¿De qué están hechos los rieles del tren?
Los rieles de tren están fabricados con aceros de carbono medio- a alto-con aleación de manganeso o vanadio para mejorar su resistencia y resistencia al desgaste. En los proyectos reales no existe un único material universal: la calidad del acero se selecciona en función del estándar del carril, la sección del carril y las necesidades de tráfico. Se puede enrollar un riel industrial ligero a partir de Q235B, mientras que un riel principal de alta-velocidad se fabrica con U75V con microaleación de vanadio- o R350HT con tratamiento térmico-. La combinación de material y perfil determina la vida útil, los intervalos de mantenimiento y la compatibilidad con el sistema de fijación.
Grados de acero para rieles y sus niveles de servicio
| Grado de acero |
Estándares y modelos típicos de ferrocarriles |
Nivel de servicio |
| Q235B |
18 kg/m, 22 kg/m, 30 kg/m (tren ligero GB) |
Transporte ligero, vías temporales. |
| 55Q |
30 kg/m, ASCE40 y secciones ligeras similares |
Tráfico industrial medio |
| U71Mn |
50 kg/m, 60 kg/m, carril grúa QU70-QU120 |
Ferrocarriles industriales pesados y portuarios. |
| U75V / U75VG |
60 kg/m, 75 kg/m (riel pesado GB) |
Tramos ferroviarios de transporte pesado- |
| R260 |
UIC54, UIC60, 54E1, 60E1 |
Ferrocarril principal estándar |
| R350HT |
UIC60, 60E1 (tratado térmicamente-) |
Transporte pesado y de alta-velocidad |
| Grado 900A / 1100 |
115RE, 132RE (AREMA) |
Carga pesada norteamericana |
Composición química de los grados de acero Common Rail
| Calificación |
Estándar / Región |
Composición típica (% en peso) |
| R260 |
EN 13674-1 (Europa) |
C 0,67-0,80, Mn 0,90-1,20, Si<=0.50 |
| R350HT |
EN 13674-1 (Europa) |
C 0,75-0,85, Mn 0,80-1,20, Cr 0,20-0,50 |
| Grado 260 |
AREMA (Norteamérica) |
C ~0,77, Mn ~1,0-1,2, Si ~0,2 |
| Grado 350 |
AREMA y especificaciones del molino (EE.UU./Canadá) |
C 0,78-0,83, Mn 0,90-1,20, Cr 0,2-0,6, + microaleación V/Nb |
| BH (bainítico) |
JIS E 1101, también adoptada en UE/India |
C 0,65-0,80, Mn 1,0-1,4, Cr/Mo/Ni opcional |
| U71Mn |
GB/T 2585 (China) |
C 0,65-0,77, Mn 1,10-1,40, Si 0,15-0,35 |
| U75V |
GB/T 2585 (China) |
C 0,67-0,77, Mn 0,70-1,00, V 0,04-0,12 |
| Q235B |
GB/T 700 (China) |
C <=0.20, Mn 0.30-0.70, Si <=0.35, S/P <=0.045 |
| 55Q |
GB 2585 (China) |
C 0,50-0,60, Si 0,15-0,35, Mn 0,60-0,90, S/P<=0.04 |
Propiedades mecánicas de los aceros para rieles ligeros
| Calificación |
Límite elástico (MPa) |
Resistencia a la tracción (MPa) |
Dureza |
Alargamiento |
| Q235B |
>=235 |
375-460 |
- |
>=26% |
| 55Q |
- |
>=685 (69 kg/mm2) |
~197 HBW |
- |
| U71Mn |
- |
>=880 |
240-270 HB |
- |
| U75V |
- |
>=980 |
240-270 HB |
- |
| R350HT |
- |
>=1175 |
350-390 HB |
- |
Tablas de dimensiones de secciones de rieles por norma
Ferrocarril estándar chino (GB)
| Clasificación |
Altura (mm) |
Cabeza (mm) |
Fondo (mm) |
Grosor de la red (mm) |
Peso (kg/m) |
| Luz 8 kg/m |
65 |
25 |
54 |
7 |
8.42 |
| Luz 12 kg/m |
69.85 |
38.1 |
69.85 |
7.54 |
12.2 |
| Ligero 18 kg/m |
80 |
40 |
80 |
10 |
18.06 |
| Luz 22 kg/m |
93.66 |
50.8 |
93.66 |
10.72 |
