रेल ट्रैक का धातु किससे बना होता है?

रेल ट्रैक धातु, जिसे आमतौर पर ट्रेन ट्रैक स्टील कहा जाता है, धातुशास्त्र उत्पादों में एक विशेष स्टील है जो मुख्य रूप से रेलमार्ग पटरियों के लिए उपयोग की जाती है। रेल ट्रेन के वजन और गतिशील भार को वहन करती है। इसकी सतह घिसती है और इसके शीर्ष पर आघात लगता है। रेल बड़े वक्रता तनाव के अधीन भी होती है। जटिल दबाव और दीर्घकालिक सेवा के कारण पटरियों में क्षति उत्पन्न होती है।.

रेल ट्रैक धातु के मुख्य नुकसान

ऊपरी तार का पार्श्व घिसाव और निचले तार का कुचलन।.
तरंग क्षरण अपर्याप्त उपज दृढ़ता के कारण होता है।.
भंगुर दरार, छीलन, गिरते ब्लॉक, रेल सिर का फटना, और वेल्ड दरारें कम कठोरता और प्लास्टिसिटी के कारण होती हैं।.

इसलिए, रेल स्टील के लिए बुनियादी आवश्यकताएँ हैं: घिसाव प्रतिरोध, कुचलन प्रतिरोध, भंगुर दरार प्रतिरोध, थकान प्रतिरोध, और अच्छी वेल्डनीयता।.

ट्रेन ट्रैक स्टील की सामान्य सामग्री

स्टील के प्रकार के अनुसार, रेल सामग्री के लिए रेल की पटरीs को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

कार्बन स्टील

कार्बन स्टील एक स्टील रेल है जिसे प्राकृतिक कच्चे लौह अयस्क से पिघलाकर और रोल करके बनाया जाता है। यह मुख्य रूप से अयस्क में मौजूद कार्बन और मैंगनीज तत्वों का उपयोग रेल की मजबूती बढ़ाने के लिए करती है। साधारण कार्बन ट्रेन ट्रैक स्टील में 0.40%–0.80% कार्बन और 1.30%–1.4% से कम मैंगनीज होता है।.

मिश्रधातु इस्पात

मिश्रधातु इस्पात एक इस्पात रेल है जिसे मूल लौह अयस्क में वैनेडियम, टाइटेनियम, क्रोमियम और टिन जैसे उपयुक्त मात्रा में मिश्रधातु तत्व मिलाकर पिघलाया और रोल किया जाता है। इस प्रकार की रेल की मजबूती और दृढ़ता कार्बन रेल की तुलना में अधिक होती है।.

तापीय उपचारित इस्पात

हीट-ट्रीटेड स्टील एक स्टील रेल है जिसे हॉट-रोल्ड कार्बन रेल या मिश्र धातु रेल को गर्म करके और उसकी ठंडक को नियंत्रित करके बनाया जाता है। हीट-ट्रीटेड रेल की पर्लाइट संरचना हॉट-रोल्ड रेल की तुलना में अधिक परिष्कृत होती है, जिससे इसकी मजबूती और कठोरता बढ़ जाती है। हीट ट्रीटमेंट के बाद कठोर की गई रेल के सिर पर हार्डनिंग करेक्शन की एक परत होती है, जो इसकी यांत्रिक गुणों में काफी सुधार करती है, जिससे रेल का सेवा जीवन बढ़ाया जा सकता है।.

ट्रेन ट्रैक स्टील की रासायनिक संरचना

नहीं।.	तत्त्व	कार्य
1	C	रेल की ताकत, कठोरता और घिसाव प्रतिरोध में सुधार करें। घरेलू रेलों में कार्बन की मात्रा 0.65% से 0.82% तक होती है। जब कार्बन की मात्रा अपेक्षाकृत अधिक होती है, तो स्टील भंगुर हो जाता है और इसकी प्लास्टिसिटी सूचकांक काफी कम हो जाती है। साथ ही, यह स्टील में सफेद धब्बों की संभावना बढ़ा देगा।.
2	सा	यह ऑक्सीकरण के साथ आसानी से संयोजित हो जाता है और धातु में बुलबुले हटाने की भूमिका निभा सकता है। स्टील में उचित मात्रा में सिलिकॉन होता है, जो स्टील की कठोरता और घिसाव प्रतिरोधकता को बढ़ा सकता है। घरेलू रेल स्टील में सिलिकॉन की मात्रा सामान्यतः 0.0159–0.91% होती है, लेकिन अत्यधिक मात्रा स्टील को कठोर और भंगुर बना देती है, और वेल्ड में छिद्र बनने की संभावना बढ़ जाती है।.
3	एमएन	यह एक लाभकारी तत्व है जो इस्पात की ताकत और घिसाव प्रतिरोधकता में सुधार कर सकता है तथा इसकी कठोरता बढ़ा सकता है। यह इस्पात में मौजूद हानिकारक लोहा ऑक्साइड और सल्फाइड समावेशन को हटा सकता है। मैंगनीज की मात्रा सामान्यतः 0.6% से 1.54% के बीच नियंत्रित की जाती है। 1.2% से अधिक मैंगनीज वाली स्टील को मध्यम मैंगनीज स्टील कहा जाता है, और इसकी घिसाव प्रतिरोधकता बहुत अधिक होती है।.
4	तांबा	यह एक लाभकारी तत्व है। स्टील में थोड़ी मात्रा में तांबे के यौगिक होते हैं, जो स्टील की थकान प्रतिरोधकता और संक्षारण प्रतिरोधकता को बढ़ा सकते हैं। घरेलू स्टील रेलों में तांबे की मात्रा सामान्यतः 0.10% से 0.40% के बीच होती है। यदि तांबा युक्त रेल की रोलिंग प्रक्रिया ठीक से नहीं होती है, तो रेल की सतह पर मछली जैसी दरारें उत्पन्न हो जाती हैं।
5	P	यह एक हानिकारक तत्व है। फॉस्फाइड का सबसे बड़ा खतरा इस्पात की प्लास्टिसिटी और कठोरता को कम करना है। विशेष रूप से निम्न तापमान पर इस्पात की ठंड-भंगुरता बढ़ जाती है, जिससे रेल आसानी से टूट जाती हैं, और इसकी मात्रा 0.041% से अधिक नहीं रखी जाती।
6	S	गंधक एक हानिकारक तत्व है। यह अक्सर स्टील में दानेदार रूप में रह जाता है। जब रेल को रोल किया जाता है, तो यह स्टील के साथ मिलकर चादरों में रोल हो जाता है, जिससे रेल में परत अलग होना या लंबवत दरारें उत्पन्न होती हैं। गंधक की मात्रा 0.05% से अधिक नहीं रखी जाती।

लोहे को छोड़कर रेलों में मुख्य रासायनिक तत्व और उनके कार्य

रेलवे ट्रैक धातु का यांत्रिक गुण

शक्ति

लोड के तहत विकृति और क्षति का प्रतिरोध करने की रेल की क्षमता। इसे अक्सर शक्ति सीमा, उपज सीमा और अन्य संकेतकों के रूप में व्यक्त किया जाता है। शक्ति सीमा (तनाव शक्ति) का अर्थ है धातु सामग्री तनाव भार और अधिकतम तनाव का प्रतिरोध करती है और नष्ट नहीं होती। यील्ड सीमा (यील्ड स्ट्रेंथ) उस तनाव को दर्शाती है जब धातु सामग्री बिना भार बढ़ाए महत्वपूर्ण प्लास्टिक विकृति उत्पन्न कर सकती है। इसकी इकाई एमपीए है।.

लचीलापन

धातु सामग्री भार के अधीन बिना क्षति के महत्वपूर्ण विकृति से गुज़रती है और भार हटाने के बाद विकृत आकार बनाए रख सकती है। इसे अक्सर लम्बाई बढ़ने और सिकुड़ने के रूप में व्यक्त किया जाता है। लम्बाई बढ़ना नमूना टूटने के बाद मापी गई लंबाई का मूल मापी गई लंबाई से अनुपात का प्रतिशत है। खंड संकुचन वह प्रतिशत अनुपात है जो नमूने के भंग क्षेत्र में कमी को मूल एन्थैल्पी क्षेत्र से विभाजित करके प्राप्त होता है।.

कठोरता

धातु सामग्री की वह क्षमता है जो अपनी सतह में किसी अन्य कठोर वस्तु (सामग्री) के दबाव को प्रतिरोध करती है। विभिन्न मापन विधियों के अनुसार इसे ब्रिनेल कठोरता (HB) और रॉकवेल कठोरता (HRC) में विभाजित किया जा सकता है।.

अभ्यास ने यह सिद्ध किया है कि कठोरता और ताकत के बीच एक निश्चित संबंध होता है, जिसे ब्रिनेल कठोरता मान के अनुसार अनुमानित किया जा सकता है।.

सामग्री की तनन शक्ति की गणना करें। जैसे कि लो कार्बन स्टील 6b≈0.36HB, हाई कार्बन स्टील 6b≈0.34HB।.

लचीलापन

धातु पदार्थों की क्षति के बिना आघात भारों का प्रतिरोध करने की क्षमता। धातु पदार्थों की कठोरता को आघात परीक्षण द्वारा मापा जा सकता है और kJ/m में αk आघात कठोरता मान के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।².

थकान शक्ति

बदलते भार की क्रिया के तहत, पदार्थ टूट जाता है। धातु पदार्थों की थकान प्रतिरोध क्षमता को थकान शक्ति द्वारा मापा जाता है। थकान शक्ति धातु पदार्थ की वह अधिकतम तनाव है जो बिना विफलता के दोहराए जाने वाले बदलते भारों के अधीन होती है।.

गर्म-रोल्ड रेलवे ट्रैक धातु की कठोरता

सामग्री	तनन सामर्थ्य / एमपीए	कठोरता / एचबी
यू75वी	≥980	280~320
यू78क्रोमियम-वॉल्वेन	≥1080	310~360
यू76क्रॉमरेडियोजेनिक	≥1080	310~360
यू77मैनक्रोम	≥980	290~330