Stahlschienensind die wichtigsten Teile der Eisenbahnstrecke, die in zwei parallelen Linien verlegt ist, um eine durchgehende, stabile und ebene Oberfläche für den Zugverkehr zu schaffen. Schwerere Züge und hohe Geschwindigkeiten erfordern höhere Anforderungen an die Beanspruchung, daher werden sie aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt hergestellt (Kohlenstoff -0,6 % bis 0,8 %, Mangan 0,8 % - 1,3 %, Silizium 0,1 % -0,5 %, Schwefel und Phosphor jeweils maximal 0,03 % und Aluminium maximal 0,015 %).
Welche verschiedenen Arten von Schienenstahl gibt es?
Die Schienenstahltypen variieren je nach Zusammensetzung (Kohlenstoff, Legierung) und Behandlung (kopf-gehärtet, bainitisch), klassifiziert nach Gewicht (leicht/schwer), Profil (flacher-Boden, Bullhead) oder Anwendung (Kran, hohe-Geschwindigkeit). Zu den gängigen Typen gehören einfacher Kohlenstoffstahl, niedrig-legierter und hochentwickelter kopf-gehärteter Stahl für überlegene Verschleißfestigkeit in stark beanspruchten-Verkehrsstrecken.
Nach chemischer Zusammensetzung und Behandlung
- Schienen aus Kohlenstoffstahl: Einfach,{0}kostengünstig, für den Einsatz auf Strecken mit geringerem{1}Verkehrsaufkommen.
- Schienen aus niedrig-legiertem Stahl: Enthalten Elemente wie Mangan, Chrom und Nickel für erhöhte Festigkeit und Verschleißfestigkeit (z. B. Mangan-Kupfer, hoher Siliziumgehalt).
- Kopf-gehärtete (HH) Schienen: Wärme-behandelt, um eine sehr harte Lauffläche (super-harte Schicht) für Bereiche mit hohem -Verschleiß wie U-Bahn-Linien zu erzeugen, während der Kern duktil bleibt.
- Bainitische Schienen: Entwickelt für hohe Ermüdungsbeständigkeit, wodurch der Schleifbedarf reduziert wird.
- Manganstahl: Wird aufgrund seiner Zähigkeit für Kranschienen verwendet.
Die chemische Zusammensetzung von Bahngleisstahl
| NEIN. | Element | Funktion |
|---|---|---|
| 1 | C | Verbessern Sie die Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit der Schiene. Der Kohlenstoffgehalt inländischer Schienen beträgt 0,65 % bis 0,82 %. Wenn der Kohlenstoffgehalt relativ hoch ist, wird der Stahl spröde und sein Plastizitätsindex wird deutlich verringert. Gleichzeitig erhöht sich dadurch die Wahrscheinlichkeit von weißen Flecken im Stahl. |
| 2 | Si | Es lässt sich leicht mit Oxidation kombinieren und kann die Rolle bei der Entfernung von Blasen im Metall spielen. Der Stahl enthält eine angemessene Menge Silizium, was die Härte und Verschleißfestigkeit des Stahls verbessern kann. Der Gehalt an inländischem Schienenstahl liegt im Allgemeinen bei 0,159 bis 0,9 %, aber ein zu hoher Gehalt macht den Stahl hart und spröde und es können leicht Poren in der Schweißnaht entstehen. |
| 3 | Mn | Es ist ein nützliches Element, das die Festigkeit und Verschleißfestigkeit von Stahl verbessern und die Zähigkeit von Stahl erhöhen kann. Es kann schädliche Eisenoxid- und Sulfideinschlüsse im Stahl entfernen. Der Mangangehalt wird im Allgemeinen zwischen 0,6 % und 1,54 % kontrolliert. Stahl mit einem Mangangehalt von mehr als 1,2 % wird als mittlerer Manganstahl bezeichnet und weist eine sehr hohe Verschleißfestigkeit auf. |
| 4 | Cu | Es ist ein nützliches Element. Stahl enthält eine geringe Menge an Kupferverbindungen, die die Ermüdungsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Stahl verbessern können. Der Kupfergehalt von heimischen Stahlschienen liegt im Allgemeinen zwischen 0,10 % und 0,40 %. Wenn der Walzvorgang der kupferhaltigen Schiene nicht gut verläuft, entstehen fischähnliche Risse auf der Oberfläche der Schiene |
| 5 | P | Es ist ein schädliches Element. Die größte Gefahr von Phosphid besteht darin, die Plastizität und Zähigkeit des Stahls zu verringern. Insbesondere bei niedrigen Temperaturen nimmt die Kaltsprödigkeit des Stahls zu, was leicht zu Schienenbrüchen führt, und sein Gehalt wird auf nicht mehr als 0,04 % begrenzt. |
| 6 | S | Der Schwefel ist ein schädliches Element. Es verbleibt oft in Form von Granulat im Stahl. Beim Walzen der Schiene wird diese zusammen mit dem Stahl zu Blechen gewalzt, was zu Delamination oder Längsrissen in der Schiene führt. Der Schwefelgehalt wird auf nicht mehr als 0,05 % begrenzt. |
Nach Anwendung und Gewicht
- Stadtbahnen: Geringeres Gewicht pro Meter (z. B. 9 kg, 22 kg) für leichtere -Beanspruchungen oder Industriestrecken.