22.3 |
| Ligero 30 kg/m |
107.95 |
60.33 |
107.95 |
12.3 |
30.1 |
| Pesado 38 kg/m |
134 |
68 |
114 |
13 |
38.73 |
| Pesado 43 kg/m |
140 |
70 |
114 |
14.5 |
44.65 |
| Pesado 50 kg/m |
152 |
70 |
132 |
15.5 |
51.51 |
| Pesado 60 kg/m |
176 |
73 |
150 |
16.5 |
60.64 |
| Grúa QU70 |
120 |
70 |
120 |
28 |
52.8 |
| Grúa QU100 |
150 |
100 |
150 |
38 |
88.96 |
| Grúa QU120 |
170 |
120 |
170 |
44 |
118.1 |
Riel de grúa DIN 536 (Serie A-)
| Sección |
Altura A (mm) |
Pie F (mm) |
Cabeza C (mm) |
Ancho de banda (mm) |
Grado de acero |
Masa (kg/m) |
| A45 |
55 |
125 |
45 |
24 |
50 millones |
22.1 |
| A55 |
65 |
150 |
55 |
31 |
50 millones |
31.8 |
| A65 |
75 |
175 |
65 |
38 |
50 millones |
43.1 |
| A75 |
85 |
200 |
75 |
45 |
U71Mn |
56.2 |
| A100 |
95 |
200 |
100 |
60 |
U71Mn |
74.3 |
| A120 |
105 |
220 |
120 |
72 |
U71Mn |
100 |
| A150 |
150 |
220 |
150 |
80 |
U71Mn |
150.3 |
Carril ligero DIN 5901
| Sección |
Altura A (mm) |
Pie F (mm) |
Cabeza C (mm) |
Ancho de banda (mm) |
Grado de acero |
Masa (kg/m) |
| S10 |
70 |
58 |
32 |
6 |
Q235B / 55Q |
10 |
| S14 |
80 |
70 |
38 |
9 |
Q235B / 55Q |
14 |
| S18 |
93 |
82 |
43 |
10 |
Q235B / 55Q |
18.3 |
| S20 |
100 |
82 |
44 |
10 |
Q235B / 55Q |
19.8 |
| S24 |
115 |
90 |
53 |
10 |
Q235B / 55Q |
24.4 |
| S30 |
108 |
108 |
60.3 |
12.3 |
Q235B / 55Q |
30.03 |
EN 13674 Secciones de carril
| Sección |
Estándar |
Altura A (mm) |
Pie F (mm) |
Cabeza C (mm) |
Ancho de banda (mm) |
Masa (kg/m) |
| 39E1 (BS80A) |
EN 13674-4 |
133.4 |
117.5 |
63.5 |
13.1 |
39.77 |
| 45E1 (BS90A) |
EN 13674-4 |
142.88 |
127 |
66.67 |
13.89 |
45.11 |
| 49E1 (S49) |
EN 13674-4 |
149 |
125 |
67 |
14 |
49.39 |
| 50E1 |
EN 13674-4 |
153 |
134 |
65 |
15.5 |
50.37 |
| 54E1 (UIC54) |
EN 13674-4 |
159 |
140 |
70 |
16 |
54.77 |
| 56E1 (BS113A) |
EN 13674-4 |
158.75 |
140 |
69.85 |
20 |
56.3 |
| 60E1 (UIC60) |
EN 13674-4 |
172 |
150 |
72 |
16.5 |
60.21 |
Riel ASTM A1 / AREMA (Serie ASCE)
| Sección |
Altura (mm) |
Pie (mm) |
Cabeza (mm) |
Ancho de banda (mm) |
Grado de acero |
Peso (kg/m) |
| ASCE25 |
69.85 |
69.85 |
38.1 |
7.54 |
55Q |
12.2 |
| ASCE30 |
79.37 |
79.37 |
42.86 |
8.33 |
55Q |
15.2 |
| ASCE40 |
88.9 |
88.9 |
47.6 |
9.9 |
55Q |
19.84 |
| ASCE60 |
107.95 |
107.95 |
60.33 |
12.3 |
55Q |
30.1 |
| ASCE85 |
131.76 |
131.76 |
65.09 |
14.29 |
U71Mn |
42.3 |
Carril JIS E 1101
| Sección |
Altura (mm) |
Pie (mm) |
Cabeza (mm) |
Ancho de banda (mm) |
Grado de acero |
Peso (kg/m) |
| JIS 9kg |
63.5 |
63.5 |
32.1 |
5.9 |
55Q/50Mn |
8.94 |
| JIS 12kg |
69.85 |
69.85 |
38.1 |
7.54 |
55Q/50Mn |
12.2 |
| JIS 15kg |
79.37 |
79.37 |
42.86 |
8.33 |
55Q/50Mn |
15.2 |
| JIS 22kg |
93.66 |
93.66 |
50.8 |
10.72 |
55Q/50Mn |
22.3 |
| JIS 30A |
107.95 |
107.95 |
60.33 |
12.3 |
55Q/50Mn |
30.1 |
| JIS 37A |
122.24 |
122.24 |
62.71 |
13.49 |
55Q/50Mn |
37.2 |
| JIS 50N |
153 |
127 |
65 |
15 |
55Q/50Mn |
50.4 |
Riel de grúa JIS E 1103
| Sección |
Altura (mm) |
Pie (mm) |
Cabeza (mm) |
Ancho de banda (mm) |
Grado de acero |
Peso (kg/m) |
| CR73 |
135 |
140 |
100 |
32 |
U71Mn |
73.3 |
| CR100 |
150 |
155 |
120 |
39 |
U71Mn |
100.2 |
