Trilhos para trens de carga pesada

Os resultados insatisfatórios dos trilhos de aço ao carbono e magnésio nos pontos das ferrovias onde as condições de serviços são extremamente exigentes (curvas de pequeno raio, cargas por eixo com mais de 30 toneladas etc.) impulsionaram o desenvolvimento de novos trilhos com características mecânicas superiores.

Curvas de pequeno raio exigem maior resistência dos trilhos.

Curvas de pequeno raio exigem maior resistência dos trilhos.

Historicamente, foram utilizados para essas condições, trilhos fundidos com dureza Brinell1 superiores a 320 HBW e resistência à tração de 1.100 Mpa. Essas propriedades foram conseguidas pelo emprego de níveis elevados de manganês, cromo e molibdênio, elementos de fundição que reduzem a distância interlaminar da perlita2.

Os trilhos produzidos com este aço, de custo mais elevado, mesmo que razoavelmente adaptados para prestar serviços em condições exigentes, possuem apenas altos índices de tensões residuais e apresentam o risco de conter estruturas frágeis (bainíticas3 e martensíticas4), cuja resistência ao desgaste é menor que o da perlita. Ademais, a soldagem desses trilhos manifestam uma elevada tendência a sofrer o “efeito têmpera”, que produz as mesmas estruturas frágeis e pouco resistentes ao desgaste.

Há risco do aparecimento de estruturas frágeis, como as bainíticas, na produção de trilhos.

Há risco do aparecimento de estruturas frágeis, como as bainíticas, na produção de trilhos.

Desenvolvemos um trilho de aço microfundido totalmente perlítico, vindo diretamente da laminação, cujas propriedades mecânicas – resistência à tração, limite elástico, dureza, resistência ao desgaste e comportamento à fadiga – são consideravelmente mais altos do que o de trilhos ao carbono e manganês.

Produção de lingotes para trilhos de aço.

Produção de lingotes para trilhos de aço.

Sua dureza, maior que 320 HBW (valor típico é de 335 HBW) não se obtém mediante o uso intensivo de elementos de fundição, somente com o emprego de pequenas quantidades de elementos sujeitos à microfundição (nióbio e vanádio) e um reduzido aporte de cromo (0,300% no máximo).

Os níveis de carbono, manganês e cromo deste aço garantem uma microestrutura perlítica muito fina, sem nenhuma presença de estruturas frágeis tanto nos trilhos como em suas soldagens.

O nióbio e o vanádio possibilitam a melhora das características mecânicas pelo afinamento do grão e a precipitação. O modo come são alcançadas essas propriedades é claramente mais vantajoso e seguro quando comparado com os aços fundidos clássicos, cujos elevados níveis de silício, manganês, cromo e molibdênio aumentam o risco de surgirem estruturas bainíticas e martensíticas, frágeis e perigosas, nos trilhos e nas soldagens.

Até durante as soldagens dos trilhos há o risco do surgimento de estruturas frágeis.

Até durante as soldagens dos trilhos há o risco do surgimento de estruturas frágeis.

Pelas suas propriedades, o trilho microfundido pode ser uma excelente escolha para locais com exigentes condições de tráfego. Este trilho, com propriedades equivalentes, mas custos menores é uma excelente opção para as empresas de transporte ferroviário de cargas pesadas em relação aos trilhos de cabeça endurecida.

  1. Teste proposto pelo sueco Johan Agosto Brinell, que consiste em endentar o material para medir a dureza do seu recorte.
  2. Microestruturas formadas em altas temperaturas no processo de transformação.
  3. Estrutura em forma de agulhas que aparecem durante o resfriamento.
  4. Transformação da estrutura que se dá por cisalhamento durante o resfriamento.

Fontes

Transport Rail ArcelorMittal

http://rails.arcelormittal.com/en/train-rails.html

http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6558-teste-de-dureza-brinell#.V2Lhs7srLcc

http://www.cienciadosmateriais.org/index.php?acao=exibir&cap=21&top=139

 

3 comentários de “Trilhos para trens de carga pesada

  1. Tiago Oliveira
    4 de agosto de 2016 às 18:51

    Gostaria de externar minha admiração pela Arcelor. Uma empresa Nacional que honra nosso país. Essa matéria mostra o quanto nossa tecnologia esta avançando. Quero muito aprender com esta empresa.

  2. Marcos Chaves
    16 de janeiro de 2018 às 15:54

    Interessante o trilho de aço microfundido totalmente perlítico. Qual unidade que está fabricando e onde poderia obter maiores detalhes do mesmo?

    • ArcelorMittal
      18 de janeiro de 2018 às 20:09

      Olá, Marcos! Os perfis para trilhos são produzidos em: Rodange, Krolewska, Dabrowa e Veriña. Normalmente há um CTS específico para este mercado e a AMI pode te colocar em contato com estas plantas. A ArcelorMittal bate recordes em qualidades destes trilhos e faz um excelente trabalho na Europa. Qualquer coisa, estamos por aqui!

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