تعيين چقرمگي شكست فولاد ريل UIC60 با استفاده از آزمايش ضربه شارپي در دماهاي مختلف

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

صنعت حمل ونقل ريلي، امروزه به عنوان ايمن ترين سامانه حم لونقل بار و مسافر در دنيا شناخته شده است. واماندگي ريل كه يكي از اجزاي اصلي و كليدي اين صنعت به شمار مي آيد، مي تواند باعث بروز سوانح شده و ايمني حاصله را تهديد نمايد. در اين مطالعه، از علم مكانيك شكست براي به دست آوردن چقرمگي شكست ريل گريد 900A با پروفيل UIC60 در دماهاي مختلف، با آزمايش ضربه شارپي استفاده شده و طول ترك بحراني براي برخي از تركهاي عرضي در تاج ريل محاسبه شده است. براي اين منظور، آزمايش ضربه شارپي بر روي 55 نمونه استخراج شده از ريل در بازه دمايي 40 - تا 60 درجه سانتيگراد انجام و انرژي شكست انداز هگيري شده است. سپس با استفاده از روابط تجربي بين چقرمگي شكست و انرژي شكست نمون هها، چقرمگي شكست در دماهاي مختلف مورد محاسبه قرار گرفته است. در نهايت، با مساوي قرار دادن ضريب شدت تنش با چقرمگي شكست، KIc ، طول ترك بحراني به دست آمده است. طول ترك بحراني در كنار آزمايشهاي غيرمخرب از الزامات فرايند بازرسي ريلها براي جلوگيري از خطرات شكست ريل و نيز بهره برداري حداكثري از عمر مفيد ريل به شمار مي آيد.

Nowadays, railway has been identified as the safest and most proper transportation system. Failure of rails, as one of the most importance elements of railway systems, can cause accidents and affect its safety. In this study, 55 steel samples extracted from 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 for maintenance process of rails