1. IntroductionWith the development

1. Introduction

With the development of high-speed and heavy-load railway, much higher requirements are put forward for the comprehensive properties of steel rails [1]. Since fracture accidents of steel rail threaten the safety of railway transportations directly, more and more attention is paid to the quality of rail steel. The fatigue fracture is the main failure form of steel rail. Despite substantial advantages in design, materials and non-destructive inspection, fatigue propagation in and failure of railway components remains an important issue for safety engineering which is also emphasized by a number of accidents over the last decades [2,3]. At the background of an increased volume of traffic, higher traffic speeds and higher axle loads, reliable damage tolerance design and effective maintenance methods have to be established. Therefore, failure analysis of the steel rail is very critical.
In addition to the fatigue load, rails are also subjected to other high mechanical loads and harsh environmental conditions. The main loading components are rolling contact pressure, shear and bending forces from the vehicle weight, thermal stresses due to restrained elongation of continuously welded rails and residual stresses from manufacturing (roller straightening) and welding in the field (Fig. 1) [2]. Welding is indispensable in the railway rail. Today, the most common railwelding processes are flash-butt welding, aluminothermic welding, gas pressure welding and enclosed arc welding. Among them aluminothermic welding of rails is used widely within the railway industry for in-track welding during re-rail and defect replacement. The process provides flexibility and low capital cost, but suffers from variable quality in finished welds, due to the inherent limitations of the processes used, and their operator dependency [4]. Therefore, it is harder to control the quality of welded points. Statistics show that during 18-month period aluminothermic weld failures comprise approximately 75% of all broken rail reports for the Newman mainline [4]. In response to failures in aluminothermic welds, and in recognition that such welds represent one of the main risks for a catastrophic derailment, it is necessary to develop an improved rail welding process which meets the performance demands of higher axle loads.
In the present paper, a fractured railway rail which was used for cargo trains was analyzed to find out its failure cause. In the end, a conclusion was reached after performing macroscopic inspections, chemical analysis, SEM observations, and metallographic examinations.

Hasil (Bahasa Indonesia) 1:

1. Pendahuluan

dengan pembangunan kereta api berkecepatan tinggi dan beban berat, lebih tinggi persyaratan diajukan untuk properti komprehensif baja rel [1]. Sejak kecelakaan fraktur baja rel mengancam keselamatan transportasi kereta api langsung, lebih dan lebih perhatian dibayar untuk rel baja berkualitas. Fraktur kelelahan adalah bentuk utama kegagalan rel baja. Meskipun keuntungan substansial dalam desain, bahan dan inspeksi non-destruktif, propagasi kelelahan di dan kegagalan komponen kereta api masih merupakan masalah penting bagi teknik keselamatan yang juga ditekankan oleh sejumlah kecelakaan dalam dasawarsa terakhir [2,3]. Latar belakang meningkatnya volume traffic, traffic kecepatan yang lebih tinggi dan lebih tinggi poros beban, kerusakan yang dapat diandalkan toleransi disain dan metode efektif perawatan harus didirikan. Oleh karena itu, analisis kegagalan dari rel baja sangat kritis.
Selain beban kelelahan, rel juga terkena beban mekanik yang tinggi dan kondisi lingkungan yang keras lainnya. Komponen utama pemuatan bergulir tekanan kontak, geser dan membungkuk pasukan dari kendaraan berat, termal menekankan karena untuk menahan elongasi terus dilas rel dan menekankan sisa dari manufaktur (roller meluruskan) dan welding di dari bidang (Fig. 1) [2]. Pengelasan sangat diperlukan di rel kereta api. Hari ini, proses railwelding yang paling umum adalah flash-bokong pengelasan, Gunahabis welding, welding gas tekanan dan tertutup busur Las. Di antara mereka Gunahabis pengelasan rel digunakan secara luas dalam industri kereta untuk pengelasan selama penggantian kembali rel dan cacat di trek. Proses menyediakan flexibility dan biaya modal yang rendah, tetapi menderita variabel kualitas lasan finished, karena keterbatasan proses digunakan, dan mereka ketergantungan operator [4]. Oleh karena itu, Hal ini sulit untuk mengontrol kualitas dilas poin. Statistik menunjukkan bahwa selama 18 bulan periode Gunahabis mengelas kegagalan terdiri dari kira-kira 75% dari semua laporan patah rel untuk Newman utama [4]. Sebagai respons terhadap kegagalan dalam lasan Gunahabis, dan dalam pengakuan bahwa lasan tersebut mewakili salah satu risiko utama untuk penggelinciran bencana, Hal ini diperlukan untuk mengembangkan-peningkatan rail pengelasan proses yang memenuhi tuntutan kinerja tinggi poros beban.
dalam tulisan ini, rel kereta api keretakan yang digunakan untuk kereta kargo dianalisis untuk studi yang menyebabkan kegagalan. Pada akhirnya, kesimpulan yang dicapai setelah melakukan inspeksi makroskopik, kimia analisis, pengamatan SEM, dan pemeriksaan metalografi.

