CZ284543B6 - Vysoce namáhané plné kolo a nákolek pro kolejová hnací vozidla a vagóny a způsob jejich tepelného zpracování - Google Patents

Vysoce namáhané plné kolo a nákolek pro kolejová hnací vozidla a vagóny a způsob jejich tepelného zpracování Download PDF

Info

Publication number
CZ284543B6
CZ284543B6 CZ941403A CZ140394A CZ284543B6 CZ 284543 B6 CZ284543 B6 CZ 284543B6 CZ 941403 A CZ941403 A CZ 941403A CZ 140394 A CZ140394 A CZ 140394A CZ 284543 B6 CZ284543 B6 CZ 284543B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
heat treatment
wheel
weight
wagons
steel
Prior art date
Application number
CZ941403A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ140394A3 (en
Inventor
Horst Prof. Dr. Clausmeyer
Dieter Dipl. Ing. Hoffmann
Wolfgang Weber
Original Assignee
MAN Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft filed Critical MAN Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
Publication of CZ140394A3 publication Critical patent/CZ140394A3/cs
Publication of CZ284543B6 publication Critical patent/CZ284543B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B17/00Wheels characterised by rail-engaging elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/34Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tyres; for rims
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Discharge Of Articles From Conveyors (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Handcart (AREA)

Abstract

Ocel plného kola a nákolku sestává z 0,38 až 0,42 % hmot. uhlíku, max. 0,25 % hmot. křemíku, 0,40 až 0,60 % hmot. manganu, max. 0,012 % hmot. fosforu, max. 0,005 % hmot. síry, 1,00 až 1,50 % hmot. chromu, 0?30 až 0,60 % hmot. molybdenu, 0,70 až 1,20 % niklu, 0,015 až 0,040 % hmot. hliníku a may. 0,008 % hmot. dusíku. Při tepelném zpracování tohoto kola a nákolku se nejprve provádí kalení ohřevem na teplotu 850 až 950 .sup.o.n.C a s následným prudkým ochlazením ve vodě nebo oleji s pokojovou teplotou. Poté se provede popuštění ohřátím na teplotu 600 až 680 .sup.o.n.C s následným ochlazením na vzduchu s pokojovou teplotou.ŕ

