Сталь для бандажных колец

Обновлено: 03.05.2024

Транспортные стали (ТРС) – класс конструкционных нелегированных или низколегированных материалов с содержанием углерода не более 1%, а серы и фосфора не более 0,07%. Они могут иметь несколько легирующих элементов (ванадий, марганец, хром) с массовой долей не более 1,5%.

В зависимости от назначения ТРС делятся на рельсовые, колёсные, бандажные, осевые и др.

Стали для рельсов. Рельсы подразделяются на 4 основные типа: Р50, Р65, Р65К (аналогично Р65, но для наружных нитей кривых участков пути) и Р75 (Существуют также в ограниченном количестве облегчённые рельсы типов Р43 и Р38). Они имеют различные категории качества:

  • В – рельсы термоупрочнённые высшего качества,
  • Т1 – термоупрочнённые первого класса,
  • Т2 – термоупрочнённые второго класса,
  • Н – нетермоупрочнённые.

Бывают рельсы с болтовыми отверстиями на обоих концах, на одном и без отверстий. Их изготавливают либо из слитков, либо из непрерывно-литых заготовок. Для повышения качества рельсов, снижения их флокеночувствительности стали подвергают вакуумированию, контрольному охлаждению или изотермической выдержке. Основные геометрические характеристики рельсов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Основные размеры рельсов

Для производства рельсов рекомендуется применять специальные марки сталей. Обозначение таких марок состоит из двух цифр и нескольких букв.

Буква впереди характеризует способ выплавки:

  • М – мартеновская сталь,
  • К – конвертерная,
  • Э – электропечная.

Две цифры – среднее содержание в стали углерода в процентах, умноженное на 100.

Последующие буквы относятся к легирующим элементам для данной марки.

Перечень марок и их химический состав приведены в табл. 2.

Отметим, что термическое упрочнение является одним из основных способов повышения эксплуатационной стойкости и надёжности рельсов, поэтому механические свойства сталей связаны с качеством обработки сталей (см. табл. 3). Термоупрочнённые стали должны обеспечивать рельсам необходимую по нормам твёрдость (см. табл. 4).

Для использования высокопрочных рельсов (категория В) на наиболее загруженных участках пути требуется повысить твёрдость сталей до 450–480 НВ, а σв до 1700–1800 Н/мм 2 , это позволит достичь предела контактной выносливости в головке рельса порядка 1600 Н/мм 2 . Марку применяемой стали рекомендуется вставлять в условное обозначение рельса. В обозначении сведения приводятся в следующей последовательности: тип рельса, категория качества, марка стали, длина рельса, число болтовых отверстий, число концов рельса с отверстиями, наименование регламентирующего стандарта (желательно).

Рельс Р65–Т1–М76Т–25–3/2. Гост Р 51685– 2000.

Рельс типа Р65, категория Т1, из стали марки М76Т, длиной 25 м, с тремя отверстиями на обоих концах, в соответствии с российским стандартом 51685–2000.

Рельс типа Р75, категория Т2, из стали марки Э76Ф, длиной 12,5 м, без отверстий.

Таблица 2. Химический состав рельсовых сталей

  1. В рельсах высшего качества (категория В) хром в качестве примеси не допускается.
  2. Массовые доли Ni и Cu не должны превышать 0,15% каждая.
  3. Суммарная массовая доля примесей по никелю, меди и хрому должна быть не более 0,4%.
  4. Для рельсов типа Р65К применяют аналогичные марки с повышенным содержанием углерода 0,83–0,87%. Поэтому в обозначении этих марок цифры 78 и 76 заменяются на 85 (например, К85ХСФ).
  5. Коэффициент линейного расширения для всех сталей примерно одинаков и в интервале 20–100°C равен 11,8·10 –6 1/ °C.

Таблица 3. Механические свойства рельсовых сталей

Таблица 4. Твёрдость сталей

Колёсные стали. Согласно отечественным стандартам колёса изготавливаются из сталей двух марок:

  1. – для пассажирских вагонов локомотивной тяги, немоторных вагонов электро- и дизель- поездов;
  2. – для грузовых вагонов.

Химический состав этих сталей приведён в табл. 5. Механические свойства сталей ободьев колёс, подвергнутых упрочняющей термической обработке, должны соответствовать нормам, указанным в табл. 6.

Таблица 5. Химический состав колёсных сталей по ГОСТ 10791-89

Таблица 6. Механические свойства сталей ободьев колёс

При этом ударная вязкость сталей дисков колёс должна быть достаточно велика, для марки 1 не менее 30 Дж/см 2 , а для марки 2 – 20 Дж/см 2 .

Однако согласно ГОСТ 10791-89 допускается применение в России катаных, кованых или цельнолитых колёс, изготовленных в соответствии с международным стандартом ISO 1005-6-82. Согласно этому стандарту стали бывают двух видов: если они используются для изготовления катаных или кованых колёс, то это марки R1, R2, R3, R6, R7, R8, R9, если же они применяются в цельнолитых колёсах, это марки RС1, RС2, RС3, RС6, RС7, RС8, RС9 (латинская буква С – сокращение от Cast – литой).

Первые три марки каждой группы применяются либо без термообработки, либо после нормализации с отпуском. Для остальных обязательна поверхностная упрочняющая обработка изделий в состоянии поставки или объёмная закалка с отпуском. Химический состав марок приведён в табл. 7.

Таблица 7. Химический состав колёсных сталей согласно стандарту ISO

Требования к механическим свойствам для первых трёх марок каждой группы слегка отличаются в зависимости от того, нормализована сталь или нет (табл. 8).

Чтобы убедиться, что диск колеса не затронут поверхностной обработкой, исследуются его механические свойства. В этом случае необходимо выполнение следующих условий (табл. 9.).

Таблица 8. Механические свойства сталей ободьев колёс согласно стандарту ISO

Таблица 9. Механические свойства сталей дисков колёс согласно стандарту ISO

Осевые стали. Колёсная пара, состоящая из оси и двух колёс, является наиболее ответственной частью вагона, так как воспринимает его вес, направляет движение вагона, выдерживает большие и разнообразные по направлению удары от неровностей пути. Для изготовления осей локомотивов, электропоездов, вагонов железных дорог и метрополитена применяется качественная углеродистая сталь ОС.

Стали для бандажей. Бандажи изготовляются из спокойных углеродистых сталей, выплавленных в мартеновских, электрических печах или конвертерным способом. В отличие от рельсовых сталей это в обозначении сталей никак не отражается.

В настоящее время существуют две марки ТРС, применяемых для бандажей:

  • 2 – основная, она используется для пассажирских, грузовых и маневровых локомотивов, моторных вагонов, дизельных поездов и вагонов метрополитена и по химсоставу аналогична стали 2 для колёс;
  • 3 – она используется по согласованию с потребителем для грузовых и маневровых локомотивов.

Химический состав сталей приведён в табл. 10.

После прокатки и правки бандажи подвергаются термической обработке – закалке отдельным нагревателем с последующим отпуском. Механические свойства, которые приобретают бандажные стали после такого процесса, даны в табл. 11.

