Чьи рельсы лучше: состав рельсовой стали разных стран

Рельсостроение развивается со времен Древнего Египта, однако прообраз современных рельсов появился только 400 лет назад. Чугунные же изделия стали производить только в 19 веке, именно тогда и начался бум в развитии железных дорог. Развитие инженерии и химической промышленности позволяло оперировать понятиями химического состава металла и его износостойкостью. И если форма рельсов за последние 200 лет не изменилась, то количество марок говорит о большом разнообразии условий их эксплуатации.

Сегодня акцент в производстве делается на повышение прочности. Какие возможности есть у современных сталелитейщиков?

Соревнование умов

До середины 90х годов прошлого века крупнейшими производителями рельсов считались СССР (Россия), Япония и Канада. На территории Европы основные мощности располагались во Франции, и только с 1994 года по японской технологии рельсы стали производить в США в Пенсильвании. Понятно, почему технологию США не купили у своего заклятого врага, и понятно, почему купили у Японии – в стране с развитой системой железнодорожного транспорта и постоянными землетрясениями разобрались в необходимом качестве стали. К тому же скорость поездов в Японии превышает 250 км/ч, а именно такая величина регулируется нашим российским ГОСТ Р 55497-2013.

Марки стали

В зависимости от способа производства и обработки рельсовая сталь бывает нескольких марок. Маркировка состоит из трех частей:

• способ производства (предпочтительнее марка Э, поскольку производство в электропечи получается априори более чистый продукт, без примесей горения);
• процент углерода;
• легирование.

Рельсы для узкоколеек идут по другому ГОСТу (5876-82) и маркируются по твердости и содержанию углерода.

Борьба за прочность

В зарубежных сплавах выше содержание кремния, а это значит, что без допобработки сталь будет получатся более хрупкая, поэтому различие по маркам идет больше за счет способов легирования, в основном хромом (в российском производстве преобладает ванадий).

 В качестве термообработки с целью упрочнения используется воздух и вода, смесь – никогда и нигде, поскольку процесс получается крайне нестабильным, и результат на выходе абсолютно непредсказуем. Кстати, в Польше и Италии используют рельсы без термоупрочнения. В США используется дифференцированное термическое упрочнение с прокатного нагрева, в России – объемная закалка в масле с печного.

Российские рельсы являются более прочными по сравнению с «конкурентами», особенно в перерасчете на ударную вязкость (0,35 МДж/м²у российских марок против 0,25 – у французских).

Перспективы

Сегодня развитие научной и практической мысли по упрочнению рельсов синхронно во всех странах идет именно по пути коррекции закалочной среды. В производственном процессе это самый дешевый и простой путь повышения прочности, в отличие от сложностей подбора состава. Неслучайно предыдущим этапом было легирование.

Правда, практики признают, что возможности повышения качества перлитных рельсов себя исчерпали, и будущее – за бейнитными структурами, а именно получения сплавов необходимого качества через термообработку без необходимости дополнительного закаливания.