Description

Vysoce namáhané plné kolo a nákolek pro kolejová hnací vozidla a vagóny a způsob jejich tepelného zpracování
Oblast techniky
Vynález se týká vysoce namáhaných plných kol a nákolků pro kolejová hnací vozidla a vagóny, z tvářené, válcované, legované oceli ve zušlechtěném stavu, a způsobu jejich tepelného zpracování.
Dosavadní stav techniky
Plná kola a nákolky pro kolejová vozidla se dosud vyrábí například zocelí na bázi uhlíku o obsahu 0,48 % až 0,52 % a obsahu manganu 0,75 % až 0,80 % podle UIC-Kodexu 812-3/V, 5. výstup, 01.01. 1984.
Tahová pevnost převážně používané oceli leží mezi 820 až 940N/mm2, tažnost činí alespoň 14% a vrubová houževnatost alespoň 15Nm. Všechny hodnoty jsou stanoveny při pokojové teplotě 20 °C.
Uvedená ocel se přednostně používá pro špalky brzděná plná kola železničních vagonů s velkou zátěží na ose.
Ze známých lomů kol a na to navazujících výzkumů materiálů, směřujících ke zjištění příčin poškození u této kvality ocele, bylo vyvozeno, že je nutné uvažovat jako příčinu lomů nedostatečnou houževnatost ocelí, specifikovaných podle UlC-kodexu.
Také kolejová vozidla pro vysoké rychlosti se vybavují koly z uvedené oceli. Vyšší nároky vlivem rostoucího osového zatížení, vyšších rychlostí, zvýšeného brzdného zatížení, zvláště při dlouhotrvajícím brzdění v horách mohou vést k lomům kol.
Podstata vynálezu
Úkolem vynálezu je proto vyvinout ocel s kvalitou, vhodnou pro použití na vysoce zatěžovaná plná kola pro kolejová hnací vozidla a vagóny, která má znatelně vyšší houževnatost při shodných pevnostních charakteristikách ve srovnání se zavedenými ocelemi a která především snižuje nebezpečí lomu kol také po dlouhotrvajícím brzdění.
Tento úkol je vyřešen v případě vysoce namáhaného plného kola a nákolku pro kolejová hnací vozidla a vagóny, z tvářené, válcové, legované oceli v zušlechtěném stavu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že ocel plného kola a nákolku má v % hmot, fosfor maximálně 0,012, síra maximálně 0,005, chrom 1,00 až 1,50, molybden 0,30 až 0,60, nikl 0,70 až 1,20, hliník 0,015 až 0,040 a dusík maximálně 0,008. Ve výhodném provedení pak má ocel plného kola a nákolku 1,00 až 1,30 % hmot, chrómu, 0,30 až 0,50 % hmot, molybdenu a 0,70 až 1,00 % hmot, niklu.
Předmětem vynálezu je také způsob tepelného zpracování tohoto vysoce namáhaného plného kola a nákolku. Podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že se nejprve provádí kalení ohřevem na teplotu 850 až 950 °C s následným prudkým ochlazením ve vodě nebo oleji s pokojovou teplotou a poté popouštění ohřevem na teplotu 600 až 680 °C s následným ochlazením na vzduchu o pokojové teplotě.
-1CZ 284543 B6
Volbou chemického složení, u kterého jsou navzájem specificky sladěny hmotnostní podíly základních a legujících součástí a také doprovodných prvků, se dosáhne ocel velké čistoty a vysoké homogenity.
Po tepelném zpracování podle vynálezu se proto dosahuje stavu struktury, která se vyznačuje vynikající houževnatostí při vysoké pevnosti, zvláště ale také vysokou mezí únavy při kmitavém napětí.
Vynález se tak týká stanovení nového materiálu pro plná kola a nákolky k použití u kolejových vozidel a tepelného zpracování plných kol a nákolků vyrobených z tohoto materiálu.
Znaky plných kol a nákolků jsou tak charakterizovány materiálovým složením, která zvláštním sladěním obsahu uhlíku, chrómu a niklu při ohraničení obsahu křemíku, ω minimalizaci obsahu fosforu a síry odpovídá po tepelném zušlechtění, sestávajícím z kalení a popouštění, materiálovému stavu plného kola nebo nákolků, který pevnostními vlastnostmi dosahuje nebo předčí dnes převážně používané ocele, ale má značně lepší houževnatost, zvláště proti lomům.
K dosažení vynikající houževnatosti se nárokují přizpůsobením celkovému složení oceli teplotní a ochlazovací podmínky podle postupových znaků, které zajišťují a současně udělují vhodně zpracovaným plným kolům a nákolkům minimální pevnost, jaká je pro tyto ocele požadována například UlC-kodexem.
Dosud zavedené feriticko-perlitické uhlík-manganové oceli podle UlC-kodexu se nedají v rozsahu, zasluhujícím zmínku, z pohledu své houževnatosti dále rozvíjet. Základní zlepšení se proto musí stanovit složením oceli, přičemž samozřejmě byl také sledován vysoký stupeň čistoty, homogenita a pokud možno izotropní vlastnosti. Změřená houževnatost v lomu vyžaduje proto s ohledem na minimální pevnost v tahu oproti feriticko-perlitickým ocelím ocel s dobrou možností zušlechtění s jemně krystalickou, homogenní, strukturou. Určité podíly stabilních karbidů mají pozitivní vliv na citlivost na přehřátí. Dosažená vysoká životnost při odvalování a malá citlivost proti otěru, způsobenému únavou, jsou způsobeny kombinací složení, pevnosti a houževnatosti. Toto je vyvoláno chemickým složením podle vynálezu a tomu odpovídajícím tepelným zpracováním.
Příklady provedení vynálezu
Byly vyrobeny plná kola a nákolky pro kolejová hnací vozidla a vagóny z tvářené, válcované legované oceli v zušlechtěném stavu. Tato ocel obsahovala 0,38 až 0,42 % hmot, uhlíku, maximálně 0,25 % hmot, křemíku, 0,40 až 0,60% hmot, manganu, maximálně 0,012 % hmot, fosforu, maximálně 0,005 % hmot, síry, 1,00 až 1,50% hmot, chrómu, 0,30 až 0,60% hmot, molybdenu, 0,70 až 1,20 % hmot, niklu, 0,015 až 0,040 % hmot, hliníku a maximálně 0,008 % hmot, dusíku.
Postup kalení s následujícím popouštěním k docílení zušlechtění je v zásadě známý. Slouží především ke zlepšení houževnatosti při stanovených pevnostních vlastnostech. Speciální tepelné zpracování kol a nákolků přináší dále pozitivní vliv na pevnost při odvalování, na odolnost proti opotřebení únavou a citlivost na přehřátí u hotových kol a nákolků. Podle něho se při dostatečně vysoké teplotě v oblasti teplot homogenní krystalické fáze provede prudké snížení teploty ohřevu, přednostně ve vodě, a následující ohřev na relativně vysokou popouštěcí teplotu. Při tepelném zpracování platily následující hodnoty:
kalení z 850 až 950 °C s následujícím prudkým ochlazením ve vodě, případně v oleji na teplotě okolí, cca 20 °C,
-2CZ 284543 B6
popouštění z 600 až 680 °C, s následujícím pomalým ochlazováním na vzduchu o teplotě okolí, cca 20 °C.
Stanovení hodnot pro tepelné zpracování musí také v jednotlivých případech počítat s rozměry součástí a může se proto v jednotlivých případech nepatrně odlišovat.
Mechanicko-technologické vlastnosti materiálu podle vynálezu musí po tepelném zpracování při pokojové teplotě dosahovat následujících hodnot:
mez průtažnosti při součiniteli roztažnosti pevnost v tahu tažnost vrubová houževnatost podle 1SO zkoušky lomová houževnatost 0,2 alespoň 590 N/mm2, alespoň 850 N/mm2, alespoň 16 %, alespoň 34 Nm alespoň 100 MNm’w.
Homí hodnota vrubové houževnatostí musí dosahovat při stanovené teplotě alespoň 65 Nm.
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (3)