Таблица 10. Химический состав бандажных сталей

  1. Суммарное содержание серы и фосфора не более 0,06%.
  2. У марки 3 суммарное содержание хрома, никеля и меди не менее 0,3%.

Таблица 11. Механические свойства бандажных сталей после термообработки

Для получения высококачественных бандажей возможно применение особой технологии термического упрочнения сталей, включая их подстуживание после горячего деформирования, нагрев до температуры аустенитизации с последующим контролируемым охлаждением и отпуск. В этом случае удаётся повысить σв на 40–120 Н/мм 2 , твёрдость на 30–40 НВ, предел выносливости на 100–140 Н/мм 2 .

Стали для подкладок. Для железобетонных шпал применяют металлические подкладки нормальной и повышенной точности.

Они обеспечивают раздельное скрепление на самом пути и стрелочных переводах. Изготавливаются подкладки из углеродистых сталей обыкновенного качества Ст4 и Ст3 различных видов, у которых выполняются условия: углерод – в пределах 0,18–0,30%, мышьяк не более 0,15%. Допускается использование сталей при C ≥ 0,16%, если при этом C+Mn/4 ≥ 0,28%.

БАНДАЖИ ИЗ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ДЛЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ШИРОКОЙ КОЛЕИ И МЕТРОПОЛИТЕНА

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ совет ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

1 РАЗРАБОТАН Международным техническим комитетом МТК 120 «Чугун, сталь, прокат», Всероссийским научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ), Государственным научно-исследовательским тепловозным институтом (ВНИТИ), Институтом черной металлургии Украины (ИЧМ)

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (Протокол № 9—96 от 12 апреля 1996 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Казахстан

Главная государственная инспекция Туркменистана

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 28 января 1997 г. № 19 межгосударственный стандарт ГОСТ 398—96 введен непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1998 г.

© ИПК Издательство стандартов, 1997

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Госстандарта России

1 Область применения. 1

2 Нормативные ссылки. 1

3 Определение. 2

4 Технические требования. 3

5 Правила приемки. 6

6 Методы контроля. 8

7 Транспортирование и хранение. 11

8 Гарантии изготовителя. 11

Carbon steel bandages for rolling stock of wide gauge railways and metro.

Дата введения 1998—01—01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на бандажи, изготавливаемые в черновом виде для грузовых, пассажирских и маневровых локомотивов, моторных вагонов и дизельных поездов, вагонов метрополитена.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.010—90* ГСИ. Методики выполнения измерений

ГОСТ 380—94 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 1497—84 Металлы. Методы испытания на растяжение

ГОСТ 1778—70 Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений

ГОСТ 3225—80 Бандажи черновые для локомотивов железных дорог широкой колеи. Типы и размеры

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 8.563—96.

ГОСТ 5000—83 Бандажи черновые для вагонов и тендеров железных дорог колеи 1520 мм. Размеры

ГОСТ 7564—73 Сталь. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний

ГОСТ 7566—81 Прокат и изделия дальнейшего передела. Правила приемки, маркировки, упаковки, транспортирования и хранения ГОСТ 9012—59 Металлы. Метод измерения твердости по Бри-неллю

ГОСТ 9454—78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенной температурах

ГОСТ 15150—69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнение для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 18895—81 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа

ГОСТ 22536.0—87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 22536.1—88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Метод определения общего углерода и графита

ГОСТ 22536.2—87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы

ГОСТ 22536.3—88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора

ГОСТ 22536.4—88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния

ГОСТ 22536.5—87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца

ГОСТ 22536.7—88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома

ГОСТ 22536.8—87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения меди

ГОСТ 22536.9—88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеля

Черновой бандаж — бандаж, полученный после формообразования, подвергнутый термической обработке и прошедший ультразвуковой контроль.

4 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

4.1 Бандажи должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта, ГОСТ 3225, ГОСТ 5000, по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке, из спокойной стали, выплавленной в мартеновских, электрических печах или конвертерным способом.

4.2 Бандажи для подвижного состава железных дорог должны изготавливаться из стали, подвергнутой внепечной обработке путем продувки азотом, аргоном или вакуумированию, следующих марок:

2 — для пассажирских, грузовых и маневровых локомотивов моторных вагонов и дизельных поездов, вагонов метрополитена;

3 — для грузовых и маневровых локомотивов (применяется по согласованию изготовителя с потребителем).

4.3 Химический состав стали для бандажей по плавочному анализу ковшовой пробы должен соответствовать указанному в таблице 1.

Содержание элементов, %, по массе

1 Допускается содержание молибдена не более 0,08 %, никеля не более 0,25 %, хрома не более 0,20 %, меди не более 0,30 %.

Суммарное содержание серы и фосфора должно быть не более 0,065 %.

2 У стали марки 3 суммарное содержание хрома, никеля и меди должно быть не менее 0,30 %.

3 В готовых бандажах допускаются предельные отклонения по химическому составу от норм, указанных в таблице 1, в соответствии с требованиями ГОСТ 380.

4.4 Бандажи следует подвергать закалке отдельным нагревом с последующим отпуском.

Все температурные параметры термической обработки должны автоматически регистрироваться.

4.5 Механические свойства термически упрочненных бандажей должны соответствовать нормам, указанным в таблице 2.

Временное сопротивление разрыву св> Н/мм 2 (кгс/мм 2 )

Ударная вязкость при 20 °С, Дж/см 2 (кгсм/см 2 )

1 Ударную вязкость при температуре минус (60± 10) °С проверяют на каждой десятой плавке и фиксируют в документе о качестве. Значение ударной вязкости должно быть не менее 0,15 Дж/см 2 (1,5 кгс-м/см 2 ).

2 Твердость на гребне бандажа должна быть зафиксирована в документе о качестве и иметь верхний предел для второй марки стали не более 321 НВ.

3 Твердость металла бандажа на глубине (40^) мм от поверхности катания

проверяется на 10 % плавок и фиксируется в документе о качестве._

4.6 В бандажах не допускаются флокены, трещины, расслоения и корочки. Газовые пузыри, рыхлость, пористость и неметаллические включения допускаются в пределах шкалы макроструктур, установленной по технической документации и утвержденной в установленном порядке.

4.7 В бандажной стали неметаллические включения должны быть со средним баллом не более 4 (кроме недеформирующихся силикатов), а для оксидных включений средний балл должен быть не более 2 по ГОСТ 1778.

Схема вырезки шлифов из бандажа для определения неметаллических включений указана на рисунке 1.

4.8 На поверхности бандажей не допускаются прокатные плены, закаты, трещины, раскатанные загрязнения, вкатанная окалина.

Допускается удаление этих дефектов по всему периметру бандажа вырубкой или обточкой на станке на глубину, не превышающую 75 % припуска на механическую обработку.

4.9 На наружной боковой поверхности допускаются отпечатки глубиной не более 1 мм, местные продольные вырубки глубиной до 5 мм.

