Sínacélok ötvözése

A sínacélok ötvözésével az a célunk, hogy a vas-karbon diagramban előforduló szövetelemekhez képest nagyobb keménységű, új szövetelem megjelenésével, vagy egy hagyományos szövetelem keménységének emelésével növeljük a sínacél szakítószilárdságát, keménységét. A legjellegzetesebb szövetelemek keménységét az 5. táblázat tartalmazza. Tipikus példa a sínacélok krómmal történő ötvözése, melynek során a nagyobb keménységű króm-karbid megjelenése, valamint a króm ferritrácsba való beépülése növeli a sínanyag keménységét, kopásállóságát.

Az ötvözés másik drasztikusabb lehetősége, hogy az ausztenit átalakulásának nagymértékű befolyásolásával, speciális hőkezelés alkalmazásával az ausztenitstabilitás területét szobahőmérsékletre hozzuk vissza, 10%-nál több, ausztenitképző mangán ötvözésével. Erre tipikus vasutas példa a vasúti kitérők kétségkívül legnagyobb dinamikus igénybevételnek kitett alkatrésze, a csúcsbetét, melynek anyaga a kb. 12-14% Mn-tartalmú Hadfield-acél, szövetszerkezete szobahőmérsékleten is homogén ausztenit.

Sínacélok hőkezelése

A sínacélok hőkezelésekor célunk a szilárdság, keménység növelése, a megfelelő szövetelemek tudatos átalakításával. Az MSZ EN 13674:2011 szabványban talál­ható acélok keménysége 200 és 400 HB közötti érték. Az R200, R220, R260, R260Mn és R320Cr minőségeknél hőkezelés nélkül, R350HT, R350LHT, R370CrHT és R400HT minőségeknél hőkezeléssel érik el az előírt keménységet.

A gyakorlatban a felhasználók részéről felvetődött az igény a keménység további növelésére, ezért kísérleti jelleggel sor került nagyobb keménységű sínek gyártására. A keménység 400 HB feletti növelésénél a perlites átalakulás egyensúlyitól eltérő változata, a bénites átalakulás kerül előtérbe. A bénites átalakulás legfontosabb feltétele a nagyobb lehűlési sebesség, melynek során a diffúzió nem képes a karbonatomok megfelelő mozgatására, így ezek „befagynak” a vas kristályrácsba, ezzel növelik az alapszövet keménységét. Emellett a bénites átalakulásnál, a perlites átalakulástól eltérően, a kristályosodás nem cementitcsírával, hanem ferritcsírával indul, így az átalakulás a normál körülményekhez képest eltérő jellegű. A bénites sínek állapota az egyensúlyihoz képest jelentősen eltér, ezért különös figyelmet kell fordítani e sínminőségek hegesztésére, egyéb hőhatások minimális szintre csökkentésére. A bénites sínek alkalmazását hátráltatja, hogy a felhasználás során sokkal nagyobb odafigyelést igényelnek az előbbiekben említett instabil szerkezet miatt, viszont az alkalmazást segíti, hogy megvan az igény a 400 HB-nél nagyobb keménységű sínek előállítására is.