Divers types de rails et conditions d’utilisation dans le monde
Rails de chemins de fer - Aspects métallurgiques

1.1 Description

Le rail est un produit laminé en acier perlitique (teneur en carbone comprise entre 0,5 et 0,85 %) de dureté HB (Hardness Brinell) variant de 200 à 440, avec ou sans addition d’éléments d’alliages et avec ou sans traitement thermique, présentant une structure laminée avec un grain d’indice 7 à 9, ce qui correspond à un diamètre moyen de grain compris entre 18 et 36 μm.

Géométriquement, il se compose, à la partie supérieure, d’une bande de roulement massive appelée « champignon », de largeur jusqu’à 75 mm avec un rayon transversal de 300 mm sur la partie majeure centrale, complétée par deux rayons symétriques de 80 mm puis de 13 mm en raccord avec les parois verticales (figure 1). Cette surface quasi horizontale supporte toutes les contraintes de contact rail-roues (contraintes de Hertz) , ainsi que celles des roues motrices (contraintes de Hertz et traction) .

La partie soutenant le champignon de roulement est une âme verticale d’épaisseur moyenne de 16 mm et de hauteur de l’ordre de 100 mm, destinée à résister aux efforts verticaux de flexion.

Enfin, la partie basse (patin) est en forme de trapèze très aplati de 150 mm de large, assurant la pose et la stabilité latérale sur les traverses.

1.2 Utilisation

L’utilisation des rails est très diversifiée selon les continents :

• en Europe, les rails subissent des charges par essieu relativement modestes, de 16 à 22 tonnes (22 tonnes pour les essieux moteurs des...