4.10 Общая длина вырубок, не удаленных в результате обточки, на одном бандаже должна быть не более 300 мм; в одном поперечном сечении допускается не более двух вырубок. Вырубки должны быть пологими, без резких переходов.

4.11 Правка бандажей должна производиться перед термической обработкой при температуре не менее 400 °С. Отклонение от плоскостности бандажа не должно превышать 2 мм.

Допускается доправка бандажей, получивших искажение формы в процессе термической обработки, не более утроенного допуска по овальности и неплоскостности.

4.12 На боковой наружной поверхности каждого бандажа на расстоянии 22—32 мм от внутренней цилиндрической поверхности прижимного бурта до основания маркировки должны быть нанесены методом горячей штамповки клейма знаками высотой 10—15 мм и глубиной до 4 мм, расположенные в следующем порядке:

- товарный знак или условный номер предприятия-изготовителя;

- две последние цифры года изготовления;

- порядковый номер бандажа по системе нумерации предприятия-изготовителя.

Изменять порядок маркировки не допускается. После номера плавки должно быть оставлено место для приемочных клейм.

След от вдавленной площадки при нанесении маркировки не является браковочным признаком.

Маркировка на бандажах наносится клеймами, расположенными под углом 15—20 % к диаметру и имеющими плавные очертания, скругленные вершины и притупленные углы, в соответствии с указанными на рисунке 2.

Штамповка клейм, за исключением приемочных, ручным способом не разрешается.

Допускается до термической обработки бандажа исправление нечетко выбитых отдельных знаков маркировки ручным способом.

5 ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

5.1 Для проверки соответствия бандажей требованиям настоящего стандарта предприятие-изготовитель проводит приемо-сдаточные испытания.

Бандажи, прошедшие приемо-сдаточные испытания, предъявляют представителю заказчика. Результаты проверки заносят в документ о качестве.

5.2 Бандажи предъявляют на приемо-сдаточные испытания партиями. В партию включают бандажи одной плавки, термически обработанные по одному режиму, с внутренними диаметрами, различающимися не более чем на 200 мм.

Заготовки, отставшие в процессе производства от основных плавок, допускается комплектовать в сборную партию в количестве не более 40 шт. Сборную партию комплектуют по эквиваленту «углерод + 'Д марганца» при условии, что разница между наибольшим и наименьшим эквивалентом в металле не превышает 0,07 %.

Допускается комплектовать сборные партии по содержанию углерода в две следующие группы: для марки стали 2 — 0,57—0,61 % и 0,62—0,65 %; для марки стали 3 — 0,60—0,64 % и 0,65—0,68 %.

5.3 Представителю заказчика разрешается проводить проверку химического состава стали, предъявленных на приемо-сдаточные испытания партий бандажей.

5.4 Каждый бандаж подвергают визуальному осмотру и обмеру по 4.1, 4.8 и 4.9.

5.5 От партии, предъявленной на приемо-сдаточные испытания, отбирают один бандаж, прошедший акустический неразрушающий контроль, который испытывают на конструктивную прочность путем однократного статического сдавливания на прессе или удара (копровые испытания). После испытания на бандажах не должно быть трещин, надрывов и других признаков разрушения.

5.6 После испытания на однократное статическое сдавливание или на удар (копровые испытания) следует провести контроль макроструктуры. Образцы для испытания вырезают из наименее деформированной части бандажа.

5.7 При неудовлетворительных результатах испытания на однократное статическое сдавливание или на удар на продольном темпле-те производится контроль бандажей на флокены.

5.8 При обнаружении в макроструктуре флокенов партию бракуют. При наличии других браковочных признаков по макроструктуре следует подвергнуть контролю еще два бандажа. При отрицательных результатах контроля бандажей, изготовленных из головной или донных заготовок, их отбраковывают, а оставшиеся бандажи принимают как новую партию.

5.9 При неудовлетворительных результатах испытаний бандажа на однократное статическое сдавливание или на удар, но удовлетворительной макроструктуре, следует проводить повторные испытания на однократное статическое сдавливание или на удар еще двух бандажей. При неудовлетворительных результатах испытаний хотя бы одного бандажа, всю партию разрешается подвергать повторной термической обработке.

5.10 При удовлетворительных результатах испытаний на удар или статическое сдавливание и контроль макроструктуры следует проводить испытания образцов на растяжение, ударную вязкость и твердость. При неудовлетворительных результатах какого-либо из этих испытаний следует провести повторное испытание данного вида на образцах, изготовленных из двух других бандажей.

5.11 При отрицательных результатах повторных испытаний на растяжение (относительное удлинение и относительное сужение) и ударную вязкость необходимо провести контроль загрязненности стали неметаллическими включениями. При неудовлетворительных результатах любого из указанных испытаний всю партию бракуют.

5.12 При неудовлетворительных результатах по любому виду повторных испытаний (на удар или статическое сдавливание, ударную

вязкость, растяжение и твердость), но при положительных результатах контроля макро- и микроструктуры, допускается повторная термическая обработка всей партии (закалка с отпуском или отпуск).

5.13 После повторных термообработок бандажи подвергают всем видам испытаний, предусмотренным настоящим стандартом. При неудовлетворительных результатах повторных испытаний по одному из показателей партию считают не выдержавшей испытаний.

5.14 Количество повторных закалок должно быть не более двух, количество отпусков не ограничивается.

5.15 Бандажи с нечетко выбитыми клеймами, по которым невозможно установить товарный знак или условный номер, год изготовления, марку бандажа, номер плавки, порядковый номер бандажа и приемочные клейма, следует считать несоответствующими требованиям настоящего стандарта.

6 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

6.1 Внешний вид бандажа (5.4) следует контролировать визуально, обмер - по ГОСТ 3225, ГОСТ 5000.

6.2 Определение химического состава стали бандажей (5.3) следует проводить по ГОСТ 22536.0 - ГОСТ 22536.5, ГОСТ 22536.7 -ГОСТ 22536.9, ГОСТ 18895 или другими методами, прошедшими метрологическую аттестацию в соответствии с ГОСТ 8.010.

6.3 При испытаниях на удар бандаж устанавливают вертикально. Удар по бандажу наносят грузом массой 1 т, ударная поверхность груза должна быть закругленной радиусом 150 мм, масса шабота не должна быть менее 12 т. Значение стрелы прогиба/ %, от внутреннего диаметра бандажа при осаживании ударом груза должно быть не менее вычисленной по формуле

где D — наружный диаметр бандажа, мм;

в — минимальная норма временного сопротивления разрыву согласно таблице 2, Н/мм 2 .

Минимальную высоту падения груза подсчитывают по работе одного удара Q, Дж (кгс-м), вычисленной по формуле

где g — действительная масса испытываемого бандажа, кг.

Число ударов, необходимое для доведения стрелы прогиба до требуемого значения, заносят в протокол испытания. Температура испытываемых бандажей не должна превышать 50 °С.

