热处理钢轨残余应力的试验方法技术

本发明专利技术公开了一种热处理钢轨残余应力的试验方法，包括：试样准备；在经过热处理工艺的成品轨端头的远远端取一段钢轨试样，将钢轨试样的纵向所测点处表面区域打磨出一平整区域，然后再将此区域打磨光滑，并用酒精擦试干净；在试样长度方向中点处进行贴片，距钢轨试样中点两侧进行切割，采用专用钼丝切割机，切割过程加工速度为100～200mm/h，切割过程不得损害应变片；切割完后，再将应变片与应变仪信号线连接好，打开应变仪进行测量应变量，最后根据弹性理论计算残余应力值。本发明专利技术提出了较为全面的贴片方法和切片距离，同时测定钢轨头、腰、底的残余应力值，可以准确地反映热处理钢轨的残余应力分布情况。

Test method for residual stresses in heat treated rails

The invention discloses a test method, the residual stress of rail heat treatment including: sample preparation; far end product in the rail end through the heat treatment process of a section of rail rail longitudinal specimen, specimen by measuring point surface areasgrind a flat area, then the area to be polished and, with alcohol wipe clean; patch in length direction of the sample at the midpoint, from both sides of the rail sample point cutting, using special molybdenum wire cutting machine, the machining process of cutting speed is 100 ~ 200mm/h, the cutting process may not damage the strain gauge; after cutting, the strain gauge and strain gauge signal line is connected. Measured variables should open the strain gauge, finally the residual stress value is calculated according to elastic theory. The invention provides a method and patch slice distance comprehensive, simultaneous determination of residual steel head, waist and bottom stress value, residual heat treatment can accurately reflect the stress distribution of rail.

