ผลของการเลือกใช้ลวดเชื่อมต่อความแกร่งของเนื้อเชื่อมเหล็กรางรถไฟเกรด 900A
คำสำคัญ:
เหล็กรางรถไฟเกรด 900A, การเชื่อมซ่อม, ความแกร่ง, เบไนต์, เฟอร์ไรต์บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาชนิดของลวดเชื่อมที่ส่งผลต่อความแกร่ง (Toughness) ในการเชื่อมซ่อมเหล็กรางรถไฟเกรด 900A ซึ่งทำการเชื่อมด้วยกระบวนการเชื่อมไฟฟ้าด้วยลวดเชื่อมหุ้มฟลักซ์ (Shielded Metal Arc Welding: SMAW) โดยทำการศึกษาลวดเชื่อมทั้งหมด 3 ชนิด ที่มีค่าความแข็งของเนื้อเชื่อมใกล้เคียงกับรางรถไฟ จากผลการศึกษาพบว่า โครงสร้างจุลภาคบริเวณเนื้อเชื่อมส่วนใหญ่ประกอบด้วยเบไนต์ โดยปริมาณเบไนต์ที่ปรากฏอยู่ในเนื้อเชื่อมขึ้นอยู่กับส่วนผสมทางเคมีของแต่ละเนื้อเชื่อม นอกจากนี้ความแกร่งของชิ้นงานที่เชื่อมด้วยลวดเชื่อมแต่ละชนิดมีผลแตกต่างกัน โดยมีอิทธิพลมาจากปริมาณธาตุคาร์บอนในเนื้อเชื่อม ซึ่งในงานวิจัยนี้บริเวณเนื้อเชื่อมที่ประกอบด้วยเบไนต์และเฟอร์ไรท์มีความแกร่งสูงสุด
References
Cakir, F. H., & Celik, O. N. (2017). Effect of isothermal bainitic quenching on rail steel impact strength and wear resistance. Metal Science and Heat Treatment, 59(5-6), 289-293.
Haidemenopoulos, G. N., Zervaki, A. D., Terezakis, P., Tzanis, J., Giannakopoulos, A. E., & Kotouzas, M. K. (2006). Investigation of rolling contact fatigue cracks in a grade 900A rail steel of a metro track. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 29(11), 887-900.
Inthara, A., Rojanapunya, P., & Saiseng, N. (2017). Thailand’s Railroad Development and Future High Speed Train Development. Journal of Yala Rajabhat University, 12, 151-167.
ISO 148-1. (2006). 148-1, Metallic Materials. Charpy Pendulum Impact Test. Part 1: Test Method.
Jun, H. K., Seo, J. W., Jeon, I. S., Lee, S. H., & Chang, Y. S. (2016). Fracture and fatigue crack growth analyses on a weld-repaired railway rail. Engineering failure analysis, 59, 478-492.
Khan, A. R., Shengfu, Y., & Wang, H. (2019). Influence of Heat Input and Preheating on Microstructure and Mechanical Properties of Coarse Grain Heat-Affected Zone of Metal Arc Gas-Welded Pearlitic Rail Steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 28(12), 7676-7686.
Lai, Q., Abrahams, R., Yan, W., Qiu, C., Mutton, P., Paradowska, A., ... & Wu, X. (2018). Effects of preheating and carbon dilution on material characteristics of laser-cladded hypereutectoid rail steels. Materials Science and Engineering: A, 712, 548-563.
Lee, C. S., Chandel, R. S., & Seow, H. P. (2000). Effect of welding parameters on the size of heat affected zone of submerged arc welding. Materials and Manufacturing Processes, 15(5), 649-666.
Nikas, D., Meyer, K. A., & Ahlström, J. (2017). Characterization of deformed pearlitic rail steel. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 219(1), 012035
Peng, J., Xie, X., Song, W., Li, W., & Luo, Z. (2019). Wear properties of two U71Mn K and U71Mn G rail steel welds during rolling contact fatigue. International Journal of Modern Physics B, 33(01n03), 1940041.
Poorhaydari, K., Patchett, B. M., & Ivey, D. G. (2005). Estimation of cooling rate in the welding of plates with intermediate thickness. Welding Journal, 84(10), 149s-155s.
Popovic, O., Prokic-Cvetkovic, R., Sedmak, A., Grabulov, V., Burzic, Z., & Rakin, M. (2010). Characterisation of high-carbon steel surface welded layer. Strojniški vjestnik-Journal of Mechanical Engineering, 56(5).
Roy, T., Abrahams, R., Paradowska, A., Lai, Q., Mutton, P., Soodi, M., ... & Yan, W. (2019). Evaluation of the mechanical properties of laser cladded hypereutectoid steel rails. Wear, 432, 202930.
Seo, J. W., Kim, J. C., Kwon, S. J., & Jun, H. K. (2019). Effects of Laser Cladding for Repairing and Improving Wear of Rails. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 20(7), 1207-1217.
Standard, A. S. T. M. (2012). E407-07: Standard Practice for Microetching Metals and Alloys. ASTM International., West Conshohocken, PA.
Svensson, L. E., & Gretoft, B. (1990). Microstructure and impact toughness of C--Mn weld metals. Welding Journal, 69(12), 454.
Taylor, D. S. (1990). The Role of MMA Welding in the 1990 s. Weld. Met. Fabr., 58(4), 200.
Tewari, S. P., Gupta, A., & Prakash, J. (2010). Effect of welding parameters on the weldability of material. International Journal of Engineering Science and Technology, 2(4), 512-516.
Wang, W. J., Hu, J., Guo, J., Liu, Q. Y., & Zhu, M. H. (2014). Effect of laser cladding on wear and damage behaviors of heavy-haul wheel/rail materials. Wear, 311(1-2), 130-136.
Wang, Y. Q., Zhou, H., Shi, Y. J., & Feng, B. R. (2012). Mechanical properties and fracture toughness of rail steels and thermite welds at low temperature. International Journal of Minerals, Metallurgy, and Materials, 19(5), 409-420.
Yamamoto S. (2018). Arc Welding of Specific Steels and Cast iron, (3rd Ed)., Shinko Welding Service Co., Ltd., Japan, 2008.
Zhang, Q., Li, L., Ding, W., Song, H. T., & Gao, Z. K. (2017). Investigation on process and welded joint mechanical properties of bainitic steel rail flash butt welding. In Key Engineering Materials. 723,406-411.