При испытании на однократное статическое сдавливание к бандажу с диаметрально противоположных сторон прилагают усилие

где Р — усилие сдавливания бандажа, Н;

в — минимальная норма временного сопротивления разрыву, Н/мм 2 ;

F— площадь поперечного сечения, мм 2 ;

К— коэффициент пропорциональности, вычисляемый по формуле

где DBH — внутренний диаметр бандажа, мм.

Значение стрелы прогиба 5, мм, должно быть не менее вычисляемого по формуле

Фактическое значение прогиба заносят в протокол испытаний. Температура испытываемых бандажей не должна превышать 50 °С.

6.4 Определение механических свойств проводят по ГОСТ 1497 на образце диаметром 15 мм с начальной расчетной длиной 60 мм, вырезанном в месте, указанном на рисунке 3. Пробы для испытаний отбирают по ГОСТ 7564.

6.5 Ударную вязкость определяют по среднему значению результатов испытаний трех образцов при температуре (20+10) °С на образцах типа 1 по ГОСТ 9454; по минимальному значению результатов испытаний трех образцов при температуре минус (60+10) °С на образцах размером 10 х 10 х 55 мм с надрезом радиусом 5 мм, глубиной 2 мм.

Отбор проб для определения ударной вязкости — по ГОСТ 7564. Пробы следует вырезать вдоль периметра бандажа в месте, указанном на рисунке 3.

1 — образец для испытания на растяжение;

2 — образцы для определения ударной вязкости

6.6 Твердость определяют по ГОСТ 9012 шариком 10 мм при нагрузке 29430 Н (3000 кгс), на поперечном темплете в месте, указанном на рисунке 4 по среднему значению трех измерений. Измерение твердости на гребне бандажа производится в одной точке, указанной на рисунке 4.

Допускается определение твердости на боковой поверхности каждого бандажа. Методика контроля должна соответствовать требованиям нормативно-технической документации.

6.7 Загрязненность неметаллическими включениями (4.7) определяют методом Ш1 ГОСТ 1778.

6.8 Отклонение от плоскостности проверяют на плите путем измерения зазора щупом или при помощи приспособления, изготовленного по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

6.9 Предприятие-изготовитель подвергает бандажи акустическому неразрушающему контролю. Методика контроля должна соответствовать требованиям нормативно-технической документации.

6.10 Допускается применять неразрушающие методы контроля механических свойств, кроме твердости на глубине 40^ мм и ударной вязкости, по методике, согласованной с потребителем.

7 ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

7.1 Бандажи транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки, действующими на данном виде транспорта и условиями погрузки и крепления грузов, утвержденными представителем заказчика.

7.2 Транспортируемые бандажи должны сопровождаться документом о качестве, подписанным представителем технического контроля и представителем заказчика, в котором указывают:

- наименование и диаметр бандажа;

- марку стали бандажа;

- химический состав стали по плавочному анализу;

- результаты испытаний на статическое сдавливание или на удар; растяжение, твердость, ударную вязкость;

- дату отгрузки бандажа;

- обозначение настоящего стандарта.

7.3 Бандажи перевозят без упаковки. Способы транспортирования и хранения должны предохранять бандажи от механических повреждений.

Условия транспортирования и хранения бандажей по группе ОЖЗ ГОСТ 15150 в части воздействия климатических факторов.

7.4 Транспортирование бандажей — по ГОСТ 7566.

8 ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

8.1 Изготовитель гарантирует соответствие бандажей требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий эксплуатации, транспортирования и монтажа.

8.2 Гарантийный срок эксплуатации в части требований 4.3, 4.6, 4.7 устанавливают на весь срок службы бандажа до предельного износа.

УДК 629.4.027.434:006.354 ОКС 45.080 В41 ОКП 09 4100

Ключевые слова: бандажи из углеродистой стали, черновые, макроструктура, химический состав, механические свойства, правила приемки, методы контроля, гарантии изготовителя

Редактор Т.А. Леонова Технический редактор Н.С. Гришанова Корректор М. С. Кабашова Компьютерная верстка В.И. Грищенко

Изд. лиц. №021007 от 10.08.95. Сдано в набор 06.08.97. Подписано в печать 03.09.97. Уел. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,80. Тираж 258 экз. С855. Зак. 626.

ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14. Набрано в Издательстве на ПЭВМ

Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. "Московский печатник" Москва, Лялин пер., 6.

ГОСТ Р 59727-2021 Прокат тонколистовой холоднокатаный и лента из легированной электротехнической стали для использования на средних частотах. Технические условия

Текст ГОСТ Р 59727-2021 Прокат тонколистовой холоднокатаный и лента из легированной электротехнической стали для использования на средних частотах. Технические условия

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ


ПРОКАТ ТОНКОЛИСТОВОЙ ХОЛОДНОКАТАНЫЙ И ЛЕНТА ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА СРЕДНИХ ЧАСТОТАХ

Москва Российский институт стандартизации 2021

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Корпорация производителей черных металлов» (ООО «Корпорация «Чермет»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 375 «Металлопродукция из черных металлов и сплавов»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 октября 2021 г. № 1080-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© Оформление. ФБГУ «РСТ». 2021

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

3 Термины и определения

4 Классификация и обозначения

5 Условия заказа

7 Технические требования

8 Правила приемки

9 Методы испытаний

10 Маркировка и упаковка

11 Оформление документации

12 Транспортирование и хранение

13 Требования безопасности и охраны окружающей среды

14 Гарантии изготовителя

Приложение А (справочное) Максимальные удельные общие потери Р, 0|700 и Р, 5У400 для проката из изотропной стали и максимальные удельные общие потери Рл ono и Р) §.400 и соответствующая минимапьная магнитная индукция при напряженности 800 А/м для проката из анизотропной стали. 17

Приложение Б (справочное) Минимальный коэффициент заполнения для проката из изотропной стали с покрытием

Приложение В (справочное) Расчетные характеристики для определения плотности стали, магнитной поляризации и удельных магнитных потерь

Приложение Г (справочное) Механические свойства проката из изотропной стали

Приложение Д (справочное) Характеристики электроизоляционных покрытий

Приложение Е (обязательное) Примеры условных обозначений

Приложение Ж (справочное) Изготовление кольцевых витых образцов для измерения магнитных свойств ленты из анизотропной стали

Приложение И (справочное) Рекомендуемые режимы термической обработки образцов проката из электротехнической стали перед испытанием магнитных свойств

ГОСТ Р 59727—2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Сой-roited electrical alloyed steel sheet and strip for use at medium frequencies.

Дата введения — 2022—03—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на тонколистовой холоднокатаный прокат, поставляемый в рулонах, и ленту (далее — прокат) из легированной электротехнической изотропной стали толщиной от 0.05 до 0,35 мм включительно, а также из легированной электротехнической анизотропной стали толщиной от 0,05 до 0.18 мм включительно, поставляемые в термически обработанном состоянии и предназначенные для изготовления магнитопроводов различного рода электрических устройств, используемых на частотах 100 Гц и более.