Cómo elegir el acero para rieles adecuado
Haga coincidir el grado con el servicio: Q235B y 55Q para líneas industriales y livianas, U71Mn para rieles pesados y de grúa, U75V para líneas principales de -transporte pesado y de alta-velocidad, R260/R350HT para proyectos de líneas principales UIC/EN y grados AREMA para carga de América del Norte. Confirme las dimensiones de la sección con el sistema de fijación y solicite certificados de fábrica que muestren los resultados de las pruebas mecánicas y de composición para cada entrega.
Preguntas frecuentes
¿Por qué los rieles no están hechos de acero inoxidable?
El acero inoxidable tiene mucha menos fuerza y resistencia al desgaste por costo unitario que los aceros al carbono-manganeso utilizados para los rieles, y su resistencia a la corrosión no es necesaria porque las cabezas de los rieles se desgastan continuamente por el tráfico. El alto costo haría que la construcción de vías fuera antieconómica sin mejorar el rendimiento.
¿Cuál es la diferencia entre el acero para rieles U71Mn y U75V?
U71Mn es un grado de carbono-manganeso con una resistencia a la tracción de al menos 880 MPa; U75V agrega microaleación de vanadio, lo que aumenta la resistencia a la tracción a al menos 980 MPa con una mejor resistencia a la fatiga. Se prefiere el U75V para líneas de transporte pesado- de alta-velocidad y-el U71Mn para rieles de grúa y rieles pesados en general.
¿Se reciclan los raíles al final de su vida?
Sí. Los rieles desgastados se reciclan rutinariamente como chatarra de acero y los rieles usados en buenas condiciones a menudo se reutilizan en líneas más livianas. El acero conserva su valor porque es un acero al carbono limpio y de alta-calidad, lo que hace que el reemplazo de los rieles forme parte de un ciclo de materiales sustentable.
¿Por qué son importantes las calidades de los rieles para la soldadura?
Un mayor contenido de carbono y aleaciones hace que el acero sea más duro pero más difícil de soldar; El calor de la soldadura puede crear zonas duras y quebradizas. Por lo tanto, las calidades de rieles se combinan con procedimientos de soldadura aprobados, y las calidades-tratadas térmicamente, como el R350HT, necesitan precalentamiento y enfriamiento controlados durante la soldadura.
¿Se puede utilizar acero para rieles de grúa para rieles de ferrocarril?
No directamente. Los rieles de grúa tienen una cabeza ancha y plana para ruedas de grúa de baja-velocidad y alta-carga, mientras que los rieles de ferrocarril tienen una cabeza perfilada para guiar las ruedas a gran velocidad. Las calidades de acero se superponen (para ambas se utiliza U71Mn), pero la geometría de la sección es diferente y los sistemas de fijación no son intercambiables.
¿Qué documentación debe venir con el riel de acero?
Un certificado de prueba de fábrica (MTC) con número de calor, composición química, resultados de tracción y dureza, además de informes de inspección dimensional. Para las líneas críticas del proyecto-, también se deben proporcionar documentos de inspección y calificación de soldadura de terceros antes del envío.
