Thép Ray Tàu

Thép Ray Tàu – Giải Pháp Cho Hệ Thống Đường Ray Chuyên Dụng

Hình 1. Hàn nối đường ray tạo hình đường ray liên tục

Hình 2. Hình ảnh thực tế đường sắt

Hình 3. Hình ảnh thực tế đường sắt

Hình 4. Thiết kế hình học thép ray

Thép ray tàu là vật liệu chủ lực trong hệ thống đường sắt và ray cẩu, yêu cầu cao về độ cứng, độ bền kéo, khả năng chống nứt gãy và mài mòn. Để đạt được những tiêu chuẩn này, thép ray được sản xuất từ thành phần hóa học đặc biệt và trải qua quy trình nhiệt luyện nghiêm ngặt.

🔬 1. Thành Phần Hóa Học Của Thép Ray

Carbon: Lên đến 0.82% – yếu tố chính tạo độ cứng bề mặt.
Mangan: Tối đa 1.7% – tăng khả năng chống rạn nứt.
Sự kết hợp của các nguyên tố này giúp kiểm soát độ cứng tự nhiên và độ bền kéo trước khi tiến hành nhiệt luyện.

🧪 2. Cấu Trúc Vi Mô Của Thép Ray

Thép ray thường có cấu trúc gồm sắt, sắt cacbua và hạt đá trân châu (pearlite).
Dưới kính hiển vi, các lớp đá trân châu hiện rõ dưới dạng các lớp dát mỏng song song.
Khoảng cách giữa các lớp đá trân châu càng ngắn → độ cứng và khả năng chống nứt càng cao.

📏 3. Độ Bền & Độ Cứng Cơ Học

Sức căng (cường độ chịu kéo):
- Thép mềm: ~430N/mm².
- Thép ray carbon cao: 900–1200+ N/mm².
Độ cứng bề mặt (Brinell Hardness – HB):
- Thép ray thông thường: ~280 HB.
- Thép ray xử lý nhiệt cao: lên đến 400 HB.

🔥 4. Quá Trình Nhiệt Trị (Xử Lý Nhiệt)

Quá trình làm nguội được kiểm soát chặt chẽ để tạo ra độ mịn tối ưu của cấu trúc đá trân châu.
Hai phương pháp phổ biến:
- Làm nguội tự nhiên trong không khí (260–300 HB).
- Làm nguội nhanh bằng tia nước áp suất cao ở nhiệt độ >800°C (355–390 HB).
Công nghệ hiện đại Mill Heat Treatment giúp giảm khoảng cách lớp trân châu, tạo độ cứng lên đến 400 HB.

⚙️ 5. Khả Năng Chống Rạn Nứt & Độ Bền Mỏi

Khí hydro có thể gây nứt bên trong thép nếu không được xử lý.
Giải pháp:
- Khử khí chân không trong quá trình luyện kim.
- Làm nguội chậm để tránh mắc kẹt hydro.
Thép ray yêu cầu đạt sự cân bằng giữa độ cứng và độ dẻo để:
- Không bị giòn gãy.
- Không bị mòn nhanh hoặc nứt bề mặt.

📐 6. Bảng Kích Thước Thép Ray Thông Dụng

Mác thép	Chiều cao (mm)	Rộng đáy (mm)	Rộng mặt ray (mm)	Độ dày (mm)	Chiều dài (m)
P11	80.5	66	32	7	6
P15	91	76	37	7	6–10
P18	90	80	40	10	8–10
P22	93.66	93.66	50.8	10.72	8–10
P24	107	92	51	10.9	8–10
P30	107.95	107.95	60.33	12.3	8–10
P38	134	114	68	13	12.5 / 25
P43	140	114	70	14.5	12.5 / 25
P50	152	132	70	15.5	12.5 / 25
QU50	152	132	70	15.5	12.0 / 25
QU60 / P60	176	150	73	16.5	12.0 / 25
QU70	120	120	70	28	12
QU80	130	130	80	32	12
QU100	150	150	100	38	12
QU120	170	170	120	44	12