R54[R54型轨道的微观结构分析及其对机械性能的影响]

IF 0.6 Q4 METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING

Metalurgija Pub Date : 2017-09-30 DOI:10.14203/METALURGI.V32I2.340

Robby Dwiwandono, L. Firmansyah, Satrio Herbirowo, M. Hasbi, F. Citrawati

{"title":"R54[R54型轨道的微观结构分析及其对机械性能的影响]","authors":"Robby Dwiwandono, L. Firmansyah, Satrio Herbirowo, M. Hasbi, F. Citrawati","doi":"10.14203/METALURGI.V32I2.340","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"This study was conducted to observe the mechanical properties and microstructures of two rail tracks type R54 used in Indonesia, which produce in Germany (rail steel G) and China (rail steel C). During its application, it is necessary for rail track to have high toughness to bear the dynamic load from wheel movement. In this study, several examinations and observations have been made, which comprise OES chemical composition analysis, metallography by using OM, tensile test, and micro Vickers hardness test. The OES chemical composition result shows that both rail tracks belong to Fe-C-Mn rail steels, in which, rail steel G has higher Zr micro alloy content than rail steel C. These differences do not significantly affect their tensile strength, which are 1050 MPa and 1044 MPa for rail steel G and rail steel C, respectively. Moreover, both samples were observed to have elongation of 13%. The difference in micro alloys, specifically Zr, may influence the hardness of the samples through precipitate strenghtening. The average hardness in the body part of the tracks show that rail steel G has slightly higher hardness value compare to rail steel C. It is 341 HV for rail steel G and 324 HV for rail steel C. This hardness difference was also found between the head part and the body part of both rail tracks. In the head part, the area near the edge of the rail tracks e has an average hardness of 452 HV for rail steel G and 423 HV for rail steel C. These values are higher than the hardness value of the body part of both rail tracks. The difference in hardness of the body part and the head part might be due to the phases in their microstructure, which observed to be dominated by pearlite. Abstrak Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui sifat mekanik dan struktur mikro dari beberapa jenis batangan rel bertipe R-54 yang digunakan di Indonesia, yaitu yang berasal dari Jerman (kode sampel G) dan Cina (kode sampel C). Dalam aplikasinya, ketangguhan tinggi diperlukan agar material batangan rel mampu meredam atau menahan beban roda kereta api saat berjalan. Dalam penelitian ini, beberapa pengujian telah dilakukan, antara lain pengujian komposisi kimia dengan optical emission spectrometer (OES), pengamatan metalografi dengan optical microscop e (OM), pengujian keuatan tarik serta uji keras Micro Vickers . Dari hasil pengujian komposisi kimia didapatkan bahwa sampel G memiliki unsur pemadu mikro Zr lebih besar dari sampel C. Perbedaan komposisi kimia ini tidak mempengaruhi besarnya kekuatan tarik pada kedua sampel secara signifikan, dimana dari hasil pengujian tarik didapatkan nilai kekuatan tarik untuk sampel G sebesar 1050 MPa dan sampel C sebesar 1044 MPa dengan nilai elongasi yang sama yaitu sebesar 13%. Pengaruh dari perbedaan kandungan unsur-unsur pemadu, dalam hal ini Zr, dimungkinkan dapat mempengaruhi nilai kekerasan rata-rata dari kedua sampel melalui pembentukan presipitat, dimana dari hasil pengujian kekerasan pada bagian badan rel, secara keseluruhan, sampel G memiliki nilai kekerasan rata-rata lebih tinggi dibandingkan sampel C, yaitu 341 HV (sampel G) dan 324 HV (sampel C). Perbedaan pada nilai kekerasan juga ditunjukkan untuk bagian kepala dan bagian badan rel dari kedua sampel. Pada bagian kepala, terutama diseputaran bagian permukaannya, memiliki nilai kekerasan rata-rata yang lebih tinggi, yaitu 452 HV (sampel G) dan 423 HV (sampel C), dibandingkan dengan kekerasan rata-rata pada bagian badan, baik di area tepi maupun tengah. Perbedaan kekerasan yang terjadi antara bagian kepala dan badan rel pada kedua sampel salah satunya dipengaruhi oleh struktur mikronya, yang didominasi oleh fasa perlit.","PeriodicalId":18462,"journal":{"name":"Metalurgija","volume":"32 1","pages":"67-76"},"PeriodicalIF":0.6000,"publicationDate":"2017-09-30","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"3","resultStr":"{\"title\":\"Analisa Strukturmikro dan Pengaruhnya terhadap Sifat Mekanis Batangan Rel Tipe R54 [Microstructure Analysis and Its Effect to Mechanical Properties of Rail Track Type