钢轨探伤工复习思考题及答案(2)

解：由题意直探头发射的纵波声场，可根据公式

D2?cN?,?0?70,且有?＝4?Df得：

5900?103???2.36mm2.5?106?2.36?0?70?70??8.260D20D2202N???42.4mm4?4?2.36

答：近场长度为42.4 mm，半扩散角为8.26°。

26．有一钢工件厚200mm，已知第五次底面回波与第二次底面回波差12 dB，试求材

质衰减系数是多少？

解：由工件厚度d?200mm，可根据公式

m?5;n?2;d?200mm;??20lgmn得：

???m?n???m?n?12dB；2(n?m)d，现已知：

52?0.0033(dB/mm)??2?(5?2)?200

12?20lg答：材质衰减系数为0．0033（dB／mm）。

第二章 钢轨和钢轨伤损

1.钢轨的作用、要求和分类有哪些？

答：（1）钢轨的作用是：一是支持并引导机车车辆按规定的方向运行，将来自车轮的荷载和冲击传布于轨枕和扣件之上；二是在自动闭塞区段，钢轨又成为轨道电路中的一部分，起到信号电流的传输作用；在电气化区段，钢轨还作为电力机车牵引电流的回流导线作用。

（2）钢轨的要求是：①钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面，又为机车提供最大的粘着牵引力，因而要求钢轨顶面具有相应的摩擦系数，能产生一

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定的摩擦力；②钢轨受到车轮辗压会产生弯曲，为抵抗弯曲，钢轨应具有相当的强度。为了减轻车轮对钢轨的冲击作用，减少机车、车辆走行部分及钢轨的裂损，钢轨又必须具有一定的可挠性；③为使钢轨不至被巨大压力压溃或迅速磨耗，钢轨应具有足够的硬度和断裂韧性。此外，钢轨还应具有较强的抗剥离性和抗疲劳性，一定的耐腐蚀性，良好的可焊性等。

（3）钢轨的分类是：①按钢种分：钢轨可分为碳素轨、合金轨；②按钢轨的重量分：有38 kg/m（P38）、43 kg/m（P43）、45 kg/m（P45）、50 kg/m（P50）、60 kg/m（P60）和75 kg/m（P75）；③按力学性能分：通常钢轨分为普通轨、高强轨、耐磨轨三类。

2．分别说出P50、P60钢轨断面及轨端侧面尺寸各为多少？ 答：P50、P60钢轨的断面及轨端侧面尺寸见下表：

代码 项 目 P50 P60 a 钢轨 高度 152 176 b 轨头 宽度 70 73 c 轨腰 厚度 15.5 16.5 d e f i j k 轨端至11孔至22孔至3轨底 螺栓孔孔中心孔中心孔中心内高 直径 距离 距离 距离 27 31 66 150 140 30.5 31 76 140 140 g h 轨底 轨底边轨头 宽度 缘厚度 内高 132 150 10.5 12 42 48.5 3．了解和掌握钢轨标志有何意义？简述国产钢轨的标记、代号和炉罐所包含的含义。

答：了解和掌握钢轨标志的内含是为今后有针对性进行钢轨探伤、判断伤损形成原因和发展方向提供依据。钢轨标志、代号和炉罐号是表示生产厂、出厂时间、钢轨材质、生产过程等内容的符号。

4．目前钢轨生产过程有几种工艺，长流程工艺的工序有哪些？

答：目前，世界上主要采用现两种工艺生产钢轨。一种为长流程工艺，另一种为短流程工艺。长流程工艺是以矿石为原料，经14道工序来完成钢轨的制造，它们是冶炼、精炼、脱气、浇铸、加热、开坯、轧制、打印、锯切、冷却、矫直、探伤、检

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测、加工。

5．钢轨的化学成份对钢轨有什么影响？各类元素对钢轨的性能具有哪些影响？ 答：钢轨的组织与性能，主要取决于它的化学成分。合适的化学成分是保证钢轨质量，提高钢轨的机械性能的主要因素之一，而钢材冶金过程中难以除去的有害元素，又对钢材性能产生不良的影响。钢轨中除铁以外的主要元素对钢轨性能影响见下表：

序 1 2 3 4 5 6 作 用 和 影 响 可以提高钢轨的强度、硬度和耐磨性。但钢中含碳量偏高，钢质变脆，其塑性指数碳（C） 会显著降低，同时，还会增加钢中产生白点的机会。 能起到除去钢中气泡的作用。钢中含有适量的硅，能提高钢的硬度和耐磨性。但含硅（Si） 量过多，会使钢质硬而脆，容易在焊缝中产生气孔、杂质 可提高钢的强度和耐磨性，增加钢的韧性。它可以除去钢内有害氧化铁和硫化夹杂锰（Mn） 物，含锰量超过1．2%的钢称为中锰钢，它的抗磨性很高 属有益元素，钢中含有少量的铜化合物，可提高钢的抗疲劳和耐腐蚀性能。如果含铜（Cu） 铜轨的轧制工艺不良，在钢轨表面会产生鱼鳞状态开裂 属有害元素，磷化物的最大危害是降低钢的塑性和韧性，特别在低温条件下，钢的磷（P） 冷脆性增大，易导致断轨。 属有害元素，硫化物常以颗粒状残留于钢中，在钢轨轧制时与钢一起被压延成片状，硫（S） 造成钢轨内分层或纵向裂纹。 元 素 6．通常所说的钢轨机械性能包括哪些？它们的含义是什么？

答：（1）钢轨的机械性能通常包括强度、塑性、硬度、韧性和疲劳。（2）它们的含意是：强度——钢轨在载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力；塑性——金属材料在载荷作用下，产生显著的变形而不致破坏，并在载荷取消后，仍能保持变形后的形状能力；硬度——金属材料抵抗另一种更硬物体（材料）压入其表面的能力；韧性——是指金属材料抵抗冲击载荷作用而不致破坏的能力；疲劳——在交变载荷的作用下，材料发生断裂的现象。

7．钢轨伤损如何定义？哪些情况属于钢轨折断？

答：（1）钢轨伤损定义是指钢轨在使用过程中发生的钢轨折断和钢轨裂纹，以及其他影响和限制钢轨使用性能的缺陷。（2）钢轨折断是指：一是钢轨全截面至少断成两部分；二是裂纹已经贯通整个轨头截面；三是裂纹已经贯通整个轨底截面；四允许速度小于160km/h区段，钢轨顶面上有长度大于50mm且深度大于10mm的掉块；

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允许速度大于160km/h区段，钢轨顶面上有长度大于30mm且深度大于5mm的掉块。