1. Vysoce namáhané plné kolo a nákolek pro kolejová hnací vozidla a vagóny, z tvářené, válcované, legované oceli v zušlechtěném stavu, vyznačující se tím, že ocel plného kola a nákolku má v % hmot, chemické složení:
uhlík křemík mangan fosfor síra chrom molybden nikl hliník dusík
0,38 až 0,42 maximálně 0,25
0,40 až 0,60 maximálně 0,012 maximálně 0,005
1,00 až 1,50
0,30 až 0,60
0,70 až 1,20
0,015 až 0,040 maximálně 0,008.
2. Vysoce namáhané plné kolo a nákolek podle nároku 1, vyznačující se tím, že ocel plného kola a nákolku má obsah chrómu 1,00 až 1,30 % hmot., obsah molybdenu 0,30 až 0,50 % hmot, a obsah niklu 0,70 až 1,00 % hmot.
3. Způsob tepelného zpracování vysoce namáhaného plného kola a nákolku podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že nejprve se provádí kalení ohřevem na teplotu 850 až 950 °C s následným prudkým ochlazením ve vodě nebo oleji s pokojovou teplotou a poté popouštění ohřevem na teplotu 600 až 680 °C s následným ochlazením na vzduchu o pokojové teplotě.
CZ941403A 1992-10-10 1993-09-22 Vysoce namáhané plné kolo a nákolek pro kolejová hnací vozidla a vagóny a způsob jejich tepelného zpracování CZ284543B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4234192A DE4234192C2 (de) 1992-10-10 1992-10-10 Hoch belastbare Vollräder und Radreifen für Schienen-Triebfahrzeuge und Wagen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ140394A3 CZ140394A3 (en) 1994-11-16
CZ284543B6 true CZ284543B6 (cs) 1998-12-16