2 Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 427 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 2999 Металлы и сплавы. Методы измерения твердости по Виккерсу

ГОСТ 4381 Микрометры рычажные. Общие технические условия

ГОСТ 6507 Микрометры. Технические условия

ГОСТ 7566 Металлопродукция. Правила приемки, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 11701 Металлы. Методы испытания на растяжение тонких листов и лент

ГОСТ 12119.1 Сталь электротехническая. Методы определения магнитных и электрических свойств. Методы измерения магнитной индукции и коэрцитивной силы в аппарате Эпштейна и на кольцевых образцах в постоянном магнитном поле

ГОСТ 12119.4 Сталь электротехническая. Методы определения магнитных и электрических свойств. Метод измерения удельных магнитных потерь и действующего значения напряженности магнитного поля

ГОСТ 12119.5 Сталь электротехническая. Методы определения магнитных и электрических свойств. Метод измерения амплитуд магнитной индукции и напряженности магнитного поля

ГОСТ 12119.8 Сталь электротехническая. Методы определения магнитных и электрических свойств. Метод измерения коэффициента сопротивления изоляционного покрытия

ГОСТ 13813 (ИСО 7799—85) Металлы. Методы испытания на перегиб листов и лент толщиной менее 4 мм

ГОСТ 20799 Масла индустриальные. Технические условия

ГОСТ 21014 Прокат черных металлов. Термины и определения дефектов поверхности

ГОСТ 26877 Металлопродукция. Методы измерений отклонений формы

ГОСТ 33439 Металлопродукция из черных металлов и сплавов на желеэоникелевой и никелевой основе. Термины и определения по термической обработке

ГОСТ Р 58765 Металлопродукция из стали и сплавов. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 10002 Менеджмент качества. Удовлетворенность потребителей. Руководящие указания по управлению претензиями в организациях

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Есты ссылочный стандарт отменен без замены, то положение. в котором дана ссылса на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 21014. ГОСТ 33439. ГОСТ Р 58765. а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 магнитная индукция В, Тл: Величина, характеризующая намагниченность ферромагнитного образца, помещенного во внешнее магнитное поле с напряженностью Н (Мм).

Примечание — Магнитная индукция и напряженность поля связаны между собой соотношением

где у — магнитная проницаемость, о.е. (относительные единицы):

— магнитная постоянная, равная 4п-10' 7 Гн/м.

3.2 магнитные потери Р. Вт: Часть мощности магнитного поля, поглощаемая образцом магнитного вещества и рассеиваемая в виде тепла при воздействии на материал меняющегося во времени электромагнитного поля.

3.3 удельные магнитные потери Руд, Вт/кг: Магнитные потери, отнесенные к единице массы магнитного материала.

Примечание — Потери определяют при заданных значениях частоты электромагнитного поля и магнитной индукции, создаваемой полем в мзгнитопроеоде.

3.4 анизотропия удельных потерь Д Руд, %: Относительная разница магнитных потерь магнитного материала, измененных вдоль и поперек направления прокатки.

3.5 пластичность: Повторяющийся изгиб на 90* в противоположных направлениях плоского образца, один конец которого закреплен в приспособлении, состоящем из губок установленного размера.

Примечание — Число перегибов без разрушения характеризует пластичность материала.

3.6 внутренние (остаточные) напряжения: Напряжения, возникающие в прокате, которые частично могут сохраниться после окончания термической обработки.

Примечание — Внутренние напряжения характеризует максимальный зазор по линии реза.

3.7 коэффициент заполнения: Отношение теоретического объема, заполненного металлом, определяемого исходя из массы и плотности, к действительному объему, полученному после сдавливания при определенной нагрузке набора (пакета) листов.

3.8 коэффициент сопротивления изоляционного покрытия: Эффективное удельное сопротивление одиночного слоя изоляции, испытанное между наложенными металлическими контактами и основным металлом изолированного испытательного образца.

3.9 коэффициент старения: Показатель, используемый применительно к электротехнической стали для оценки степени ухудшения ее магнитных свойств за установленный (продолжительный) период времени или за относительно малый промежуток времени при увеличении температуры.

3.10 адгезия покрытия: Прочность сцепления электроизоляционного покрытия с поверхностью металлической основы проката.

3.11 электроизоляционное термостойкое неорганическое покрытие; ЭТ: Покрытие на неорганической основе, обычно фосфатное, силикатное или комбинация таковых.

П ри меча нив — Выдерживает температуру отжига для снятия наклепа (класс С2 или класс С2+С5 по [1]).

3.12 электроизоляционное термостойкое органо-неорганическое покрытие, улучшающее штампуемость; ТШ: Покрытие на органической основе, в которое добавлены пленкообразующие неорганические компоненты для повышения термостойкости и керамические наполнители для увеличения коэффициента сопротивления.

Примечание — Выдерживает температуру отжига для снятия наклепа, улучшает штампуемость стали (класс С5 по [1]).

3.13 прокат, поставляемый в термически обработанном состоянии: Холоднокатаный прокат, произведенный по технологии полного процесса с заключительным отжигом для получения магнитных свойств в состоянии поставки.

3.14 прокат, поставляемый без термической обработки (нагартованный полупродукт): Холоднокатаный прокат, произведенный по технологии без заключительного отжига для получения магнитных свойств в состоянии поставки с гарантированными или негарантированными магнитными свойствами после отжига магнитопроводов (сердечников) электрических устройств.

4 Классификация и обозначения

4.1 Сталь подразделяют:

а) в зависимости от структурного состояния на типы:

1) изотропная — Д;

2) анизотропная — Т;

б) в зависимости от максимального значения общих удельных потерь на марки, в соответствии с представленными в таблицах 5—7.

4.2 Обозначение марок

Обозначение марок состоит из букв и цифр, расположенных в определенной последовательности:

• тип стали (Д или Т):

• цифры после буквы — 100 номинальных толщин рулонного проката и ленты (в миллиметрах);

- цифры (отделенные дефисом) — максимальные удельные общие потери при заданной частоте (Вт/кг).

Пример условного обозначения марки анизотропной стали толщиной 0.10 мм с нормированными максимальными удельными магнитными потерями 12 Вт/кг при заданной частоте перемагничивания:

4.3 Прокат подразделяют:

а) по виду продукции:

2) лента (рулонный прокат (рулон), распущенный на полосы определенной ширины);

б) по классу неллоскостности —1.2;

в) по типу электроизоляционного покрытия:

1) с электроизоляционным термостойким неорганическим покрытием — ЭТ;

2) с электроизоляционным термостойким органо-неорганическим покрытием, улучшающим штампуемость — ТШ;

3) без покрытия — БП.

5 Условия заказа

5.1 Заказчик должен предоставить изготовителю все требования, необходимые для поставки продукции, в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

5.2 Основные требования, указываемые при оформлении заказа:

• марка (обозначение) стали;

• вид продукции (рулон, лента);

* обозначение настоящего стандарта;

• номинальные размеры (толщина, ширина);

- тип (класс) электроизоляционного покрытия:

• объем необходимых испытаний и вид документа о качестве продукции.