Hasil (Bahasa Indonesia) 2:

1. Pendahuluan Dengan perkembangan kecepatan tinggi dan beban berat kereta api, persyaratan jauh lebih tinggi yang diajukan untuk sifat komprehensif dari rel baja [1]. Sejak kecelakaan fraktur rel baja mengancam keselamatan transportasi kereta api secara langsung, lebih dan lebih perhatian dibayar untuk kualitas baja rel. Kelelahan fraktur adalah bentuk kegagalan utama rel baja. Meskipun keuntungan besar dalam desain, material dan inspeksi non-destruktif, kelelahan propagasi dan kegagalan komponen kereta api tetap menjadi isu penting untuk rekayasa keselamatan yang juga ditekankan oleh sejumlah kecelakaan selama dekade terakhir [2,3]. Pada latar belakang dari peningkatan volume lalu lintas, kecepatan lalu lintas yang lebih tinggi dan beban gandar lebih tinggi, desain toleransi kerusakan yang handal dan metode perawatan yang efektif harus ditetapkan. Oleh karena itu, analisis kegagalan rel baja sangat kritis. Selain beban kelelahan, rel juga mengalami beban mekanis lainnya yang tinggi dan kondisi lingkungan yang keras. Komponen beban utama bergulir tekanan kontak, geser dan kekuatan lentur dari kendaraan berat, tegangan termal karena pemanjangan terkendali rel terus dilas dan tegangan sisa dari manufaktur (rol meluruskan) dan pengelasan di lapangan (Gambar 1) [2] . Welding sangat diperlukan di rel kereta api. Saat ini, proses railwelding paling umum adalah flash-butt welding, aluminothermic las, tekanan gas las dan las busur tertutup. Diantaranya pengelasan aluminothermic rel digunakan secara luas dalam industri kereta api untuk di-track las selama rel-ulang dan penggantian cacat. Proses ini memberikan fleksibilitas dan biaya modal yang rendah, tetapi menderita kualitas variabel dalam pengelasan selesai, karena keterbatasan yang melekat pada proses yang digunakan, dan ketergantungan operator yang mereka [4]. Oleh karena itu, sulit untuk mengontrol kualitas poin dilas. Statistik menunjukkan bahwa selama periode 18-bulan kegagalan las aluminothermic terdiri sekitar 75% dari semua laporan rel rusak untuk arus utama Newman [4]. Menanggapi kegagalan dalam lasan aluminothermic, dan pengakuan bahwa lasan tersebut merupakan salah satu risiko utama untuk penggelinciran bencana, maka perlu untuk mengembangkan proses pengelasan rel perbaikan yang memenuhi tuntutan kinerja beban sumbu yang lebih tinggi. Dalam tulisan ini, rel kereta api patah yang digunakan untuk kereta kargo dianalisis untuk mengetahui penyebab kegagalan tersebut. Pada akhirnya, kesimpulan dicapai setelah melakukan inspeksi makroskopik, analisis kimia, pengamatan SEM, dan pemeriksaan metalografi.