Family

ID=6470154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ941403A CZ284543B6 (cs) 1992-10-10 1993-09-22 Vysoce namáhané plné kolo a nákolek pro kolejová hnací vozidla a vagóny a způsob jejich tepelného zpracování

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5533770A (cs)
EP (1) EP0616647B1 (cs)
JP (1) JPH07502307A (cs)
AT (1) ATE163052T1 (cs)
BR (1) BR9305666A (cs)
CZ (1) CZ284543B6 (cs)
DE (2) DE4234192C2 (cs)
FI (1) FI104269B1 (cs)
NO (1) NO301653B1 (cs)
PL (1) PL174590B1 (cs)
RU (1) RU2086419C1 (cs)
SK (1) SK71294A3 (cs)
WO (1) WO1994009171A1 (cs)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3516189B2 (ja) * 1996-01-23 2004-04-05 住友金属工業株式会社 耐摩耗性および耐熱亀裂性に優れた鉄道車両用車輪およびその製造方法
US5964272A (en) * 1997-12-08 1999-10-12 Amsted Industries Incorporated Wheel cooling tunnel
RU2160321C2 (ru) * 1998-07-21 2000-12-10 Открытое акционерное общество "Волгоцеммаш" Сталь
FR2786129B1 (fr) * 1998-11-19 2000-12-29 Alstom Tech Roue de securite, procede de fabrication d'une telle roue et bogie equipe d'une telle roue
FR2800670B1 (fr) 1999-11-05 2003-04-18 Fag Oem & Handel Ag Bandage de roues ou roue monobloc pour des jeux de roues de vehicules ferroviaires
US6387191B1 (en) 2000-07-21 2002-05-14 Transportation Technology Center, Inc. Railway wheels resistant to martensite transformation
ITMI20032370A1 (it) * 2003-12-03 2005-06-04 Lucchini Sidermeccanica S P A Acciaio microlegato bainitico ad elevata resistenza a fatica
US7566372B2 (en) * 2004-05-14 2009-07-28 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Railway car wheel
WO2008154680A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-24 Qr Limited Treatment of railway wheels
RU2547375C2 (ru) * 2010-08-27 2015-04-10 Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ НТМК") Способ термической обработки железнодорожных бандажей
RU2580764C1 (ru) * 2014-12-30 2016-04-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" Сталь для производства железнодорожных бандажей

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2129671A (en) * 1935-10-19 1938-09-13 Cora M Brunner Method of manufacturing wheels
US2197365A (en) * 1936-02-05 1940-04-16 Skf Svenska Kullagerfab Ab Method of producing a hardened steel article
US2368418A (en) * 1942-11-06 1945-01-30 Ford Motor Co Heat treatment for steel alloys
US3009844A (en) * 1952-11-15 1961-11-21 Deutsche Edelstahlwerke Ag Process for the transformation annealing of steels
DE1051886B (de) * 1956-07-16 1959-03-05 Gussstahlwerk Witten Ag Die Verwendung eines Stahles fuer Schusswaffenlaeufe und -rohre
US3135600A (en) * 1961-03-15 1964-06-02 Thos Firth & John Brown Ltd Alloy steels
GB1011794A (en) * 1961-06-22 1965-12-01 Yawata Iron & Steel Co Process for producing a tough steel for low temperatures
US3519499A (en) * 1966-04-19 1970-07-07 Finkl & Sons Co Heat treated forging die having a low alloy content
GB1342582A (en) * 1970-03-20 1974-01-03 British Steel Corp Rail steel
IT957295B (it) * 1972-03-02 1973-10-10 Italsider Spa Procedimento perfezionato per la realizzazione di ruote monoblocco in acciaio
DE3126984A1 (de) * 1980-07-09 1982-03-25 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho, Kobe "stahl fuer den maschinenbau mit ausgezeichneter kaltschmiedbarkeit und zerspanbarkeit"
CH648600A5 (de) * 1981-03-13 1985-03-29 Schweizerische Lokomotiv Gegenstaende mit erhoehter bestaendigkeit gegen oberflaechenbeschaedigung durch abroll- und/oder reibungsvorgaenge.
JPS6254064A (ja) * 1985-09-02 1987-03-09 Aichi Steel Works Ltd 高品質肌焼鋼の製造法
US4861549A (en) * 1988-02-18 1989-08-29 National Forge Company Roller caster shell steel

