การวิเคราะห์ความเสียหายของวัสดุล้อรถไฟฟ้าความเร็วสูง ที่โครงสร้างทางจุลภาคเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากกระบวนการทางความร้อน

บทคัดย่อ

ในการศึกษานี้ได้พิจารณาการขยายตัวของรอยร้าวจากการล้าของวัสดุล้อรถไฟฟ้าความเร็วสูง เกรด ER8 ซึ่งเป็นเกรดที่ใช้งานอยู่ในรถไฟฟ้า Airport rail link ในประเทศไทย โดยทำการพิจารณาและ ทดสอบโครงสร้างของเหล็กล้อรถไฟ 2 กรณีศึกษา ได้แก่ โครงสร้างเหล็กกล้าที่ได้มาตรฐานหรือ โครงสร้างดั้งเดิมของล้อรถไฟฟ้าความเร็วสูง ซึ่งมีโครงสร้างทางจุลภาคประกอบด้วยเฟสเฟอร์ไรต์และ เฟสเพิร์ลไลต์ และในกรณีที่ 2 นั้น จะเป็นโครงสร้างของวัสดุล้อรถไฟฟ้าความเร็วสูงที่ผ่านกระบวนการทางความร้อน เพื่อจำลองล้อรถไฟฟ้าที่ถูกใช้งานจริงและเกิดความร้อนขึ้นขณะใช้งานโครงสร้างทางจุลภาคของล้อรถไฟฟ้าความเร็วสูงจะเกิดการเปลี่ยนแปลง โดยมีปริมาณของเฟสเฟอร์ไรต์เพิ่มมากขึ้น และเฟสเพิร์ลไลต์ลดน้อยลง การทดสอบสมบัติทางกลนั้นกระทำโดยวิธีการทดสอบแรงดึงตามมาตรฐาน ASTM E8 และการทดสอบความสามารถในการต้านทานความเสียหายที่เกิดจากการล้า (fatigue) ทดสอบโดยใช้เครื่อง Universal testing ที่ภาระขนาด 5 กิโลนิวตัน ที่ความถี่ 10 เฮิร์ต ตามมาตรฐาน ASTM E647 ผลที่ได้จากการทดสอบขยายตัวของรอยร้าวล้าด้วยภาระแบบวงรอบ (cyclic load) สามารถนำไปวิเคราะห์หาความสัมพันธ์ระหว่างกลไกความเสียหายที่เกิดขึ้นกับโครงสร้างทางจุลภาค ของเหล็กล้อรถไฟที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งผลที่ได้พบว่าการเพิ่มขึ้นของเฟสเฟอร์ไรต์ส่งผลให้วัสดุล้อ รถไฟฟ้ามีความยืดหยุ่นที่สูงขึ้น แต่กลับมีค่าแรงดึงสูงสุดต่ำลง รวมไปถึงความสามารถในการต้านทางการขยายตัวของรอยร้าวล้าในวัสดุที่ต่ำลงไปด้วย