5.3 Дополнительные требования, указываемые при оформлении заказа:

* наличие сварных швов и их маркировка;

- требование к качеству поверхности;

- типичные значения плотности;

* поперечная разнотолщинность (для ленты);

• требования по остаточной кривизне;

- минимальный коэффициент сопротивления электроизоляционного покрытия;

• требования к механическим свойствам проката из изотропной стали;

• требования к твердости проката из изотропной стали;

* температура проведения испытаний;

При отсутствии в заказе дополнительных требований прокат должен соответствовать основным техническим характеристикам настоящего стандарта.

6 Сортамент

6.1 Толщина проката

6.1.1 Прокат изготовляют толщиной, мм:

• из изотропной стали: 0.05:0.10; 0.15; 0.16; 0.20; 0.25; 0.27: 0.30 и 0.35;

- из анизотропной стали: 0.05; 0.08; 0,10:0.15 и 0.18.

6.1.2 Предельные отклонения по толщине проката не должны превышать указанных в таблице 1.

Сталь для бандажных колец

ГОСТ Р 58612-2019

КОЛЕСА СОСТАВНЫЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Технические требования к процессу сборки

Compound wheels of railway rolling stock. Specifications for assembly process

Дата введения 2020-03-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 45 "Железнодорожный транспорт"

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на составные (ходовые) колеса колесных пар локомотивов, моторвагонного подвижного состава (МВПС) и специального железнодорожного подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм.

Настоящий стандарт устанавливает требования к процессу сборки бандажа и колесного центра посредством бандажного кольца при изготовлении составных колес колесных пар и методы контроля качества сборки.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.051 Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм

ГОСТ 12.0.003 Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация

ГОСТ 12.1.005 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.2.017 Оборудование кузнечно-прессовое. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.002 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 398 Бандажи черновые для железнодорожного подвижного состава. Технические условия

ГОСТ 2310 Молотки слесарные стальные. Технические условия

ГОСТ 4491 Центры колесные литые железнодорожного подвижного состава. Общие технические условия

ГОСТ 5000 Бандажи черновые для вагонов и тендеров железных дорог колеи 1520 мм. Размеры

ГОСТ 5267.0 Профили горячекатаные для вагоностроения. Общие технические условия

ГОСТ 5267.10 Профиль для бандажных колец. Сортамент

ГОСТ 9378 (ИСО 2632-1-85, ИСО 2632-2-85) Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия

ГОСТ 12503 Сталь. Методы ультразвукового контроля. Общие требования

ГОСТ 18442 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования

ГОСТ 19300 Средства измерений шероховатости поверхности профильным методом. Профилографы-профилометры контактные. Типы и основные параметры

ГОСТ Р 8.563 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений

ГОСТ Р 52366 Бандажи черновые для локомотивов железных дорог широкой колеи. Типы и размеры

ГОСТ Р 55498 Центры колесные катаные для железнодорожного подвижного состава. Технические условия

ГОСТ Р 56512 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Типовые технологические процессы

ГОСТ Р ИСО 15549 Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Основные положения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

бандаж: Деталь составного колеса, имеющая специальный профиль, обеспечивающий его контакт с рельсом и задаваемые условия контакта.

бандажное кольцо: Деталь, предназначенная для фиксирования бандажа на колесном центре.

допуск непостоянства диаметра в поперечном сечении: Наибольшее допустимое непостоянство диаметра в поперечном сечении.

допуск непостоянства диаметра в продольном сечении: Наибольшее допустимое непостоянство диаметра в продольном сечении.

составное (ходовое) колесо: Сборочная единица колесной пары, состоящая из колесного центра, бандажа и закрепляющего его бандажного кольца.

непостоянство диаметра в поперечном сечении посадочной поверхности: Разность наибольшего и наименьшего единичных диаметров, измеренных в одном и том же поперечном сечении.

непостоянство диаметра в продольном сечении посадочной поверхности: Разность наибольшего и наименьшего единичных диаметров, измеренных в одном и том же продольном сечении.

обод колесного центра: Наружная утолщенная часть колесного центра, предназначенная для посадки бандажа.

3.9 посадочная поверхность бандажа: Внутренняя поверхность бандажа, сопрягаемая при сборке с посадочной поверхностью обода колесного центра.

Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю .

Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».

Сталь для производства железнодорожных бандажей

Сталь для производства железнодорожных бандажей

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу конструкционной стали повышенной прочности и трещиностойкости, используемой для изготовления высоконагруженных бандажей колес тягового подвижного состава железных дорог. Сталь содержит следующие компоненты, мас.%: углерод 0,35-0,50, кремний 0,23-0,47, марганец 0,65-0,95, хром 0,63-0,87, никель 1,85-2,15, молибден 0,14-0,27, ванадий 0,06-0,20, железо остальное. Повышаются временное сопротивление разрыву, твердость, ударная вязкость и трещиностойкость, а также износостойкость и контактно-усталостная выносливость стали. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу конструкционной стали повышенной прочности и трещиностойкости, используемой для изготовления высоконагруженных бандажей колес тягового подвижного состава железных дорог.

Известна сталь для производства железнодорожных бандажей, содержащая компоненты при следующем соотношении, масс. %: углерод 0,59; кремний 0,31; марганец 0,68; фосфор 0,013; серу 0,01 и железо остальное (Авторское свидетельство СССР №1328392 A1, МПК: C21D 09/34, опубл. 07.08.1987) - аналог.

Недостатком известного решения является то, что бандажи, изготовленные из такой стали, имеют временное сопротивление разрыву до 1160МПа и относительное сужение до 48%, однако имеют недостаточно высокую твердость, ударную вязкость и трещиностойкость, что снижает их эксплуатационную стойкость.

Недостатком известного решения является то, что известная из него сталь имеет достаточно высокие эксплуатационные свойства, необходимые для бандажей валков, однако не может быть использована для изготовления железнодорожных бандажей из-за специфики их эксплуатации.

Недостатком известного решения является то, что при достаточно высокой ударной вязкости 65-77Дж/см 2 , предел прочности при растяжении для данной стали не превышает 972МПа, что снижает конструкционную прочность бандажей.

Известная сталь в настоящее время широко используется для производства железнодорожных бандажей, однако имеет следующие недостатки: недостаточно высокое временное сопротивление разрыву от 1000 до 1030 Н/мм 2 , твердость ее не превышает 300НВ, ударная вязкость KCU при +20°C не превышает 50 Дж/см 2 , трещиностойкость K1C не превышает 80 МПа×м ½ . В результате данная сталь не обеспечивает требуемого ресурса бандажей по износу, а также их надежности в эксплуатации с точки зрения трещиностойкости.

Известна сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден и железо при следующем соотношении компонентов, масс. %: углерод 0,37-0,44; кремний 0,17-0,37; марганец 0,50-0,80; хром 0,60-0,90; никель 1,25-1,65; молибден 0,15-0,25 и железо -остальное (сталь марки 40ХН2МА по ГОСТ 4543-71 «Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия») - аналог.

