیلوگرم، ریل ۷۵ کیلوگرم و … تقسیم می‌شوند.

ریل‌هایی با وزن ۴۳ کیلوگرم به بالا را عموما ریل سنگین وزن می‌نامند و ریل‌های پایین‌تر از این وزن را ریل سبک می‌گویند.

نوع خاصی از ریل فولادی به نام ریل جرثقیل وجود دارد که برای راه‌آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۲. انواع ریل فولادی بر اساس استاندارد بین‌المللی

تولید ریل فولادی را می‌توان بر اساس استانداردهای بین المللی مانند GB، AREMA، BS، UIC، JIS و … انجام داد.

این استانداردها کمک می‌کنند تا در کشورهای مختلف اندازه‌های ریل گوناگون برای پروژه‌ها وجود داشته باشند.

۳. انواع ریل فولادی بر اساس روش تولید

با توجه به فرآیند ساخت، ریل های فولادی به طور عمده به ریل های نورد گرم و ریل های عملیات حرارتی تقسیم می‌شوند.

در واقع همه ریل ها را با ریخته‌گری و فرآیند نورد گرم می‌سازند.

۴. انواع ریل فولادی بر اساس کاربرد

ریل فولادی با توجه به کاربرد در سه گروه ریل های راه آهن، ریل‌های جرثقیلی و ریل‌های معدنی قرار می‌گیرند.

در ادامه تیپ‌های مهم هر گروه را معرفی می‌کنیم:

• ریل های راه آهن (Rail Road) برای قطارهای شهری و بین شهری استفاده می‌شوند و تیپ‌های R، UIC، P و S را در بر می‌گیرند.
• ریل های جرثقیل (Crain Rail)، ریل‌هایی محسوب می‌شوند که جرثقیل‌های صنعتی روی آنها حرکت می‌کنند. ریل جرثقیلی در تیپ‌های MRS، CR، QC، KP به فروش می‌‌رسد.
• ریل های معدنی (Mineral Rail)، در معادن مورد استفاده قرار می‌گیرند و تیپ‌های JIS، S، R را شامل می‌شوند.