R54]\",\"authors\":\"Robby Dwiwandono, L. Firmansyah, Satrio Herbirowo, M. Hasbi, F. Citrawati\",\"doi\":\"10.14203/METALURGI.V32I2.340\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"This study was conducted to observe the mechanical properties and microstructures of two rail tracks type R54 used in Indonesia, which produce in Germany (rail steel G) and China (rail steel C). During its application, it is necessary for rail track to have high toughness to bear the dynamic load from wheel movement. In this study, several examinations and observations have been made, which comprise OES chemical composition analysis, metallography by using OM, tensile test, and micro Vickers hardness test. The OES chemical composition result shows that both rail tracks belong to Fe-C-Mn rail steels, in which, rail steel G has higher Zr micro alloy content than rail steel C. These differences do not significantly affect their tensile strength, which are 1050 MPa and 1044 MPa for rail steel G and rail steel C, respectively. Moreover, both samples were observed to have elongation of 13%. The difference in micro alloys, specifically Zr, may influence the hardness of the samples through precipitate strenghtening. The average hardness in the body part of the tracks show that rail steel G has slightly higher hardness value compare to rail steel C. It is 341 HV for rail steel G and 324 HV for rail steel C. This hardness difference was also found between the head part and the body part of both rail tracks. In the head part, the area near the edge of the rail tracks e has an average hardness of 452 HV for rail steel G and 423 HV for rail steel C. These values are higher than the hardness value of the body part of both rail tracks. The difference in hardness of the body part and the head part might be due to the phases in their microstructure, which observed to be dominated by pearlite. Abstrak Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui sifat mekanik dan struktur mikro dari beberapa jenis batangan rel bertipe R-54 yang digunakan di Indonesia, yaitu yang berasal dari Jerman (kode sampel G) dan Cina (kode sampel C). Dalam aplikasinya, ketangguhan tinggi diperlukan agar material batangan rel mampu meredam atau menahan beban roda kereta api saat berjalan. Dalam penelitian ini, beberapa pengujian telah dilakukan, antara lain pengujian komposisi kimia dengan optical emission spectrometer (OES), pengamatan metalografi dengan optical microscop e (OM), pengujian keuatan tarik serta uji keras Micro Vickers . Dari hasil pengujian komposisi kimia didapatkan bahwa sampel G memiliki unsur pemadu mikro Zr lebih besar dari sampel C. Perbedaan komposisi kimia ini tidak mempengaruhi besarnya kekuatan tarik pada kedua sampel secara signifikan, dimana dari hasil pengujian tarik didapatkan nilai kekuatan tarik untuk sampel G sebesar 1050 MPa dan sampel C sebesar 1044 MPa dengan nilai elongasi yang sama yaitu sebesar 13%. Pengaruh dari perbedaan kandungan unsur-unsur pemadu, dalam hal ini Zr, dimungkinkan dapat mempengaruhi nilai kekerasan rata-rata dari kedua sampel melalui pembentukan presipitat, dimana dari hasil pengujian kekerasan pada bagian badan rel, secara keseluruhan, sampel G memiliki nilai kekerasan rata-rata lebih tinggi dibandingkan sampel C, yaitu 341 HV (sampel G) dan 324 HV (sampel C). Perbedaan pada nilai kekerasan juga ditunjukkan untuk bagian kepala dan bagian badan rel dari kedua sampel. Pada bagian kepala, terutama diseputaran bagian permukaannya, memiliki nilai kekerasan rata-rata yang lebih tinggi, yaitu 452 HV (sampel G) dan 423 HV (sampel C), dibandingkan dengan kekerasan rata-rata pada bagian badan, baik di area tepi maupun tengah. Perbedaan kekerasan yang terjadi antara bagian kepala dan badan rel pada kedua sampel salah satunya dipengaruhi oleh struktur mikronya, yang didominasi oleh fasa perlit.\",\"PeriodicalId\":18462,\"journal\":{\"name\":\"Metalurgija\",\"volume\":\"32 1\",\"pages\":\"67-76\"},\"PeriodicalIF\":0.6000,\"publicationDate\":\"2017-09-30\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"3\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Metalurgija\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.14203/METALURGI.V32I2.340\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q4\",\"JCRName\":\"METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Metalurgija","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.14203/METALURGI.V32I2.340","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING","Score":null,"Total":0}

