تعیین چقرمگی شکست فولاد ریل UIC60 با استفاده از آزمایش ضربه شارپی در دماهای مختلف

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

چکیده

صنعت حمل ونقل ریلی، امروزه به عنوان ایمن ترین سامانه حمل ونقل بار و مسافر در دنیا شناخته شده است. واماندگی ریل که یکی از اجزای اصلی و کلیدی این صنعت به شمار می آید، می تواند باعث بروز سوانح شده و ایمنی حاصله را تهدید نماید. در این مطالعه، از علم مکانیک شکست برای به دست آوردن چقرمگی شکست ریل گرید 900A با پروفیل UIC60 در دماهای مختلف، با آزمایش ضربه شارپی استفاده شده و طول ترک بحرانی برای برخی از ترکهای عرضی در تاج ریل محاسبه شده است. برای این منظور، آزمایش ضربه شارپی بر روی 55 نمونه استخراج شده از ریل در بازه دمایی 40- تا 60 درجه سانتیگراد انجام و انرژی شکست اندازه گیری شده است. سپس با استفاده از روابط تجربی بین چقرمگی شکست و انرژی شکست نمونه ها، چقرمگی شکست در دماهای مختلف مورد محاسبه قرار گرفته است. در نهایت، با مساوی قرار دادن ضریب شدت تنش با چقرمگی شکست، KIc ، طول ترک بحرانی به دست آمده است. طول ترک بحرانی در کنار آزمایشهای غیرمخرب از الزامات فرایند بازرسی ریلها برای جلوگیری از خطرات شکست ریل و نیز بهره برداری حداکثری از عمر مفید ریل به شمار می آید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of Fracture Toughness of Rail UIC60 Steel using Charpy Impact Test in Different Temperatures

چکیده [English]

Nowadays, railway has been identified as the safest and most proper transportation system. Failure of rails, as one of the most importance element of railway systems, can cause accidents and affect its safety. In this study, 55 steel samples extracted of UIC60 rail have been tested by Charpy impact test equipment in different temperatures ranged between -40 and 60°C. Then, fracture toughness of rail in different temperatures has been calculated by using known experimental relation between fracture toughness and measured fracture energy. Finally, the rail critical crack length has been determined by replacing calculated fracture toughness in formula of stress intensity factor. In order to restrict rail fracture and increase service life of the rail, critical crack length, in addition to none destructive tests are for the  maintenance process of rails.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rail
  • Charpy impact test
  • Fracture toughness
  • critical crack length