Mae dur carbon wedi'i aloi â haearn â charbon, ac mae ei ymddygiad yn cael ei lywodraethu'n bennaf gan y cynnwys carbon. Y pedwar math confensiynol, yn nhrefn cynyddu carbon, yw carbon isel, carbon canolig, carbon uchel a dur carbon uchel iawn. Mae cynnwys carbon yn cynyddu cryfder a chaledwch ond yn lleihau hydwythedd, caledwch a weldadwyedd, a dyna pam mae dewis deunydd bob amser yn gydbwysedd yn hytrach na ras i'r nifer uchaf.
Y Pedwar Math o Dur Carbon
| Math | Cynnwys carbon | Priodweddau nodweddiadol | Defnyddiau cyffredin |
| carbon isel (dur ysgafn) | O dan 0.3% | Meddal, hydwyth, hawdd ei weldio a'i ffurfio | Adrannau strwythurol, pibellau, cyrff ceir, gwneuthuriad cyffredinol |
| Carbon canolig | 0.3-0.6% | Cydbwysedd cryfder a hydwythedd | Gerau, echelau, siafftiau, rhannau peiriant |
| Carbon uchel | 0.6-1.0% | Caled, gwrthsefyll traul, llai hydwyth | Springs, gwifrau, offer torri, rheiliau |
| Carbon uchel iawn- | 1.0-2.0% | Hynod o galed a brau | Marw, dyrnu, torri ymylon arbenigol |
Sut mae Dur Rheilffyrdd yn cael ei Ddosbarthu
Mae dur rheilffordd yn cael ei gynhyrchu mewn tri theulu. Mae rheiliau carbon yn cael eu mwyndoddi a'u rholio o wres sy'n seiliedig ar fwyn haearn, gan ddibynnu'n bennaf ar garbon a manganîs am gryfder; mae dur rheilffordd arferol yn cynnwys tua 0.40-0.80% carbon gyda manganîs ar tua 1.0-1.4%. Mae rheiliau aloi yn ychwanegu symiau bach o elfennau aloi fel vanadium, titaniwm, cromiwm neu niobium i godi cryfder a chaledwch y tu hwnt i'r graddau carbon. Mae rheiliau wedi'u trin â gwres yn rheiliau carbon neu aloi sy'n cael eu gwresogi ac yna eu hoeri dan amodau rheoledig i fireinio'r strwythur pearlite; mae'r pen rheilffordd yn datblygu haen caledu sy'n gwella ymwrthedd gwisgo yn fawr ac yn ymestyn bywyd gwasanaeth.
Graddau Rheilffordd Tsieineaidd ac Eiddo Mecanyddol
Rheiliau -rholio poeth (GB/T 2585)
| Gradd | Cryfder tynnol (MPa) | Caledwch (HB) |
| U75V | o leiaf 980 | 280-320 |
| U78CrV | o leiaf 1080 | 310-360 |
| U76CrRE | o leiaf 1080 | 310-360 |
| U77MnCr | o leiaf 980 | 290-330 |
Rheiliau wedi'u trin â gwres
| Gradd | Cryfder tynnol (MPa) | Caledwch (HB) |
| U75V (wedi'i drin â gwres) | o leiaf 1180 | 320-380 |
| U78CrV (wedi'i drin â gwres) | o leiaf 1280 | 370-420 |
Mae'r teuluoedd Ewropeaidd ac UIC yn defnyddio eu dynodiadau eu hunain: R260 a R350HT o dan EN 13674-1, a 700, 900A a 1100 o raddau o dan UIC 860, lle mai'r nifer yw'r cryfder tynnol lleiaf yn MPa.
Dewis y Dur Rheilffordd Iawn
Dewiswch y radd o'r traffig: mae llwythi echel trwm a chromliniau miniog yn galw am bennau cryfder caletach, uwch, a dyna lle mae rheiliau wedi'u trin â gwres yn ennill eu premiwm. Gall llinellau syth, wedi'u llwytho'n ysgafn redeg graddau carbon safonol am gost is. Mae weldadwyedd hefyd yn bwysig: mae angen gweithdrefnau weldio rheoledig ar reiliau carbon ac aloi uchel, a rhaid i gyfansoddiad cemegol y rheilffordd fod yn gydnaws â'r broses weldio a ddefnyddir ar y prosiect. Ar gyfer cydrannau cau, mae dur gwanwyn fel 60Si2MnA yn yr ystod carbon uchel, ac mae caledwch clip ar ôl triniaeth wres fel arfer yn 42-50 HRC.
Camsyniadau Cyffredin
Nid yw carbon uwch yn well yn awtomatig: mae dur carbon uchel iawn yn rhy frau ar gyfer rhannau strwythurol a deinamig. Nid yw rheiliau wedi'u gwneud o ddur carbon isel, a fyddai'n treulio ymhen misoedd. Ac nid yw'r ymadrodd dur aloi yn golygu dur di-staen: ychwanegir elfennau aloi mewn canrannau bach i wella cryfder a chaledwch, nid ar gyfer ymwrthedd cyrydiad.
FAQ
Pam mae dur rheilffyrdd bob amser yn garbon uchel?
Oherwydd bod yn rhaid i'r pen rheilffordd wrthsefyll traul a rhaid i'r rheilffordd gyfan wrthsefyll plygu a blinder. Mae carbon uchel yn rhoi'r caledwch a'r cryfder sydd eu hangen, tra bod y lefelau carbon a manganîs penodol yn cael eu tiwnio ar gyfer weldadwyedd a chaledwch.
Beth yw'r gwahaniaeth rhwng rheilffyrdd carbon a rheilffyrdd aloi?
Mae rheilffyrdd carbon yn dibynnu ar garbon a manganîs am gryfder; mae rheilffordd aloi yn ychwanegu symiau bach o fanadium, titaniwm, cromiwm neu niobium i wthio cryfder a chaledwch yn uwch.
Beth mae triniaeth wres yn ei wneud i reilffordd?
Mae gwresogi ac oeri dan reolaeth yn mireinio'r strwythur pearlite ac yn creu haen wedi'i chaledu ar ben y rheilffordd, gan godi cryfder tynnol 150-200 MPa yn nodweddiadol a gwella bywyd traul ar drac crwm yn sylweddol.
Ydy U75V yn well na U71Mn?
Mae gan U75V gryfder uwch a gwell ymwrthedd traul ac mae'n ddewis cyffredin ar gyfer llinellau cludo trwm a chyflymder uchel. Mae U71Mn yn parhau i gael ei ddefnyddio'n helaeth ar gyfer llinellau confensiynol lle mae ei weldadwyedd a'i gydbwysedd cost yn dda.
A ellir weldio dur carbon uchel yn hawdd?
Mae angen rhag-gynhesu rheoledig ar ddur carbon uchel, gweithdrefnau cymwys ac archwiliad ôl-weldio, a dyna pam mae weldio rheilffyrdd (casgen fflach, thermite neu aluminothermig) yn weithrediad arbenigol gyda pharamedrau cymeradwy.
Pa galedwch ddylai fod gan glipiau gwanwyn?
Mae clipiau gwanwyn rheilffordd fel arfer yn cael eu diffodd a'u tymheru i 42-50 HRC. Mae caledwch is yn peryglu anffurfiad plastig a cholli llwyth blaen; mae caledwch uwch yn peryglu toriad brau dan effaith.