Известная сталь применяется в машиностроении для изготовления ответственных деталей, имеет достаточно высокие механические и эксплуатационные свойства, однако не может быть использована для изготовления железнодорожных бандажей из-за специфики технологии их изготовления и условий эксплуатации.

Известная сталь также используется для производства железнодорожных бандажей, однако имеет следующие недостатки: при достаточно высоком временном сопротивлении разрыву от 1130 до 1160 Н/мм 2 и твердости 330-340НВ, ударная вязкость KCU при +20°C не превышает 30 Дж/см 2 , а трещиностойкость K1C не превышает 60 МПа×м ½ . При этом известная сталь обеспечивает высокие показатели ресурса бандажей по износу, но не обеспечивает их достаточной надежности с точки зрения изломов, что связано с пониженными характеристиками ударной вязкости и трещиностойкости данной марки стали.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение является повышение временного сопротивления разрыву, твердости, ударной вязкости, трещиностойкости, а также износостойкости и контактно-усталостной выносливости стали для производства железнодорожных бандажей.

Указанный технический результат достигается тем, что сталь для производства железнодорожных бандажей содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий и железо, дополнительно содержит никель, молибден при следующем соотношении компонентов (масс. %): углерод 0,35-0,50; кремний 0,23-0,47; марганец 0,65-0,95; хром 0,63-0,87; никель 1,85-2,15; молибден 0,14-0,27; ванадий 0,06-0,20; железо - остальное.

Практика изготовления и эксплуатации железнодорожных бандажей из известных и применяемых в настоящее время марок стали показывают, что использование при производстве бандажей углеродистой низколегированной стали с перлитной структурой не позволяет получить повышенный уровень прочностных характеристик и твердости, при одновременном обеспечении высоких характеристик вязкости и трещиностойкости. Для известных сталей повышение характеристик прочности и твердости, обеспечивающих износостойкость железнодорожного бандажа и его ресурс по износу, неизбежно сопровождается снижением характеристик пластичности, вязкости и трещиностойкости. Возможности повышения прочности и твердости известных бандажных сталей ограничены верхним пределом (не более 360 НВ), поскольку дальнейшее повышение твердости может привести к критическому падению характеристик вязкости и трещиностойкости до уровня, при котором не будет обеспечена надежность железнодорожного бандажа. Следовательно, необходима разработка новой стали для производства железнодорожных бандажей с улучшенными характеристиками по следующим параметрам: временное сопротивление разрыву, твердость, ударная вязкость, трещиностойкость, износостойкость и контактно-усталостная выносливость стали.

Заявителями разработана новая сталь для производства железнодорожных бандажей с повышенными значениями прочности и трещиностойкости.

Заявляемая сталь имеет следующий количественный (масс. %) и качественный состав:

- содержание углерода в пределах от 0,35 до 0,50%, при заявляемом соотношении других компонентов стали, повышает временное сопротивление разрыву, твердость, износостойкость и контактно-усталостной выносливость стали. Если содержание углерода меньше 0,35%, то не будет обеспечен требуемый уровень указанных характеристик, а если углерода больше 0,50%, то произойдет существенное снижение ударной вязкости и трещиностойкости стали.

- содержание кремния в пределах от 0,23 до 0,47%, при заявляемом соотношение других компонентов стали, повышает временное сопротивление разрыву, не снижая ударную вязкость. Если содержание кремния будет меньше 0,23%, то не будет достигнут требуемый уровень временного сопротивления разрыву, а если больше 0,47%, то происходит снижение ударной вязкости стали;

- содержание марганца в пределах от 0,65 до 0,95%, при заявляемом соотношение других компонентов стали, повышает временное сопротивление разрыву и твердость, не снижая ударную вязкость. Если содержание марганца менее 0,65%, тоне будет достигнут требуемый уровень временного сопротивления разрыву и твердости, а если больше 0,95%, то происходит снижение ударной вязкости стали;

- содержание хрома в пределах от 0,63 до 0,87%, при заявляемом соотношение других компонентов стали, повышает временное сопротивление разрыву, твердость, износостойкость и контактно- усталостную выносливость стали, не снижая ударную вязкость. Если хрома менее 0,63%, тоне будет достигнут требуемый уровень временного сопротивления разрыву, твердости, износостойкости и контактно-усталостной выносливости, а если больше 0,87%, то происходит снижение ударной вязкости и трещиностойкости;

- содержание никеля в пределах от 1,85 до 2,15%, при заявляемом соотношение других компонентов стали, обеспечивает максимальное повышение ударной вязкости и трещиностойкости стали. Если никеля меньше 1,85% либо больше 2,15%, то происходит снижение ударной вязкости и трещиностойкости;

- содержание молибдена в пределах от 0,14 до 0,27%, при заявляемом соотношение других компонентов стали, снижает склонность стали к отпускной хрупкости, вызываемую совместным добавлением хрома, никеля и марганца. Если молибдена менее 0,14% либо более 0,27%, то происходит снижение ударной вязкости и трещиностойкости;

- содержание ванадия 0,06-0,20% необходимо для измельчения зерна стали и повышения ударной вязкости. Если ванадия меньше 0,06%, тоне будет достигнут требуемый уровень ударной вязкости, а если больше 0,20%, то происходит снижение твердости.

Заявляемый технический результат достигается при использовании количественного и качественного состава компонентов, и не зависит от последовательности (очередности) их добавления в расплав, а также от того добавляются они в чистом виде или в виде лигатуры. Сталь после выплавки подвергается внепечной обработке на установке печь-ковш и вакуумированию. Бандажи подвергаются термической обработке в виде закалки и отпуска на структуру высокодисперсного мартенсита отпуска, что обеспечивает вместе с заявленным количественным и качественным составом компонентов необходимые эксплуатационные свойства. Массовая доля водорода в стали не превышает 2 ppm, при содержании примесей фосфора не более 0,030 и серы не более 0,020. Заявленная совокупность компонентов состава стали позволяет получать высокий комплекс механических свойств железнодорожных бандажей: повышенное временное сопротивление разрыву от 1060 до 1200 Н/мм 2 , твердость 340-380 НВ, ударную вязкость KCU при +20°C 40-60 Дж/см 2 и трещиностойкость K1C 100-120 МПа×м ½ .


Термически обработанная сталь была использована для изготовления бандажей, свойства которых представлены в таблице 2.


Из таблицы 2 видно, что бандажи из заявляемой стали превосходят известные по комплексу прочностных характеристик и твердости, имея при этом повышенную ударную вязкость и очень высокий уровень трещиностойкости, что обеспечит повышенный ресурс и надежность бандажей в эксплуатации.

Сталь для производства железнодорожных бандажей, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель и молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,35-0,50
кремний 0,23-0,47
марганец 0,65-0,95
хром 0,63-0,87
никель 1,85-2,15
молибден 0,14-0,27
ванадий 0,06-0,20
железо остальное

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным коррозионностойким сталям переходного класса, используемым для изготовления высоконагруженных деталей и конструкций в машиностроении и судостроении, работающих в условиях воздействия коррозионной среды.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению труб для добычи нефти и газа, которые могут эксплуатироваться как в обычных условиях, так и в условиях коррозионного воздействия со стороны добываемого флюида в присутствии сероводорода (H2S) и углекислого газа (CO2).

