Pourquoi les voies ferrées sont-elles en acier ?

Rail en acier(également appelés rails de chemin de fer, voies ferrées ou rails de grue) sont les composants fondamentaux des systèmes de voie, servant à guider les roues et à répartir les charges lourdes avec précision. Conçus dans une section transversale de poutre en I-optimisée-qui comprend le champignon du rail (surface de contact), l'âme (support vertical) et la base (bride stabilisatrice), ces rails offrent une résistance à la flexion et une stabilité dynamique supérieures.

 

Pourquoi les voies ferrées sont-elles en acier ?

 

Un rail en acier est une section en acier laminée à chaud-à haute résistance,-résistante à l'usure-qui forme la surface de roulement des voies ferrées et guide les roues du train le long d'un chemin fixe. Comparés aux rails en fer antérieurs, les rails en acier modernes sont conçus pour résister à de lourdes charges par essieu, aux impacts répétés et à la fatigue à long terme. C'est pourquoi l'acier est devenu le seul matériau pratique pour les voies ferrées principales, les transports urbains, les chemins de fer miniers et les voies de grue dans le monde entier.

 

Nuances d'acier à rampe commune dans le monde entier

 

 

Grade	Norme/Région	Composition typique (% en poids)	Principales fonctionnalités et applications
R260	EN 13674-1 (Europe)	C : 0,67-0,80, Mn : 0,90-1,20, Si : inférieur ou égal à 0,50	Rail de qualité-de base ; à froid-laminé ; largement utilisé sur les lignes à trafic moyen-. Bonne soudabilité et rentabilité.
R350HT	EN 13674-1 (Europe)	C : 0,75-0,85, Mn : 0,80-1,20, Cr : 0,20-0,50	Traitement thermique-(en ligne/hors ligne) ; UTS Supérieur ou égal à 1 100 MPa ; Durée de vie 30 à 50 % plus longue que le R260. Standard pour les lignes à grande vitesse-(TGV, ICE) et lourdes-.
260e année	AREMA (Amérique du Nord)	C : ~0,77, Mn : ~1,0-1,2, Si : ~0,2	Équivalent au R260 ; utilisé avec des sections de rail comme 115RE, 136RE. Commun sur les réseaux de fret de classe I.
350e année	AREMA + Spécifications de l'usine (États-Unis/Canada)	C : 0,78-0,83, Mn : 0,90-1,20, Cr : 0,2-0,6, + V/Nb (microallié)	TMCP or heat-treated; UTS ~1180–1280 MPa. For demanding curves, heavy axle loads (>33 tonnes) et des couloirs-à fort tonnage.
BH Rail (Baïnétique)	JIS E 1101 (Japon), adopté dans l'UE/Inde	C : 0,65–0,80, Mn : 1,0–1,4, Cr/Mo/Ni (facultatif, spécifique à l'usine-)	Microstructure bainitique ; haute résistance (UTS ~1 250–1 350 MPa) + ténacité supérieure à la rupture. Utilisé sur les courbes Shinkansen et les segments à forte-usure.
U71Mn	GB/T 2585 (Chine)	C : 0,65-0,77, Mn : 1,10-1,40, Si : 0,15-0,35	Rail en carbone-durcissant-manganèse ; norme pour les rails de 50 kg/m, 60 kg/m sur les lignes principales chinoises. Comparable au R260/R350 en termes de performances.
U75V	GB/T 2585 (Chine)	C : 0,67 à 0,77, Mn : 0,70 à 1,00, V : 0,04 à 0,12	Vanadium-microallié ; résistance à la fatigue et à la résistance supérieures à celles de l'U71Mn. Pour les lignes à grande vitesse-(par exemple, TGV Pékin-Shanghai) et les lignes de transport lourd-.

 

Propriétés mécaniques typiques des aciers pour rails :

 

Standard	Grade	Résistance à la traction (MPa)	Dureté (HB)	Application typique
GB/T2585	U71Mn	Supérieur ou égal à 880	260–300	Transports lourds, grandes lignes ferroviaires
EN 13674-1	R260	Supérieur ou égal à 880	~260	Passagers et fret conventionnels
EN 13674-1	R350HT	Supérieur ou égal à 1 170	~350	Courbes, sections à forte usure
AREMA	900A	Supérieur ou égal à 880	~260	Chemins de fer nord-américains
AREMA	1100	Supérieur ou égal à 1 080	~320	Couloirs à forte circulation

 

La haute résistance garantit que les rails ne se déforment pas plastiquement sous des charges répétées sur les roues, maintenant ainsi un écartement et un alignement précis pendant une longue durée de vie.

 

Pourquoi l’acier offre-t-il une meilleure résistance à l’usure et à la fatigue que le fer ?

 

Les premiers chemins de fer utilisaient des rails en fer forgé, qui souffraient d'une usure rapide, de fissures et de casses fréquentes. L'acier, avec une teneur plus élevée en carbone et des éléments d'alliage contrôlés tels que le manganèse, fournit :

 

• Dureté de surface plus élevée, réduisant l'usure des roues-rails

 

• Meilleure résistance à la fatigue au contact du roulement, limitant les fissures superficielles

 

• Une plus grande ténacité à la rupture, réduisant les ruptures soudaines des rails

 

 

Ceci est particulièrement critique dans les courbes, les aiguillages et les systèmes ferroviaires urbains-à trafic intense où l'interaction roue-rail est intense. Les rails en acier-traités thermiquement tels que le R350HT ou l'U71Mn trempé à tête-sont désormais largement utilisés pour prolonger davantage la durée de vie dans les zones-à forte usure.

 

En tant que fournisseur international,RAIL GNÉfournit des rails en acier conformes aux normes GB, EN, UIC, AREMA, JIS et DIN, ainsi que des clips de rail, des plaques de base, des boulons, des patins en caoutchouc et des systèmes de fixation complets. GNEE RAIL propose également des services de découpe, de perçage, de pliage et de préparation au soudage pour soutenir des projets clé en main de voies ferrées et de grues dans le monde entier.

 

Classification		Hauteur (mm)	Tête (mm)	Fond (mm)	Épaisseur (mm)	Poids (kg/m)
métro léger	8 kg/m	65	25	54	7	8.42
	9 kg/m	63.5	32.1	63.5	5.9	8.94
	12 kg/mois	69.85	38.1	69.85	7.54	12.2
	15 kg/m	79.37	42.86	79.37	8.33	15.2
	18 kg/m	80	40	80	10	18.06
	22 kg/m	93.66	50.8	93.66	10.72	22.3
	24 kg/m	107	51	90	10.9	24.46
	30 kg/mois	107.95	60.33	107.95	12.3	30.1
Rail lourd	38 kg/m	134	68	114	13	38.733
	43 kg/m	140	70	114	14.5	44.653
	45 kg/m	145	67	126	14.5	45.546
	50 kg/m	152	70	132	15.5	51.514
	60 kg/m	176	73	150	16.5	60.64
Rail de grue	QU 70	120	70	120	28	52.8
	QU80	130	80	130	32	63.69
	QU 100	150	100	150	38	88.96
	QU120	170	120	170	44	118.1

 

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