Mikilvægi hjóla í öryggi neðanjarðarlestabíla
Vegna mikillar skilvirkni og mikillar afkastagetu hefur járnbrautarflutningum verið komið á fót sem einn mikilvægasti valkosturinn til að draga úr umferðaröngþveiti, sérstaklega í þéttbýli. Þrátt fyrir að engin stór eða alvarleg öryggisslys hafi orðið hefur þróun iðnaðar og tækniframfarir raunverulega aukið mikilvægi öruggs lestarreksturs. Hjólið er einn af mikilvægum hlutum neðanjarðarlestartækisins. Eiginleikar neðanjarðarlestalína eru flóknari en háhraðalestir og tíðar hemlun og hröðun geta auðveldlega skemmt hjólin. Algengar tegundir af hjólskemmdum eru felguslit, slit á slitlagi, slit á slitlagi, slitlag flagna og felgur sem detta af. Að auki getur hlutfallsleg hreyfing á milli hjóls og járnbrautar meðan á hjólaviðgerð stendur valdið því að slitlag dekksins slitist. Það er mjög mikilvægt að rannsaka núningsárangur hjólsins til að tryggja öryggi lestarinnar.
Laser klæðningartækni
Laser klæðningartækni setur yfirborðslag af málmblöndur á undirlag, sem hefur marga möguleika til að gera við virðisaukandi hluta og hefur sterka mótstöðu gegn sliti og rúllandi þreytusprungum.
Laserklæðningartækni styrkir efnið og gerir undirlagsyfirborðið hágæða. Flestir vísindamenn telja að leysirklæðningartækni geti notað ýmis álduft til að framleiða álhúð með slitþol, núningsminnkun, tæringarþol, þreytuþol og oxunarþol.
Að velja rétta álduftið er mjög mikilvægt fyrir leysiklæðningartækni. Járn- og nikkel-undirstaða duft eru oft notuð í brautar- og hjólabyggingar. Hins vegar eru duftin tvö mismunandi að samsetningu, virkni og eiginleikum.
Greining á þurrrenninúningi og sliteiginleikum Ni og Fe málmblöndur í viðgerðum á neðanjarðarhjólum
Það er litið svo á að rannsakendur báru saman frammistöðu Ni-undirstaða og Fe-undirstaða málmblöndur í viðgerðum á neðanjarðarlestarhjólum. ER9 efni járnbrautarhjóla er húðað með Ni - og Fe-byggðum málmblöndur með leysibræðslutækni. Húðin sem myndast hefur þétta örbyggingu, enga galla, sprungur eða svitahola.
Rannsakendur notuðu orkudreifingarrófsgreiningu (EDS), skönnun rafeindasmásjár (SEM), 3D sjón landslagsfræði og röntgengeislunarmæli (XRD) til að rannsaka formgerð smábyggingar, tengiþætti og fasategundir húðarinnar.
Vélrænni eiginleikar lagsins voru prófaðir með MFT-EC4000 fram og aftur rafefnafræðilegum slit- og núningsprófara og Vickers örhörkuprófara. Niðurlagðar húðun með (Ni, Fe), Cr23C6 og Cr7C3 fasa og Fe-undirstaða húðun með -Fe, (Fe-Cr-Ni) og (Fe, Ni) föstum lausnarfasum voru valin.
Í Ni-undirstaða málmblöndur eykur krómútfelling tengingu milli atóma og stuðlar að styrkingu á föstu lausninni. Að auki eykur tilvist harðs karbíðfasa og föstu lausnarinnar í klæðningarbyggingunni þrýstistyrk og togstyrk efnisins.
Í Ni-undirstaða málmblöndur eykur krómútfelling tengingu milli atóma og stuðlar að styrkingu á föstu lausninni. Að auki eykur tilvist harðs karbíðfasa og föstu lausnarinnar í klæðningarbyggingunni þrýstistyrk og togstyrk efnisins.
Þegar límslit var aðal slitunarbúnaðurinn, varð Ni-undirstaða húðunin fyrir alvarlegri oxun í lok slit- og núningsprófanna.
Hörku Fe-undirstaða húðunar er 715 HV0.7, sem er 2.86 sinnum meiri en grunnefnið. Hámarks hörku Ni-undirstaða húðunar er 268,4HV0.7. Að auki er núningsstuðull Ni-undirstaða húðarinnar lægri en Fe-undirstaða húðarinnar. Hvað varðar slit og núning er ending Ni-undirstaða húðarinnar um það bil fjórfalt meiri en Fe-húðarinnar.
Vegna nærveru fasts lausnarfasa sýnir Fe-undirstaða húðun styrkingu á föstu lausninni. Staðbundin slökkun á sér stað vegna forhitunar bræðsluhúðarinnar, sem eykur hörku og slitþol vefsins.
Virkni Ni-undirstaða lagsins við háan hita uppfyllir væntingar og hörku hennar og núningsgæði eru einnig lítil. Hins vegar er efnahagslegur ávinningur af Ni-undirstaða málmblöndur lélegur.
Þessi rannsókn sýnir að laserklæðningartækni getur bætt hörku og slitþol hjóla. Að auki hafa rannsóknir sýnt að þegar álhúðin er sú sama og undirliggjandi efni getur álduftið leitt til meiri frammistöðubóta.
Vegna ákjósanlegs slitsambands milli brautarinnar og hjólsins og mikils slitþols og hörku lagsins hentar Fe-undirstaða húðun ekki fyrir hjólklæðningu.
Tilvísun:
Xiao, Q., Zhang, B., & Yang, W. (2022) Rennandi ættfræðieiginleikar leysirklæðningar á álfelgur á neðanjarðarlestarhjólum. https://www.mdpi.com/2079-6412/12/10/1561/htm