يتم تصنيع القضبان وبراغي التثبيت التي تثبت قضبان السكك الحديدية والعديد من مكونات السكة الأخرى من الحديد والفولاذ وذلك بسبب أنهما يمتلكان بعض الخصائص الأساسية التي تمكنهم من تحمل الضغوط والتشوهات المختلفة التي تخضع لها هذه المكونات.
أهمية استخدام الحديد والفولاذ في قضبان السكك
تتأثر خصائص الحديد بالتسخين والتبريد، وبالتالي، فإن التسخين والتبريد المستمر يمكن أن يسبب مشاكل، وتكون سبائك الحديد مع عناصر أخرى مثل: مثل الكربون والمنغنيز والسيليكون وما إلى ذلك، وهذا يغير من خصائص الحديد، لذلك من المناسب معرفة السلوك المعدني لهذه المواد وكيف يتم إنتاجها.
أين يوجد عنصر الحديد
يوجد الحديد النقي في درجة حرارة الغرفة في شكل بلوري يعرف باسم (Alpha Iron)، ويعتبر (Alpha Iron) التأصل المغناطيسي لعنصر الحديد، بصلابة ومرونة معتدلة، فعند تسخينه إلى (760) درجة مئوية يفقد الخاصية المغناطيسية الخاصة به، وعند (910) درجة يتحول تركيبه البلوري إلى حديد من نوع جاما، الحديد يخضع لتغيير كبير نتيجة لإعادة ترتيب الذرات، فيصبح أكثر ليونة وأكثر مرونة، تنعكس العملية إذا سمح للحديد أن يبرد ببطء إلى درجة حرارته الأصلية.
صناعة قضبان السكك الحديدية التقليدية
بعد التحويل من الحديد الزهر إلى الفولاذ الصلب، يكون الفولاذ تقليديًا على شكل سبيكة مُشكَّلة بواسطة صب الفولاذ المصهور في القالب والسماح له بالتبريد ببطء، في إنتاج السكك الحديدية الفولاذ الصلب يمر من خلال عمليتين أخريين:
- أولًا، يتم إعادة تسخين السبيكة حتى تصبح بيضاء ساخنة ثم يتم وضعها تحت مكبس متدحرج لتتحول إلى مقطع عرضي مستطيل ويبلغ طوله حوالي ثلاثة إلى أربعة أضعاف السبيكة الأصلية.
- يتم بعد ذلك تقطيع هذا الشريط إلى أقسام تسمى الأزهار (blooms)، والتي إما أن تتم معالجتها بشكل إضافي على الفور أو يُسمح لها بالتبريد للتخزين، تتضمن العملية النهائية لتسخين الإزهار مرة أخرى وصولها للحرارة البيضاء وتدحرجها من خلال سلسلة من البكرات ذات الأشكال الخاصة لإنتاج مقاطع قضبان السكك النهائية، إن مقطع “الزهرة” التي بدأت بطول حوالي (4 أمتار) سينتج عنها على الأقل (36 مترًا) من قضبان السكك الحديدية.
