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" Jantes de roues pour locomotives.-
Pendant cette dernière décade ont été entreprises de grandes recherchée concernant l'écaillement et la fissuration qui se présentent, particulièrement, sur la bande de roulement.des jan- tes de roues. Ces recherches ont permis de constater que, selon tou- te probabilité, au moins une grande partie des défectuosités avaient leur origine dans le fait que lors du roulement sur des rails nou- veaux, par exemple, et par suite du contaot linéaire entre le rail et la jante de roue, la limite d'allongement de la matière, formant la jante, est dépassée localement. Le même effet se produirait, si la limite d'allongement de l'acier de la jante de roue était diminuée, en cours d'exploitation, par les démarrages.
En effet, il a été démontré, lors de l'essai de jantes
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90 kg/mm2,de préférence supérieure à 100 kg/mm2,et un allongement de 10% minimum ( 1=5d ), que le nombre de défauts était considéra- blement diminué. Le nombre de défauta, particulièrement dans les jantes de roues de locomotives, restait cependant assez élevé, à tel point que les autorités compétentes avaient envisagées d'aban- donner l'emploi d'acier trempés à résistance élevée, d'autant plus que ces aciers, ayant une teneur en carbone d'environ 0,5 à 0,7% et contenant du chrome, du molybdène et du tungstène, étaient rela- tivement coûteux.
La présente invention concer:. la question de savoir, codent il serait possible d'éliminer les causes des défauts encore existants dans les jantes de roues en acier trempé et à résistance élevée. Pour résoudre ce problème, elle part de la constatation es- sentielle, qu'il est nécessaire de fixer un maximum pour la dureté Brinell, après trempe, des aciers utilisés.
Des jantes de roues trempées, peuventrépondre à toutes les exigences se présentant au cours de leur utilisation, si elles sont fabriquées au moyen d'aciers alliés présentant, après traite- ment thermique approprié, une charge de rupture supérieure à 90 kg/mm2 de préférence, supérieure à 100 k/mm2 et un allongement suffisant ( par exemple, pour 110 à 112 kg/mm2, au moins 10% ( 1=5d ) suivant les conditions du Cahier des Charges du Chemin de Fer Allemand, pour les roues et leurs pièces détachées ) et aynt une dureté Brinell maximum de 510 unités, après une trempe procurant la texture Mar- tensite.
En conclusion de ce qui précède, le fait d'atteindre des températures dépassant le point de conversion A3 provocuérs par la friction entre les sabots de frein et la surface de roule- ment des jantes et un durcissement à cause de la perte de chaleur due aux masses d'acier voisines, lors du freinage brusaue arrêtant la force vive du train dans un temps minimum, est totalement sans danger pour les jantes fabriquées au moyen des aciers définis ci- aessus.
Pratiquement, cette nouvelle disposition est obtenue
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en limitant la teneur en carbone des aciers à, tout au plus, envi-
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ron 0,35 ro. Pour a;enter, au moyen d'un traitement thermique, la charge de rupture à au moins 90 kg/mm2. de préférence, au-dessus
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de 100 kg/mm2@ on utilisera des alliages contenant environ 2,5 de silicium, 2,5'<- de manganèse, 3, de chrome, lié de molybdène et 2'u de tungstène.
Cependant la teneur en carbone peut dépasser la limite permise, lorsque le pourcentage excédent est compensé par un éner- giaue constituant de carbure, par exemple, du vanadium, du titane, du niobium ou du tantale. L'addition de tels éléments est parfois souhaitable pour augmenter la résistance à l'usure ou pour affiner la texture.
L'invention procure, de plus, la possibilité d'augmen- ter, dans une grande proportion, l'allongement minimum prescrit de 10% ( 1=5d ) avec une charge de rupture de 100 à 112 kg/mm2 ou de l'atteindre, même dans le cas où la charge de rupture est supérieure
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à 120 k±/mm2, par exemple, 135 k/mm2.
Les alliages les plus avantageux sont les suivants:
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a) 0,3o-/ C, 1,40' > Si, 1, 40, Mn, 0,5O- C r, ----- b) 0, 25>C, 0,50 Si, 1,30' Mn, 1,30 Cr, 0,2 bo c ) 0,4Ü'/ C, 1,OÛ'/ Si. 0,60 Un, 2,OO Cr, 0,40% Ti d) 0, .:.Û'. C, 1, 2/ Si, 1, 2,,, Mn, 1, 201 Cr, ----- e) O,25> C, 1,2(}/ Si, 1,20 Ln, 2,50y Cr, (O,20 Lin) f) 0,4Ü'/ C, 1,00, 3i, 1,0(}/ Mn, bzz Cr, 0,40v Ti
Etant dominé que la formation de Martensite dans la sur- face de roulement des jantes de roues, exécutées en aciers suivant l'invention, est sans danger par rapport aux défauts se produisant jusqu'à présent mais qu'elle quemente, d'autre part, la résistance à l'usure, il entre dans le cadre de l'invention, de provoquer in-
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tentiotinellement, la formation de la texture :
Zartensite dans les faces des .tîntes soumises à l'usure. weci est atteint facilement, par exemple, en utilisant un procédé connu de tremps superficielle
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( au :--oyen d'acétylène, de gaz d'éclairage-oxvgène ou de chau--faze
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"Wheel rims for locomotives.
