Железнодорожные и промышленные рельсы – разновидность сортового металлопроката со сложным профилем. Производят рельсы из легированной углеродистой стали, наделенной особыми свойствами.
- Устойчивость к боковым и вертикальным динамическим нагрузкам. Данному требованию соответствуют рельсы для железных дорог, трамвайных путей, кранов, рудникового оборудования.
- Минимальный износ, отсутствие деформаций на всем сроке службы.
- Стойкость к коррозии, высоким и низким температурам.
- Пластичность от 2,5 г/см².
Металла на изготовление рельсов идет очень много, поэтому
использование высоколегированных марок стали является экономически невыгодным.
Как производят рельсы
Заготовками для производства рельсов служат блюмы – длинные цельнолитые
слитки квадратного сечения. Нагретые до температуры +1200°С
полуфабрикаты подаются на рельсобалочные станы, где приобретают нужный профиль.
В современном производстве используются экономичные и высокопроизводительные
линии со ступенчатым размещением клетей.
В составе рельсовой стали присутствуют легирующие добавки и остаточные примеси. Первые повышают эксплуатационные характеристики готовых изделий:
- С – в объеме от 0,71% до 0,82% обеспечивает устойчивость сплава к высоким температурам;
- Mn – (0,25-1,05%) повышает ударную вязкость стали на 25-30%;
- V – (до 0,08%) повышает предел выносливости изделий;
- Si – (0,18-0,40%) снижает содержание кислорода.
Вторые отрицательно сказываются на свойствах металла:
- P – в массовой доле свыше 0,035% повышает хрупкость стали;
- N – азот в содержании более 0,07% нивелирует положительное действие легирующих компонентов;
- S – в процентном соотношении более 0,045% провоцирует растрескивание направляющих полотен даже при минимальных нагрузках.
Сталь с оптимальным содержанием марганца наделена высокой
ударной вязкостью, потому активно используется для производства рельсовых скоб,
накладок и прочих крепежных деталей.
Ж\д рельсы маркируются с учетом технологии выплавки М –
мартеновская печь, Э- электропечь, К – конвертерный метод, В – термически
закаленные рельсы, Н – без термического упрочнения. На производстве
осуществляется мониторинг химического состава изделий путем выборки случайного рельса
из каждой партии. Особое внимание уделяется процентному содержанию водорода и
кислорода, наличию посторонних включений на поверхности.