引用次数: 3

摘要

本研究旨在观察印度尼西亚使用的两种轨道R54的力学性能和微观结构，这两种轨道分别在德国（轨道钢G）和中国（轨道钢C）生产。在应用过程中，轨道必须具有高韧性，以承受车轮运动产生的动态载荷。本研究进行了多项检查和观察，包括OES化学成分分析、OM金相、拉伸试验和显微维氏硬度试验。OES化学成分结果表明，这两种钢轨都属于Fe-C-Mn钢轨钢，其中钢轨钢G的Zr微合金含量高于钢轨钢C。这些差异对其抗拉强度没有显著影响，钢轨钢G和钢轨钢C的抗拉强度分别为1050MPa和1044MPa。此外，观察到两个样品都具有13%的伸长率。微合金，特别是Zr的差异可能通过沉淀强化影响样品的硬度。轨道主体部分的平均硬度表明，轨道钢G的硬度值略高于轨道钢C。轨道钢G为341 HV，轨道钢C为324 HV。在两条轨道的头部和主体部分之间也发现了这种硬度差异。在头部中，靠近轨道边缘的区域e的平均硬度对于轨道钢G为452HV，对于轨道钢C为423HV。这些值高于两个轨道的主体部分的硬度值。主体部分和头部的硬度差异可能是由于其微观结构中的相，观察到该相以珠光体为主。本研究的摘要是为了确定印度尼西亚使用的一些型号的R-54型卷轴杆的力学性质和微观结构，即来自德国（样本代码G）和中国（样本代码C）。在其应用中，需要高阻力以允许机车车辆减少或承受机车车辆。在本研究中，进行了几项测试，包括用光学发射光谱仪（OES）进行的化学成分测试、用光学显微镜（OM）进行的金属照相监测、牵引强度测试和硬显微维氏测试。从化学成分测试中发现，样品G具有比样品C更大的微衰减元素Zr。化学成分的差异不会显著影响对两个样品的吸引力，在获得牵引试验结果的情况下，G样品为1050 MPa，C样品为1044 MPa，伸长率为13%。欺骗者的元素含量差异的影响因素，在这种情况下是Zr，可能通过沉淀的形成影响两个样品的平均暴力值，其中从继电器身体部分的暴力测定结果来看，总体而言，样品G具有比样品C更高的平均暴力值，即341 HV（样品G）和324 HV（样品C）。两个样本的头部和身体部位的暴力值也有所不同。在头部部分，特别是在表面部分周围，与身体部分（边缘和在中间）上的平均力相比，它具有更高的平均力452HV（样本G）和423HV（样本C）。两个样品上继电器头部和主体之间的差异受其微观结构的影响，以珍珠相为主。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

查看原文本刊更多论文

Analisa Strukturmikro dan Pengaruhnya terhadap Sifat Mekanis Batangan Rel Tipe R54 [Microstructure Analysis and Its Effect to Mechanical Properties of Rail Track Type R54]

