بررسی عددی و آزمایشگاهی فرایند سختکاری انفجاری روی سوزن های ریل راه آهن

سوزن های ریل راه آهن یکی از مهم ترین بخش های سیستم حمل و نقل ریلی است. چراکه آنها اجازه اتصال دو مسیر مختلف از مسیر را می دهند و همین امر باعث انعطاف پذیری و آسانی کار می شود. اما بدلیل نیروی های تماسی و ضربه ای به هنگام تعویض مسیر توسط سوزن ها، فرسایش و خوردگی فراوانی در آنها بوجود می آید که علاوه بر تحمیل هزینه های تعویض، به قسمت های دیگر واگن ها نیز آسیب وارد کرده و خسارات را دوچندان می کند. پس برای جلوگیری از تغییرشکل های پلاستیک و خوردگی تحت بار های ضربه ای و سیکلی، باید مقاومت سطح سوزن افزایش پیدا کند. طبق استاندارد های موجود، سختی سطح ریل راه آهن بویژه در محل سوزن های مربوطه باید به طور متوسط بین HB ۳۲۰-۳۹۰ باشد. در پژوهش حاضر، پس از محاسبه مقدار انرژی لازم جهت سختکاری انفجاری از طریق تحلیل عددی و صحت سنجی نتایج در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی، بررسی پارامتریک صورت گرفته است. نتایج تحلیل عددی نشان داده است که ضخامت ۴ میلیمتر، ضخامت بحرانی برای سختکاری است. چرا که ضخامت صفحه منفجره بالاتر از ۴ میلیمتر سختی را به شدت افزایش می دهد. همچنین مدل عددی نشان داد که ضخامت های ۵ و ۷ میلیمتر برای قطعه راه آهن یکپارچه، مناسبترین و به صرفه ترین ضخامت است. نتیجه آزمایش انفجار روی قطعه سوزن نشان داد با انفجار صفحه هگزوشیت با ضخامت ۷ میلیمتر روی آن مقدار سختی از HB۱۶۱ قبل از انفجار به HB۳۳۳در قسمت میانی سوزن و HB۳۶۸در قسمت دماغه که تحت بار ضربه ای بیشتری است، افزایش می یابد.