Jaký druh oceli se používá v kolejnicích?

materiály
Ocel pro železniční dopravu Zn. (42)

Aplikace výše uvedených materiálů

Ocel pro železniční dopravu – jakosti

Volba vhodného materiálu přímo ovlivňuje životnost a bezporuchový provoz kolejových svršků na železnici. Na kolejovou ocel jsou kladeny zvláště přísné požadavky. Koneckonců, kolejnice jsou vystaveny obrovskému zatížení, takže musí být co nejpevnější a nejodolnější. Prozradíme vám, z čeho jsou kolejnice vyrobeny, a také jaké vlastnosti jsou charakteristické pro různé třídy kolejnicové oceli.

Výhody železničních kolejnic

Za poslední století se nosnost železniční dopravy zvýšila až desetinásobně a rychlost jejího pohybu po kolejích pětinásobně. Úměrně tomu také vzrostlo zatížení kolejnic – musely být vyrobeny mnohem pevnější, tvrdší a odolnější vůči opotřebení než před 100 lety.

Moderní válcované kolejnice mají řadu výhod, které získaly z kolejové oceli:

• rovnoměrné rozložení zatížení po celé délce stojiny;
• zajištění požadovaného součinitele adheze mezi povrchem kolejnic a koly železničních vozidel, který umožňuje vyvíjet a udržovat vysoké rychlosti;
• obrovský provozní zdroj přesahující 50 let;
• odolnost proti opotřebení, schopnost odolávat vysokému zatížení a namáhání.

Právě díky těmto výhodám mohou kolejnice plnit hlavní úkol – zajistit po nich rychlý a bezpečný pohyb železniční dopravy.

Vlastnosti kolejnicové oceli

Materiál, ze kterého jsou kolejnice vyrobeny, je zastoupen celou skupinou příbuzných kovů s jemnojehličkovým perlitem jako základem. Taví se v konvertorových nebo obloukových pecích. Konečným tepelným zpracováním je jejich struktura homogenní a dostatečně tvrdé a odolné proti opotřebení. Při tavení se používají dvě skupiny dezoxidačních činidel: feromangan nebo ferrosilicium odstraňují škodlivé nečistoty a hliník zase kyslík ze slitiny.

Z čeho jsou kolejnice vyrobeny?

Konkrétní třída oceli přímo závisí na oblasti použití a typu kolejnic. Například konvertorová ocel je potřebná pro tavení úzkorozchodných a širokorozchodných VSP. Jeřábové nosné konstrukce vyžadují slitiny s vysokým obsahem uhlíku. Poměrně měkké slitiny se používají při výrobě trolejových kolejnic metra – tam, kde zatížení není tak vysoké, ale je potřeba schopnost efektivně odvádět proud.

Podívejme se na hlavní třídy železniční oceli, které jsou v železničním průmyslu žádané:

• Mark 76. Lídr v oblíbenosti – vyrábí se z něj profily řad P50 a P65, které tvoří ¾ všech širokorozchodných železničních tratí.
• Značka 76F. Je vyztužený vanadem a je odolnější. Vyrábí se z něj válcované kolejnice pro vysokorychlostní tratě lokomotiv a další vysokorychlostní dopravu.
• Značka K63. Díky legování niklem (až 0,3 %) je mnohem tvrdší a odolnější vůči korozi. Slitina se používá při výrobě jeřábových kolejnic a provozu při zatížení blízkém kritickému.
• Značka K63F. Je legovaný wolframem, pevnější a odolnější;
• Značka М54. Díky přidání manganu získala slitina zlepšenou viskozitu. Používá se při výrobě výhybek a překrytí na kolejových spojích.
• Značka М68. Jsou z něj vyrobeny specifické prvky VSP.

Taková široká škála jakostí kolejové oceli je způsobena potřebou použití prvků s různými mechanickými a provozními vlastnostmi při stavbě železnic. Konkrétní typ kolejnicové oceli lze identifikovat podle značení, které může být trvalé nebo dočasné. Trvalá se nanáší brandingem a dočasná se nanáší barvou. Označení v označení odpovídají GOST – to platí pro hlavní charakteristiky a vlastnosti pronájmu: délka, přítomnost technických otvorů atd.

Složení kolejnicové oceli

Chemické složení takových ocelí upravuje GOST R 554 97-2013. Válcovaný výrobek je nutně na bázi železa a ve slitině jsou také přítomny různé prvky v různých hmotnostních frakcích:

• Uhlík (karbon). Přítomnost ve složení je 0,71–0,82 %. Zdvojnásobuje mechanické vlastnosti slitin a činí je odolnějšími vůči vysokým teplotám.
• Mangan. Jeho podíl je 0,25–1,05 %. Prvek zlepšuje rázovou houževnatost slitin o 25–30 %, čímž je činí tvrdšími a odolnějšími vůči opotřebení. Zároveň zachovává původní plasticitu kovu, což usnadňuje výrobu válcovaných výrobků.
• Křemík. Jeho podíl je 0,18–0,4 %. Odstraňuje ze slitiny kyslík, což zvyšuje odolnost výrobku přibližně 1,4krát a snižuje riziko likvidačních skvrn.
• Vanadium. Jeho podíl je 0,012–0,08 % a závisí na jakosti oceli. Prvek zvyšuje kontaktní pevnost kolejnic a jejich mez únosnosti.

Při výrobě se však můžete setkat s nežádoucími a škodlivými nečistotami, které zhoršují výkonnostní vlastnosti produktů:

• Dusík. Jeho podíl je 0,03–0,07 % a jeho přítomnost ve slitině vede k neutralizaci legovacího efektu. Tvoří v tloušťce kolejnic oblasti, které nelze tepelně zpevnit, což snižuje jejich mechanickou pevnost.
• Síra. Jeho podíl ve složení je až 0,045 %. Kvůli síře se slitina hůře zpracovává horkou metodou pod tlakem, což vede ke vzniku produktů náchylných k praskání, které jsou okamžitě odmítnuty.
• Fosfor. Jeho podíl je až 0,035 %. Díky tomu je kov křehčí a vyvolává rychlou akumulaci únavy, což urychluje proces delaminace a lomu produktů.

Kolejnice se používají do uplynutí životnosti, kterou udává výrobce pro jaký typ výrobku. Z důvodu porušení provozních podmínek a případných závad ve výrobě je však včasná výměna nebo oprava prvků VSP povinná.

Řekli jsme vám, z čeho jsou kolejnice vyrobeny a jak se vyrábí kolejová ocel. Že nejžádanější jsou oceli jakosti 76 a 76F s vysokým obsahem uhlíku a legované vanadem a výroba válcovaných kolejnic probíhá pomocí vakua a tepelného zpracování. To vám usnadní výběr kovových výrobků požadovaného typu a třídy oceli.

A naše společnost zajistí pražce v jakémkoli objemu a za nízkou cenu.