This study was conducted to observe the mechanical properties and microstructures of two rail tracks type R54 used in Indonesia, which produce in Germany (rail steel G) and China (rail steel C). During its application, it is necessary for rail track to have high toughness to bear the dynamic load from wheel movement. In this study, several examinations and observations have been made, which comprise OES chemical composition analysis, metallography by using OM, tensile test, and micro Vickers hardness test. The OES chemical composition result shows that both rail tracks belong to Fe-C-Mn rail steels, in which, rail steel G has higher Zr micro alloy content than rail steel C. These differences do not significantly affect their tensile strength, which are 1050 MPa and 1044 MPa for rail steel G and rail steel C, respectively. Moreover, both samples were observed to have elongation of 13%. The difference in micro alloys, specifically Zr, may influence the hardness of the samples through precipitate strenghtening. The average hardness in the body part of the tracks show that rail steel G has slightly higher hardness value compare to rail steel C. It is 341 HV for rail steel G and 324 HV for rail steel C. This hardness difference was also found between the head part and the body part of both rail tracks. In the head part, the area near the edge of the rail tracks e has an average hardness of 452 HV for rail steel G and 423 HV for rail steel C. These values are higher than the hardness value of the body part of both rail tracks. The difference in hardness of the body part and the head part might be due to the phases in their microstructure, which observed to be dominated by pearlite. Abstrak Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui sifat mekanik dan struktur mikro dari beberapa jenis batangan rel bertipe R-54 yang digunakan di Indonesia, yaitu yang berasal dari Jerman (kode sampel G) dan Cina (kode sampel C). Dalam aplikasinya, ketangguhan tinggi diperlukan agar material batangan rel mampu meredam atau menahan beban roda kereta api saat berjalan. Dalam penelitian ini, beberapa pengujian telah dilakukan, antara lain pengujian komposisi kimia dengan optical emission spectrometer (OES), pengamatan metalografi dengan optical microscop e (OM), pengujian keuatan tarik serta uji keras Micro Vickers . Dari hasil pengujian komposisi kimia didapatkan bahwa sampel G memiliki unsur pemadu mikro Zr lebih besar dari sampel C. Perbedaan komposisi kimia ini tidak mempengaruhi besarnya kekuatan tarik pada kedua sampel secara signifikan, dimana dari hasil pengujian tarik didapatkan nilai kekuatan tarik untuk sampel G sebesar 1050 MPa dan sampel C sebesar 1044 MPa dengan nilai elongasi yang sama yaitu sebesar 13%. Pengaruh dari perbedaan kandungan unsur-unsur pemadu, dalam hal ini Zr, dimungkinkan dapat mempengaruhi nilai kekerasan rata-rata dari kedua sampel melalui pembentukan presipitat, dimana dari hasil pengujian kekerasan pada bagian badan rel, secara keseluruhan, sampel G memiliki nilai kekerasan rata-rata lebih tinggi dibandingkan sampel C, yaitu 341 HV (sampel G) dan 324 HV (sampel C). Perbedaan pada nilai kekerasan juga ditunjukkan untuk bagian kepala dan bagian badan rel dari kedua sampel. Pada bagian kepala, terutama diseputaran bagian permukaannya, memiliki nilai kekerasan rata-rata yang lebih tinggi, yaitu 452 HV (sampel G) dan 423 HV (sampel C), dibandingkan dengan kekerasan rata-rata pada bagian badan, baik di area tepi maupun tengah. Perbedaan kekerasan yang terjadi antara bagian kepala dan badan rel pada kedua sampel salah satunya dipengaruhi oleh struktur mikronya, yang didominasi oleh fasa perlit.

求助全文

通过发布文献求助，成功后即可免费获取论文全文。去求助

来源期刊

Metalurgija 工程技术-冶金工程

CiteScore

1.20

自引率

33.30%

发文量

审稿时长

4-8 weeks

期刊介绍： The journal Metalurgija is primary scientific periodical that publishes scientific papers (original papers, preliminary notes, reviewed papers) as well as professional papers from the area of basic, applicable and developing researching in metallurgy and boundary metallurgy areas (physics, chemistry, mechanical engineering). These papers relate to processing ferrous and non-ferrous metallurgy, treating investigating as well as testing of raw materials, semi products and products, especially in the area of improving new materials and possibilities of their implementation. The journal is the only national periodical of this kind in the Republic of Croatia and covers the scientific field of metallurgy, especially: physical metallurgy and materials; process metailurgy, (ferrous and non-ferrous); mechanical metallurgy (processing, power , etc.); related (adjoing) branches: mechanlcal engineering, chemistry, physics etc.