During this last decade a great deal of research has been undertaken concerning the chipping and cracking which occurs, particularly, on the tread of the wheel rims. This research showed that, in all probability, at least a large part of the defects had their origin in the fact that when running on new rails, for example, and as a result of the linear contaot between the rail and the wheel rim, the elongation limit of the material, forming the rim, is locally exceeded. The same effect would occur if the elongation limit of the wheel rim steel were decreased, during operation, by starts.
Indeed, it has been shown, during the testing of rims
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90 kg / mm2, preferably greater than 100 kg / mm2, and an elongation of 10% minimum (1 = 5d), that the number of defects was considerably reduced. The number of defectsa, particularly in the rims of locomotive wheels, however, remained quite high, to such an extent that the competent authorities had considered abandoning the use of high-strength hardened steel, especially since these Steels, having a carbon content of about 0.5 to 0.7% and containing chromium, molybdenum and tungsten, were relatively expensive.
The present invention relates to :. the question of, code it would be possible to eliminate the causes of the defects still existing in the rims of hardened and high-strength steel wheels. To solve this problem, it starts from the essential observation, that it is necessary to set a maximum for the Brinell hardness, after quenching, of the steels used.
Hardened wheel rims can meet all the requirements that arise during their use, if they are manufactured using alloy steels having, after suitable heat treatment, a breaking load preferably greater than 90 kg / mm2. , greater than 100 k / mm2 and a sufficient elongation (for example, for 110 to 112 kg / mm2, at least 10% (1 = 5d) according to the conditions of the Specifications of the German Railway, for the wheels and their spare parts) and a maximum Brinell hardness of 510 units, after quenching to obtain the Mar- tensite texture.
In conclusion from the above, reaching temperatures exceeding the A3 conversion point caused by friction between the brake shoes and the running surface of the rims and hardening due to the heat loss due to the rims. neighboring masses of steel, when braking suddenly stopping the driving force of the train in a minimum time, is completely safe for rims manufactured using the steels defined above.
In practice, this new arrangement is obtained
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by limiting the carbon content of steels to, at most, approx.
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ron 0.35 ro. To achieve, by means of heat treatment, the breaking load to at least 90 kg / mm2. preferably above
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of 100 kg / mm2 @ one will use alloys containing approximately 2.5 of silicon, 2.5 '<- of manganese, 3, of chromium, bound of molybdenum and 2'u of tungsten.
However, the carbon content may exceed the allowable limit, when the excess percentage is compensated by an energy component of carbide, for example, vanadium, titanium, niobium or tantalum. The addition of such elements is sometimes desirable to increase wear resistance or to refine the texture.
The invention further provides the possibility of increasing, in a large proportion, the minimum prescribed elongation of 10% (1 = 5d) with a breaking load of 100 to 112 kg / mm2 or reach, even if the breaking load is greater
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at 120k ± / mm2, for example, 135k / mm2.
The most advantageous alloys are:
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a) 0.3o- / C, 1.40 '> Si, 1, 40, Mn, 0.5O- C r, ----- b) 0.25> C, 0.50 Si, 1.30 'Mn, 1.30 Cr, 0.2 bo c) 0.40' / C, 1.00 '/ Si. 0.60 Un, 2, OO Cr, 0.40% Ti d) 0,.:. Û '. C, 1, 2 / Si, 1, 2 ,,, Mn, 1, 201 Cr, ----- e) O, 25> C, 1.2 (} / Si, 1.20 Ln, 2.50y Cr, (O, 20 Lin) f) 0.4Ü '/ C, 1.00, 3i, 1.0 (} / Mn, bzz Cr, 0.40v Ti
Given that the formation of Martensite in the rolling surface of wheel rims, made of steels according to the invention, is harmless in relation to the defects which have hitherto occurred but that it, on the other hand, is not dangerous. , resistance to wear, it is within the scope of the invention, to cause in-
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tentiotinally, the formation of the texture:
Zartensite in the faces of the .tîntes subjected to wear. this is easily achieved, for example, using a known superficial tremps method
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(using: - acetylene medium, gas-oxygen or heating gas