장기거동에 따른 철도레일의 내부조직 변화에 따른 실험적 평가
Experimental Evaluation for the Variation of Internal Organization in the Steel Rail Due to Long-term Behavior
- 주제(키워드) 레일 , 미세조직 , 경도시험 , FE-SEM , 피로시험 , 라멜라구조 , Rail , Microstructure , Hardness test , FE-SEM , Fatigue test , lamella structure
- 발행기관 江陵原州大學校 産業大學院
- 지도교수 鄭雨泳
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 土木工學科
- 원문페이지 x, 89 p.
- 본문언어 한국어
초록/요약
최근 레일의 현황조사에 따르면 훼손이 매년 줄어들고 있는 추세이나,그래도 많은 레일의 훼손이 일어나고 있다. 하지만 현재 시공되어지는 철도건설현장이 늘어남에 따라 장기적으로 보았을 경우 레일의 보수 및 교체에 대한 비용이 점차 증가할 것으로 판단된다. 본 논문은 철도레일의 장기거동에 따른 내부조직의 변화에 대하여 실험 및 평가를 실시하였다. 최근 국내 외 연구동향을 살펴보면 레일 자체에 대한 피로시험보다는레일의 취약한 부분인 용접부와 이음매부를 중점적으로 연구가 진행되고있다. 이에 비해 레일 자체의 장기거동에 의한 내부조직의 변화에 관한 연구는 진행되지 않고 있는 설정이다. 따라서 본 연구는 영동선 옥계역에서의 철로레일 시편을 채취하여 사용하지 않은 새 레일,사용 중인 레일, 폐기처분된 레일을 단면위치에 따라부분적으로 구분하고 각각 금속시편으로 제작하여 레일의 내부조직에 대해파악해 보았다. 광학현미경 조직검사로 철도레일의내부조직의 변화에 대하여 분석하고, 내부조직의 변화에 따른 경도를 알아보기 위해 경도시험도실시하였다. FE-SEM 분석은 철도레일의 미세조직의 변화를 좀 더 정확하게 알아보고자 실시하였고, 피로시험의 경우 레일 복부부분이 가장 구조적으로 피로를 받을 것으로 예상하여 시편을 제작하였으나 조직검사 및 경도시험을 통해 레일복부 부분은 별 다른 영향을 주지 않을 것으로 판단되어지므로 피로시험은 하지 않았으며 향후 레일두부 부분으로 만든 시편으로피로시험을 실시하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 본 연구의 실험 결과는 철도레일이 지속적인 하중을 받게 될 경우 레일두부의 미세조직의 변화가 두드러졌으며, 내부조직의 변화에 따라 경도값 또한 두드러지게 변함을 알 수 있다.또한 FE-SEM 분석을 통해 라멜라구조의 변화가 일어난 것으로 보였다.
more초록/요약
The damage of the rail is accumulated as time goes by. As a reason, the cost of the replacement of the rail would be increased consistently while the rail construction increases gradually. This study presents experimental evaluation for the variation of internal tissue in the steel rail under long-term environments. According to domestic and international researches, studies for both welding and connections are conducted more than those of fatigue behaviors. However, investigations for internal tissue in steel rail have been rarely performed so far. This study presents the variation of internal tissue in the steel rails under long-term environments. In the research progress, three specimens were made from three different rail types, a new rail, currently used rail and an abandoned rail. Among them, an abandoned rail was mainly investigated and optical microscope examination of the internal tissue and hardness tests shall be conducted. FE-SEM analysis of the micro-organization of the railroad rails is also analyzed simultaneously. The results of this research show that the top head of the rail is changed and three layers with different tissue types are shown. In such case, hardness can also become harder, especially a part of rail wheel side. Finally, the FE-SEM analyses are performed in this research. The results indicated that a change of lamella structure in the rail tissue is observed and a lamelda structure may change to martensite type of structure or bainite type of structure.. More detailed pattern of the tissue variation in rail would be needed in the future study.
more목차
제1장 서 론 = 1
1.1 연구배경 = 1
1.2 연구목적 및 범위 = 3
1.3 연구내용 = 4
제2장 궤 도 = 5
2.1 궤도의 구성 = 5
2.2.1 레일 = 5
2.2.2 침목 = 7
2.2.3 도상 = 7
2.2.4 노반 = 8
2.2 레일 = 9
2.2.1 레일의 분류 = 9
2.2.2 레일의 재질 = 15
2.2.1 레일의 수명 및 교환 = 18
제3장 현장조사 및 시험연구 내용 = 21
3.1 시편선정 및 제작 = 21
3.1.1 장소의 선정 = 21
3.1.2 시편의 선정 = 22
3.1.3 시편의 제작 = 23
3.2 광학현미경 조직검사 = 30
3.3 경도시험 = 31
3.4 FE-SEM조직검사 = 34
제4장 실험결과 및 분석 = 36
4.1 광학현미경 조직검사 분석 = 36
4.2 경도시험 결과분석 = 55
4.3 FE-SEM 조직검사 분석 = 62
제5장 결 론 = 65
참고문헌 = 67
