Qual è la composizione del metallo ferroviario? Gradi di acciaio a confronto

Cos'è il metallo ferroviario?

Il metallo per rotaie è l'acciaio al manganese ad alto-carbonio-con cui vengono prodotte le rotaie. A differenza dell'acciaio strutturale ordinario, è progettato per resistere a sollecitazioni da contatto molto elevate, carichi dinamici ripetuti e grave usura delle ruote in acciaio. La sua composizione è strettamente controllata per raggiungere un equilibrio ottimale tra durezza, resistenza e resistenza alla frattura, che insieme determinano la durata e la sicurezza del binario.

Gli elementi in metallo ferroviario

La maggior parte delle rotaie ferroviarie sono realizzate in acciaio al carbonio perlitico-manganese.Carboniofornisce durezza e resistenza all'usura.Manganesemigliora la resistenza e la tenacità e riduce la fragilità legandosi allo zolfo.Silicioagisce come disossidante e aggiunge risposta elastica. Piccole aggiunte dicromo o vanadiosono utilizzati nelle qualità premium per migliorare la resistenza alla fatica e la durezza della testa. Fosforo e zolfo sono impurità mantenute al di sotto di circa lo 0,03-0,04% perché rendono l'acciaio sensibile alle crepe.

Composizione tipica degli acciai Common Rail

Il metallo delle rotaie differisce in base al tipo di binario?

SÌ. Le rotaie ferroviarie, le rotaie leggere e le rotaie delle gru vengono caricate in modo diverso e quindi utilizzano composizioni diverse.

Le rotaie della gru si concentrano sulla pressione verticale delle ruote e sulla spinta laterale derivante dai carichi concentrati delle ruote della gru; le rotaie ferroviarie enfatizzano la resistenza alla fatica e l'usura da rotolamento in condizioni di traffico lungo e ripetuto. Questo è il motivo per cui le rotaie delle gru hanno teste piatte larghe e sezioni più pesanti rispetto alla loro altezza.

Perché la storia ha portato alle rotaie d'acciaio

Il primo materiale per i binari ferroviari era il ferro, fragile e di breve durata-. Le rotaie in acciaio divennero pratiche a partire dalla metà-del XIX secolo quando la produzione dell'acciaio rese accessibile l'acciaio per rotaie forte e resistente. L'acciaio è più forte e più duro del ferro, dura più a lungo e può essere arrotolato in rotaie più lunghe. La sezione trasversale a forma di I- è diventata la soluzione ottimale accettata perché posiziona il materiale esattamente dove si trovano le sollecitazioni: una testa-resistente all'usura, una rete-che sostiene il taglio e un piede che distribuisce il carico.

Domande frequenti

1. Qual è la differenza tra metallo ferroviario e acciaio strutturale?

Il metallo ferroviario ha un carbonio molto più elevato (0,6-0,8% contro 0,12-0,20% per l'acciaio strutturale), conferendo durezza e resistenza all'usura di cui l'acciaio strutturale non ha bisogno. L'acciaio strutturale è più facile da saldare e modellare; il metallo delle rotaie deve essere laminato e saldato secondo procedure controllate.

2. Perché il contenuto di manganese è così elevato nell'acciaio per rotaie?

Il manganese rinforza l'acciaio, migliora la tenacità, favorisce l'incrudimento della testa e neutralizza lo zolfo. Livelli intorno all’1-1,4% sono tipici per le ferrovie principali, più alti che nella maggior parte degli acciai strutturali.

3. Cos'è l'acciaio perlitico e perché viene utilizzato per le rotaie?

La perlite è la microstruttura stratificata di ferrite e cementite che si forma quando l'acciaio al carbonio si raffredda lentamente. Fornisce un'eccellente combinazione di durezza, resistenza all'usura e tenacità a basso costo, motivo per cui la stragrande maggioranza delle rotaie sono perlitiche. Le rotaie bainitiche sono l'alternativa premium per servizi estremi.

4. Le rotaie della gru e le rotaie ferroviarie possono utilizzare lo stesso acciaio?

A volte viene utilizzata la stessa famiglia di qualità, ad esempio l'acciaio di classe U71Mn o 900A-sia per le rotaie per gru QU che per le rotaie pesanti. Ma il design della sezione e il trattamento termico differiscono perché le rotaie della gru resistono ai carichi concentrati e alla spinta laterale mentre le rotaie ferroviarie resistono all'usura dovuta al rotolamento.

5. Come viene verificata la composizione alla consegna?

Mediante analisi chimica spettrometrica per calore, registrata nel certificato di fabbrica insieme ai risultati di trazione, durezza e allungamento. Gli acquirenti dovrebbero verificare queste cifre rispetto allo standard di ordinazione quando arriva la merce.

6. Fornite binari e fissaggi per tutti questi tipi di binari?

SÌ. Le rotaie ferroviarie, leggere e per gru vengono fornite secondo gli standard GB, UIC, EN, AREMA, JIS, DIN e altri, insieme ai componenti di fissaggio corrispondenti per il sistema di binari completo.