【技术实现步骤摘要】
热处理钢轨残余应力的试验方法
本专利技术涉及一种金属材料技术，具体说，涉及一种热处理钢轨残余应力的试验方法。
技术介绍
近年来的研究表明，钢轨的残余应力已经成为影响钢轨断裂力学性能指标的重要因素。钢轨热处理中产生的残余应力可能导致钢轨进入失效状态，对疲劳强度有重要的影响。钢轨原始残余应力加之路基条件的不同，环境气候、温度湿度的变化，钢轨内部微观存在的微小裂纹在这种交变应力的存在下形成疲劳源，并逐渐发展成为剥离掉块或核伤，最终导致钢轨提前下线。根据生产工艺，钢轨在线或离线热处理过程中主要对钢轨轨头、轨腰进行热的处理，由此轨头、轨腰的相变应力和热应力将增大，不少标准中将某一数值的轨底残余应力规定为产品的验收依据。目前国际上钢轨生产过程中的残余应力测定主要是破坏性的轨腰锯切法和横断面锯切法，而且都已被采纳到钢轨的标准中。TB/B2344-2012标准使用轨底面纵向残余应力测定方法。美国铁路工程保养协会标准中的钢轨技术条件AREMA—2009标准中对钢轨中残余应力的评定方法采用轨腰锯切法。如何准确测定热处理钢轨的残余应力则显得至关重要。因此，设计残余应力实验程序以适用于热处理钢轨的要求是十分急切的。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种热处理钢轨残余应力的试验方法，提出了较为全面的贴片方法和切片距离，同时测定钢轨头、腰、底的残余应力值，可以准确地反映热处理钢轨的残余应力分布情况。技术方案如下：一种热处理钢轨残余应力的试验方法，包括：试样准备；在经过热处理工艺的成品轨端头的远远端取一段钢轨试样，将钢轨试样的纵向所测点处表面区域打磨出一平整区域，然后再将此区域打磨光滑，并用酒精擦试干净；在试样长度方向中点处进行贴片，距钢轨试样中点两侧进行切割，采用专用钼丝切割机，切割过程加工速度为100～200mm/h，切割过程不得损害应变片；切割完后，再将应变片与应变仪信号线连接好，打开应变仪进行测量应变量，最后根据弹性理论计算残余应力值。进一步：在轨头、轨腰、轨底进行贴片，所用的电阻应变片应为封闭型，长3mm，灵敏度因子优于±1％。进一步：钢轨试样的长度为1m用砂轮将钢轨试样纵向测点两侧150mm的区域打磨出一平整区域。进一步：残余应力值由切割前后的应变在乘以2.07×105MPa计算而得，残余应力值<190MPa即为合格。进一步：钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝。与现有技术相比，本专利技术技术效果包括：本专利技术可以做相关检验，对热处理钢轨出口具有现实意义。本专利技术提供了一种测试热处理钢轨残余应力测试的试验方法，提出了较为全面的贴片方法和切片距离，同时测定钢轨头、腰、底的残余应力值，可以准确地反映热处理钢轨的残余应力分布情况。附图说明图1是本专利技术中热处理钢轨残余应力的贴片位置示意图。图2是本专利技术中热处理钢轨残余应力的切口位置图；具体实施方式下面参考示例实施方式对本专利技术技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。本专利技术中，试样长度1m，规定了贴片类型位置和切割距离，以及测量方式。热处理钢轨残余应力的试验方法，具体包括以下步骤：1、试样准备；在经过热处理工艺的成品轨端头尽量远的地方(≥3m)取1m长的钢轨试样。用砂轮将钢轨试样纵向所测点两侧150mm的区域打磨出一平整区域，然后再用细砂纸将此区域打磨光滑，并用酒精擦试干净。2、贴片；使用HD3816静态应变仪进行残余应力测定，应变片型号为BX-120-5AA电阻应变片。在试样长度方向中点(500mm)处进行贴片。如图1所示，图1是本专利技术中热处理钢轨残余应力的贴片位置示意图。进行轨头、轨腰、轨底的贴片，按照表1提供的位置进行热处理钢轨残余应力贴片。所用的电阻应变片应为封闭型，长3mm，灵敏度因子优于±1％。表1热处理钢轨残余应力贴片位置3、切割；如图2所示，是本专利技术中热处理钢轨残余应力的切口位置图。钢轨切割位置距试样中点左右35mm处进行切割，采用专用钼丝切割机，切割过程采用计算机编程控制，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝。切割过程采用计算机控制，要求加工速度：100～200mm/h。切割过程不得损害应变片。4、测量计算。切割完后，再将应变片与应变仪信号线连接好，打开应变仪进行测量应变量，最后根据弹性理论计算残余应力值。残余应力值由切割前后的应变在乘以2.07×105MPa计算而得，残余应力值<190MPa即为合格。本专利技术所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本专利技术能够以多种形式具体实施而不脱离专利技术的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理钢轨残余应力的试验方法，包括：试样准备；在经过热处理工艺的成品轨端头的远远端取一段钢轨试样，将钢轨试样的纵向所测点处表面区域打磨出一平整区域，然后再将此区域打磨光滑，并用酒精擦试干净；在试样长度方向中点处进行贴片，距钢轨试样中点两侧进行切割，采用专用钼丝切割机，切割过程加工速度为100～200mm/h，切割过程不得损害应变片；切割完后，再将应变片与应变仪信号线连接好，打开应变仪进行测量应变量，最后根据弹性理论计算残余应力值。

【技术特征摘要】
1.一种热处理钢轨残余应力的试验方法，包括：试样准备；在经过热处理工艺的成品轨端头的远远端取一段钢轨试样，将钢轨试样的纵向所测点处表面区域打磨出一平整区域，然后再将此区域打磨光滑，并用酒精擦试干净；在试样长度方向中点处进行贴片，距钢轨试样中点两侧进行切割，采用专用钼丝切割机，切割过程加工速度为100～200mm/h，切割过程不得损害应变片；切割完后，再将应变片与应变仪信号线连接好，打开应变仪进行测量应变量，最后根据弹性理论计算残余应力值。2.如权利要求1所述热处理钢轨残余应力的试验方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑瑞，郭志，潘雪松，王嘉伟，
申请(专利权)人：内蒙古包钢钢联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15