Окисление рельсов в процессе шлифования

Во время взаимодействия абразивов и рельсов пластическая деформация рельсов генерирует тепло, а трение между абразивами и рельсовыми материалами также генерирует шлифовальное тепло. Шлифование стальных рельсов осуществляется в естественной атмосфере, а в процессе шлифования стальной рельсовый материал неизбежно окисляется под воздействием тепла шлифования. Существует тесная взаимосвязь между поверхностным окислением стальных рельсов и железнодорожными ожогами. Поэтому необходимо изучить окисление поверхности поручня в процессе шлифования.

Сообщалось, что были подготовлены три типа шлифовальных камней с сжимающими нагрузками: 68,90 мпа, 95,2 мпа и 122,7 мпа, соответственно. В соответствии с порядком шлифования камней прочность, GS-10, GS-12.5 и GS-15 используются для представления этих трех групп шлифовальных камней. В случае образцов стальной рельсовой основы, измельчаемых тремя наборами шлифовальных камней GS-10, GS-12.5 и GS-15, они представлены соответственно rc -10, GS-12.5 и GS-15. Проводить шлифовальные испытания в условиях шлифования 700 н, 600 об. / мин и 30 сек. Для получения более интуитивных экспериментальных результатов, рельсовый шлифовальный камень использует контактный режим pin-диска. Анализ окисления поверхности поручня после измельчения.

Как показано на рис.1, с использованием SM и SEM наблюдалась и анализировалась поверхностная морфология грунтового стального рельса. Результаты SM поверхности грунтовой железной дороги показывают, что по мере увеличения прочности шлифовального камня цвет поверхности грунтовой железной дороги меняется с синего и желтого коричневого на первоначальный цвет рельс. Исследование лина и др. показало, что когда температура шлифования ниже 471 градуса, поверхность поручня появляется нормальный цвет. Когда температура шлифования между 471-600 градусов, рельс показывает светло-желтые ожоги, в то время как когда температура шлифования между 600-735 градусов, поверхность рельса показывает синие ожоги. Поэтому, исходя из изменения цвета поверхности грунтового рельсового покрытия, можно сделать вывод о Том, что по мере уменьшения прочности шлифовального камня постепенно повышается температура шлифования и повышается степень горения рельсового покрытия. Эцп использовался для анализа элементарного состава грунтового стального рельсового покрытия и нижней поверхности обломков. Результаты показали, что с увеличением прочности шлифовального камня содержание O-элемента на поверхности рельса снизилось, что указывает на снижение связывания Fe и O на поверхности рельса, а также на снижение степени окисления рельса, что соответствует тенденции изменения цвета на поверхности рельса. В то же время содержание O элемента на нижней поверхности шлифовального мусора также уменьшается с увеличением прочности шлифовального камня. Следует отметить, что на поверхности стального рельсового основания одним и тем же шлифовальным камнем и нижней поверхностью шлифовального мусора содержание O элемента на поверхности последнего выше, чем на поверхности первого. В процессе образования мусора происходит пластическая деформация и нагрев в результате сжатия абразивных материалов; В процессе оттока мусора нижняя поверхность мусора соприкасается с передней поверхностью абразивного материала и генерирует тепло. Поэтому совокупное воздействие деформации космического мусора и фрикционного тепла приводит к более высокой степени окисления на нижней поверхности космического мусора, что приводит к повышению содержания элемента о.

В целях дальнейшего изучения продуктов окисления на поверхности стальных рельсов и вариаций продуктов окисления в зависимости от степени обгорания рельсовых поверхностей была использована рентгеноскопическая фотоэлектронная спектроскопия (эпс) для обнаружения химического состояния элементов на близком поверхностном слое грунтовых стальных рельсов. Результаты показаны на рис.2. Результаты полного спектрального анализа железнодорожного покрытия после измельчения с различной интенсивностью шлифовальных камней (рис.2 (а)) показывают, что на поверхности наземного железнодорожного транспорта наблюдаются пиковые значения C1s, O1s и Fe2p, а процентная доля атомов O уменьшается по мере уменьшения степени горения на железнодорожном покрытии, что соответствует схеме результатов анализа EDS на железнодорожном покрытии. В связи с тем, что XPS обнаруживает элементарные состояния вблизи поверхностного слоя (около 5 нм) материала, существуют определенные различия в типах и содержании элементов, обнаруженных XPS полного спектра по сравнению с стальной рельсовой субструей. Пиковое значение C1s (284,6 eV) используется главным образом для калибровки энергии привязки других элементов. Основным продуктом окисления на поверхности стальных рельсов является оксид Fe, поэтому узкий спектр Fe2p анализируется подробно. На рис.2 (b)-(d) показан узкий спектральный анализ Fe2p на поверхности стальных рельсов RGS-10, RGS-12.5 и RGS-15, соответственно. Результаты показывают, что существуют два связывающих пика энергии на уровне 710,1 эв и 712,4 эв, приписываемых Fe2p3/2; Есть связывающие энергетические пики Fe2p1/2 при 723,7 эв и 726,1 эв. Пик спутника Fe2p3/2 составляет 718,2 эв. Два пика в 710,1 эв и 723,7 эв могут быть отнесены к энергии привязки эф-о в Fe2O3, в то время как пики в 712,4 эв и 726,1 эв могут быть отнесены к энергии привязки эф-о в FeO. Результаты показывают, что Fe3O4 Fe2O3. Между тем, никакого аналитического пика на уровне 706,8 эв обнаружено не было, что указывает на отсутствие элементарного Fe на поверхности наземного железнодорожного транспорта.

(a) полный спектральный анализ

РГС -10 (синий цвет)

(c) РGS -12.5 (светло-желтый цвет)

(d) РGS -15 (оригинальный цвет стальной рельсы)

Рис.2. Эпс анализ железнодорожных поверхностей с различной степенью ожогов

Процентная доля пиковой зоны в узком спектре Fe2p показывает, что от RGS-10, RGS-12.5 до RGS-15 процентная доля пиковой зоны Fe2+2p3/2 и Fe2+2p1/2 увеличивается, в то время как процентная доля пиковой зоны Fe3+2p3/2 и Fe3+2p1/2 снижается. Это указывает на то, что по мере снижения степени поверхностного горения на рельсах содержание Fe2+ в продуктах поверхностного окисления увеличивается, а содержание Fe3+ уменьшается. Различные компоненты продуктов окисления приводят к различным цветам грунта. Чем выше степень поверхностного горения (синего цвета), тем выше содержание продуктов Fe2O3 в оксиде; Чем ниже степень поверхностного горения, тем выше содержание продуктов FeO.