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве толстолистового проката из стали высокой прочности, хладостойкости и улучшенной свариваемости для применения в судостроении, топливно-энергетическом комплексе, транспортном и тяжелом машиностроении, мостостроении.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к горячедеформированным насосно-компрессорным трубам и муфтам к ним, изготавливаемым из конструкционных сталей.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к двухслойному листовому прокату толщиной 10-50 мм, состоящему из слоя износостойкой стали и слоя свариваемой стали, для изготовления сварных конструкций, подвергающихся ударно-абразивному износу и работающих при температуре до -40°C.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высококачественным легированным конструкционным сталям, применяемым для изготовления силовых деталей, шестерен и валов, поверхности которых упрочняют азотированием.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочному стальному листу, имеющему отношение предела текучести к пределу прочности 0,6 или более. Лист выполнен из стали следующего состава, в мас.%: 0,03-0,20% С, 1,0% или менее Si, от более 1,5 до 3,0% Mn, 0,10% или меньше Р, 0,05% или менее S, 0,10% или менее Аl, 0,010% или менее N, один или несколько видов элементов, выбранных из Ti, Nb и V, общее содержание которых составляет 0,010-1,000%, 0,001-0,01 Ta, остальное Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционным комплекснолегированным высокопрочным сталям, закаливающимся на воздухе, и может быть использовано при производстве осесимметричных деталей, работающих под давлением.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным конструкционным сталям, закаливающимся преимущественно на воздухе, используемым для изготовления осесимметричных корпусных деталей.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для получения свариваемых штрипсов категории прочности X100 по стандарту API 5L-04, используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов высокого давления.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам высокопрочных коррозионно-стойких сталей, используемых для изготовления высоконагруженных деталей и конструкций в машиностроении, судостроении, авиации и железнодорожном транспорте. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,01-0,04, кремний 0,10-0,80, марганец 0,50-1,50, хром 14,0-16,0, никель 3,0-5,0, азот 0,1-0,2, медь от более 0,5 до 2,5, ванадий 0,02-0,20, кальций от более 0,005 до 0,030, железо и примеси - остальное. Отношение содержания углерода к содержанию азота составляет 0,2 или менее. Сталь обладает высокими пределом текучести и пределом прочности при сохранении высокой пластичности и ударной вязкости. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к коррозионно-стойким сталям, используемым для производства бесшовных горячекатаных насосно-компрессорных и обсадных труб, работающих в условиях высокой концентрации углекислого газа и сероводорода в составе перекачиваемой углеводородной среды на месторождениях, расположенных в арктических районах. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,14-0,23, кремний 0,17-0,4, марганец 0,4-0,7, хром от более 1,0 до 5,1, молибден 0,15-0,5, ванадий 0,04-0,06, никель 0,1-0,7, медь 0,15-0,5, алюминий 0,02-0,05, сера не более 0,007, фосфор не более 0,015, азот не более 0,014, железо - остальное. Коэффициент эксплуатационной надежности стали, определяемый по выражению R=0,8×[Cr]+3,5×[Mo]+2,5×[Cu], составляет 2,0÷5,5, а содержание серы должно составлять не более Smax=0,01-0,01×[Cu], мас.%. Обеспечивается повышенная эксплуатационная надежность труб за счет увеличения стойкости к углекислотной коррозии при сохранении стойкости к сульфидной коррозии, высокая хладостойкость и предотвращение явления красноломкости при горячем прокате труб. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам высокопрочных конструкционных сталей, используемых в оборудовании для холодной обработки давлением, в конструкциях летательных аппаратов, в транспортном, горнодобывающем и дорожно-строительном машиностроении, в деталях и механизмах, длительно сопротивляющимся постоянным и знакопеременным нагрузкам в широком диапазоне температур. Сталь содержит, мас.%: углерод от более 0,50 до 0,70, марганец 0,42-0,82, кремний 0,80-1,80, хром 0,80-2,00, никель 1,50-3,00, молибден 0,30-0,60, алюминий 0,02-0,15, ванадий 0,02-0,12, церий 0,005-0,02, медь 0,03-2,00, кальций от более 0,005 до 0,015, железо и неизбежные примеси – остальное. Обеспечивается сочетание высокой прочности и пластичности стали, а именно: временное сопротивление разрыву (σB) 2200-2500 МПа, относительное удлинение (δ) 12-14,5%, относительное сужение (Ψ) 30-40%, ударная вязкость (KCU) более 50 Дж/м2 и твердость (HRC) 56-60. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали для изготовления стальных колёс для рельсового транспорта. Сталь содержит следующие компоненты, мас.%: углерод от 0,45 до 0,60, кремний от 0,38 до 0,50, марганец от 0,80 до 1,00, ванадий не более 0,15, хром от 0,80 до 1,00, фосфор не более 0,02, сера не более 0,015, медь не более 0,3, никель не более 0,25, алюминий не более 0,04, железо – остальное. Достигается повышение механических и эксплуатационных свойств стали, предназначенной для изготовления железнодорожных колёс методами обработки металлов давлением и литья.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к металлу сварного шва, применяемому в сварных конструкциях. Металл сварного шва, содержащий в мас. %: С от 0,02 до 0,10, Si от 0,10 до 0,60, Mn от 0,90 до 2,5, Ni от 0,20 до 2,00, Cr от 0,05 до 1,0, Мо от 0,10 до 1,50, Ti от 0,040 до 0,15, В от 0,0010 до 0,0050, О от 0,030 до 0,100, и N 0,015 или менее, железо и неизбежные примеси – остальное. Средний диаметр эквивалентной окружности карбидов, имеющих диаметр эквивалентной окружности 0,40 мкм или более, среди присутствующих на границах зерен металла сварного шва карбидов, составляет 0,75 мкм или менее. Металл сварного шва имеет высокие значения низкотемпературной ударной вязкости при более низких температурах, прочности после SR-отжига, а также при применении дуговой сварки в защитном газе с использованием проволоки с флюсовой сердцевиной. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 6 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к атмосферостойкой стали, используемой для изготовления высокопрочных болтов, гаек и шайб. Сталь содержит углерод, марганец, фосфор, серу, кремний, хром, никель, медь, молибден, ванадий, титан и железо при следующем соотношении, мас.%: углерод от более 0,3 до 0,42, марганец 0,4-1,4, фосфор не более 0,02, сера не более 0,02, кремний 0,15-0,37, хром 0,3-1,0, никель 0,2-0,8, медь 0,2-0,6, молибден 0,15-0,25, ванадий 0,1-0,18, титан не более 0,05, железо остальное. Повышается стойкость к замедленному хрупкому разрушению и к коррозионному растрескиванию. 1 табл.

Читайте также: