Накладка рельсовая из стали 54: характеристики и применение
Накладка рельсовая из стали 54 — соединительный элемент рельсового скрепления, предназначенный для стыкового соединения рельсов и передачи продольных и поперечных усилий от подвижного состава на шпальную решётку. Сталь 54 (химический состав по ГОСТ 1050) содержит 0,50–0,60 % углерода, 0,50–0,80 % марганца, не более 0,25 % кремния; после нормализации твёрдость составляет 187–217 HB, предел прочности — 640–780 МПа, предел текучести — не менее 355 МПа. Такое сочетание прочности и пластичности обеспечивает работу накладки при знакопеременных изгибных нагрузках в зоне стыка.
Конструктивные параметры и стандарты
Накладки из стали 54 выпускаются по ГОСТ 19127 и ГОСТ 33184 для рельсов типов Р50, Р65 и Р75. Основные геометрические параметры:
- длина накладки для Р65 — 800 мм, для Р50 — 700 мм;
- диаметр болтовых отверстий — 26–27 мм под болты М24 и М27;
- количество отверстий — 4 или 6 в зависимости от типа стыка;
- толщина стенки в зоне шейки рельса — 20–24 мм;
- масса комплекта (две накладки) для Р65 — 23,5–25,8 кг.
Отклонения по длине не превышают 3 мм, по массе — 3 %. Кривизна опорной поверхности соответствует профилю рельса с зазором не более 0,5 мм при контроле щупом.
Механические свойства и режимы термообработки
Для повышения износостойкости накладки из стали 54 подвергают объёмной закалке с последующим высоким отпуском. После термообработки твёрдость достигает 255–302 HB, ударная вязкость KCU при –40 C — не менее 25 Дж/см. Предел выносливости при симметричном цикле изгиба — 220–250 МПа (база 2 10 циклов).
| Параметр | Без термообработки | Закалка + отпуск | Норматив | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость, HB | 187–217 | 255–302 | ГОСТ 19127 | Бринелль |
| Предел прочности, МПа | 640–780 | 880–1080 | ГОСТ 1050 | Растяжение |
| Предел текучести, МПа | 355 | 640 | ГОСТ 1050 | Растяжение |
| KCU при –40 C, Дж/см | 35 | 25 | ГОСТ 9454 | Ударный изгиб |
| Твёрдость после закалки, HRC | — | 28–34 | ТУ производителя | Роквелл |
Области применения
Накладки из стали 54 устанавливают в стыковых скреплениях железнодорожных путей, трамвайных рельсовых системах, крановых путях металлургических цехов и внутризаводских рельсовых путях горно-обогатительных комбинатов. В условиях интенсивного движения (грузонапряжённость свыше 50 млн т брутто/км в год) применяют термоупрочнённые накладки с твёрдостью 255–302 HB. Для путей промышленного транспорта с осевой нагрузкой до 250 кН допускается использование накладок без термообработки.
- железнодорожные пути общего и необщего пользования — стыки рельсов Р65 и Р75;
- трамвайные пути — соединение желобчатых рельсов;
- крановые пути металлургических и машиностроительных предприятий;
- внутрикарьерные и отвальные пути горнодобывающих комбинатов;
- подъездные пути элеваторов и портовых терминалов.
Эксплуатационные ограничения
Сталь 54 склонна к отпускной хрупкости второго рода при медленном охлаждении после высокого отпуска в интервале 450–550 C. Для предотвращения этого накладки охлаждают в воде или масле после отпуска. Коррозионная стойкость стали 54 в атмосферных условиях — умеренная; при эксплуатации в зонах с повышенной влажностью и промышленными выбросами рекомендуется нанесение защитных покрытий (горячее цинкование, эмалирование). Предельная рабочая температура — от –60 C до +200 C.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость у накладок из стали 54 после термообработки?
После закалки и высокого отпуска твёрдость составляет 255–302 HB (28–34 HRC), что обеспечивает повышенную износостойкость в зоне контакта с рельсом.
Для каких типов рельсов применяются накладки из стали 54?
Накладки изготавливаются для рельсов Р50, Р65 и Р75 по ГОСТ 19127 и ГОСТ 33184. Длина накладки для Р65 — 800 мм, для Р50 — 700 мм.
Какой предел текучести у стали 54 без термообработки?
Предел текучести стали 54 в нормализованном состоянии — не менее 355 МПа, предел прочности — 640–780 МПа.
При какой температуре эксплуатируются накладки из стали 54?
Рабочий диапазон температур — от –60 C до +200 C. Ударная вязкость KCU при –40 C составляет не менее 25 Дж/см после термообработки.