| Einstufung | Höhe (mm) | Kopf (mm) | Unten (mm) | Dicke (mm) | Gewicht (kg/m) | |
| Stadtbahn | 8 KG/M | 65 | 25 | 54 | 7 | 8.42 |
| 9 KG/M | 63.5 | 32.1 | 63.5 | 5.9 | 8.94 | |
| 12 KG/M | 69.85 | 38.1 | 69.85 | 7.54 | 12.2 | |
| 15 KG/M | 79.37 | 42.86 | 79.37 | 8.33 | 15.2 | |
| 18 KG/M | 80 | 40 | 80 | 10 | 18.06 | |
- Schwere Schienen: Höheres Gewicht (z. B. 50 kg, 60 kg) für Hauptstrecken, Güterzüge und Hochgeschwindigkeitsstrecken.
| Einstufung | Höhe (mm) | Kopf (mm) | Unten (mm) | Dicke (mm) | Gewicht (kg/m) | |
| Schwere Schiene | 38 KG/M | 134 | 68 | 114 | 13 | 38.733 |
| 43 KG/M | 140 | 70 | 114 | 14.5 | 44.653 | |
| 45 KG/M | 145 | 67 | 126 | 14.5 | 45.546 | |
| 50 KG/M | 152 | 70 | 132 | 15.5 | 51.514 | |
| 60 KG/M | 176 | 73 | 150 | 16.5 | 60.64 | |
- Kranschienen (z. B. QU-Serie): Spezifische Manganstahlschienen für Kranschienen.
| Einstufung | GRÖSSE (mm) | theoretisches Gewicht | |||||||||
| Höhe | untere Breite | Kopfbreite | Taillentiefe | ||||||||
| Kranschiene | QU70 | 120 | 120 | 70 | 28 | 52.8 | |||||
| QU80 | 130 | 130 | 80 | 32 | 63.69 | ||||||
| QU100 | 150 | 150 | 100 | 38 | 88.96 | ||||||
| QU120 | 170 | 170 | 120 | 44 | 118.1 | ||||||
- Hochgeschwindigkeitsschienen: Spezielle, oft nahtlose, hoch{1}feste Materialien (wie U71MnG, U75V) für Strecken mit 250–350 km/h.
| Stahlsorte | C(%) | Si | Mn | Cr | V | P | S | Zugfestigkeit (Rm/MPa) |
| U71Mn | 0.65~0.76 | 0.15~0.58 | 0.70~1.40 | – | – | ≤0,035 | ≤0,030 | ≥880 |
| U75V | 0.71~0.80 | 0.50~0.80 | 0.75~1.05 | – | 0.04~0.12 | ≤0,035 | ≤0,030 | ≥980 |
| U78CrV | 0.72~0.82 | 0.50~0.80 | 0.70~1.05 | 0.30~0.50 | 0.04~0.12 | ≤0,035 | ≤0,030 | ≥1080 |
| U77MnCr | 0.72~0.82 | 0.10~0.50 | 0.80~1.10 | 0.25~0.40 | – | ≤0,035 | ≤0,025 | ≥980 |
| U76CrRE | 0.71~0.81 | 0.50~0.80 | 0.80~1.10 | 0.25~0.35 | 0.04~0.08 | ≤0,035 | ≤0,025 | ≥1080 |
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