Variaciones microestructurales en aceros para rieles sometidos a esmerilado
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Resumen en español
RESUMEN: el esmerilado de rieles es una estrategia de mantenimiento usada para eliminar daños en la superficie del riel generados durante la operación comercial del tren. Algunos de estos daños, como la capa blanca (CB o WEL’s de las siglas en inglés (White Etching Layer)) y la deformación plástica, parecen estar relacionados con respuestas no deseadas del material. Existe evidencia que relaciona la aparición de CB y Deformación plástica, con el proceso de esmerilado. Esta investigación establece una metodología para crear variaciones microestructurales en cupones de riel, usando una pulidora comercial. La profundidad y velocidad de corte fueron controladas en esta serie de experimentos. Las muestras se extrajeron de las regiones afectadas y se sometieron a caracterización vía microscopia óptica (OM) y microscopia electrónica (SEM). La respuesta mecánica se evaluó mediante la toma de micro durezas. El análisis morfológico de las variaciones microestructurales permitió concluir que la deformación plástica tiene un papel importante en el inicio y la evolución de las WEL´s, pero no es el único factor. De acuerdo con la literatura técnica, parece que la temperatura flash producida durante el pulido podría estar implicada. Sin embargo, este estudio no pudo recoger evidencias concretas al respecto. A futuro, entender la relación entre los parámetros de esmerilado, la aparición de variaciones microestructurales, y el rol del calor generado durante el proceso, permitirán establecer parámetros de esmerilado que prolonguen la vida útil del riel.
Resumen en inglés
ABSTRACT: rail-grinding is a maintenance strategy used to remove rail surface damages produced during railway commercial operation. Some of these damages such as White Etching Layers (WEL´s) and plastic deformation regions seem to be related to undesirable mechanical rail steel responses. There is evidence linking rail-grinding with WEL’s and plastic deformation below the surface. This project stablishes a methodology to create these microstructural changes in rail coupons using a commercial grinding machine. Depth and cutting speed were controlled during the grinding tests. Samples were extracted from the tested surfaces to be characterized via light optical (LOM) and scanning electron microscopy (SEM). Hardness measurements were also taken to evaluate microstructural mechanical response. The microstructural variations morphology analysis allowed to conclude plastic deformation has a significant role in WEL´s beginning and evolution, but it is not the only factor. According to technical literature, it seems grinding flash temperature could be involved. However, this study was not able to collect certain evidences about it. To the future, understanding the relationship between grinding parameters, the occurrence of microstructural variations, and the role of heat generated during the process, would allow to set rail-grinding parameters that will ensure the longevity and reliability of the railways systems.