Also Published As

Publication number Publication date
FI104269B (fi) 1999-12-15
NO942149D0 (no) 1994-06-09
RU2086419C1 (ru) 1997-08-10
CZ140394A3 (en) 1994-11-16
DE4234192A1 (de) 1994-04-14
NO942149L (cs) 1994-06-09
SK71294A3 (en) 1995-05-10
EP0616647A1 (de) 1994-09-28
ATE163052T1 (de) 1998-02-15
EP0616647B1 (de) 1998-02-04
NO301653B1 (no) 1997-11-24
WO1994009171A1 (de) 1994-04-28
FI942718A0 (fi) 1994-06-09
DE4234192C2 (de) 1996-01-11
FI104269B1 (fi) 1999-12-15
PL174590B1 (pl) 1998-08-31
JPH07502307A (ja) 1995-03-09
US5533770A (en) 1996-07-09
DE59308114D1 (de) 1998-03-12
RU94032294A (ru) 1996-04-20
FI942718L (fi) 1994-06-09
BR9305666A (pt) 1996-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5919415A (en) Steel and process for the manufacture of a steel component formed by cold plastic deformation
CZ284543B6 (cs) Vysoce namáhané plné kolo a nákolek pro kolejová hnací vozidla a vagóny a způsob jejich tepelného zpracování
AU780209B2 (en) Railway wheel alloy
EP0643148B1 (en) Steel material for induction-hardened shaft part and shaft part made therefrom
EP3778961B1 (en) Rail and method for manufacturing same
AU602477B2 (en) Low grade material axle shaft
CN114096693B (zh) 用于生产钢部件的方法和钢部件
JPS61238941A (ja) 熱間鍛造用の非調質棒鋼
US4895700A (en) Low grade material axle shaft
JPS582243B2 (ja) 自動車用非調質鍛造部品の製造方法
US6375763B1 (en) Pearlitic steel railroad rail
JPH10141341A (ja) 遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト
JPS61166919A (ja) 高靭性非調質温間鍛造品の製造方法
WO2019150437A1 (ja) ボルト及び締結構造
CZ152198A3 (cs) Způsob výroby ocelového kola železničního vozidla a kolo jím vytvořené
CZ156894A3 (en) Steel for railway vehicle wheels, particularly for railway wheel tyres
JPH04297548A (ja) 高強度高靭性非調質鋼とその製造方法
EP4455339A1 (en) High-carbon steel sheet with excellent durability and manufacturing method therefor, and industrial or automotive parts
JPS5927374B2 (ja) 耐摩耗性および耐割損性にすぐれた車輪用鋼
EP0699774B1 (en) Steels for monobloc tyres for railways and the like
JP3792542B2 (ja) 転動部品および動力伝達部品
JPH1161323A (ja) 高強度ダクタイル鋳鉄およびその熱処理方法
KR100536733B1 (ko) 샤프트용 고강도 합금강
JPH02179846A (ja) 快削性,耐久性,耐へたり性に優れたばね鋼
JPH04110416A (ja) ダクタイル鋳鉄鋳造品

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20000922