5 Технические требования

"ГОСТ Р 59238-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Колеса цельнокатаные колесных пар подвижного состава метрополитена. Общие технические условия" (утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 03.12.2020 N 1245-ст)

5 Технические требования

5.1 Колеса с предварительной механической обработкой

5.1.1 Колеса изготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической документации предприятия-изготовителя и конструкторской документации.

5.1.2 Колеса изготавливают из непрерывнолитых заготовок или слитков. Сталь колес подвергают внепечной обработке и вакуумированию.

5.1.3 Химический состав стали колес по анализу ковшевой пробы должен соответствовать значениям, указанным в таблице 3.

Таблица 3

Химический состав стали колес

Марка стали

Массовая доля химических элементов, %

Углерод

Марганец

Кремний

Ванадий

Сера

Фосфор

Хром

Никель

Медь

2

0,55 - 0,63

0,50 - 0,90

0,22 - 0,45

<= 0,10

<= 0,025

<= 0,030

<= 0,30

<= 0,30

<= 0,30

Л

0,48 - 0,54

0,80 - 1,20

0,45 - 0,65

0,08 - 0,15

<= 0,020

<= 0,030

<= 0,25

<= 0,25

<= 0,25

Примечание - Массовая доля молибдена не должна превышать 0,08%, титана - 0,03%, ниобия - 0,05%.

Допускается изготавливать колеса из сталей других марок по техническим условиям, согласованным с заказчиком в соответствии с ГОСТ Р 15.301.

5.1.4 Предельные отклонения по массовой доле элементов в стали колес от норм, указанных в таблице 3, не должны превышать значений, установленных в таблице 4.

Таблица 4

Предельные отклонения по массовой доле химических элементов

в стали колес

Химический элемент

Предельное отклонение, %

Углерод

+ 0,03

- 0,02

Марганец

+ 0,05

- 0,03

Кремний

+/- 0,03

Хром

+ 0,02

Медь

+ 0,03

Ванадий

+/- 0,020

Сера

+ 0,005

Фосфор

+ 0,005

Никель

+ 0,020

Титан

+ 0,006

5.1.5 Массовая доля водорода в жидкой стали не должна превышать 0,0002% (2 млн-1 или 2 ppm).

5.1.6 Колеса должны быть без флокенов, расслоений, трещин, корочек, остатков усадочных раковин и недопустимых ликваций.

Место расположения, степень развития и вид допустимых и недопустимых дефектов макроструктуры должны соответствовать требованиям ГОСТ 32773.

5.1.7 При ультразвуковом контроле внутренних дефектов колес не допускаются дефекты, амплитуда эхо-сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо-сигнала от эталонного плоскодонного отражателя, расположенного в том же месте относительно ультразвукового преобразователя, что и дефект, и имеющего диаметр:

- 2 мм - для ободьев колес;

- 3 мм - для дисков и ступиц колес при условии, что число дефектов, выявленных в диске, составляет 10 и более, а в ступице - 4 и более, а расстояние между любыми двумя дефектами не менее 50 мм;

- 5 мм - для дисков и ступиц колес при условии выявления единичных дефектов.

5.1.8 Загрязненность стали ободьев колес неметаллическими включениями не должна превышать значений, указанных в таблице 5.

Таблица 5

Загрязненность стали ободьев колес неметаллическими

включениями

Тип включений

Условное обозначение включений

Средний балл, не более

Оксиды строчечные

ОС

1

Оксиды точечные

ОТ

2,5

Силикаты хрупкие

СХ

2

Силикаты пластичные

СП

2

Силикаты недеформирующиеся

СН

2,5

Сульфиды

С

2

5.1.9 Ободья колес подвергают упрочняющей термической обработке путем закалки и отпуска.

Механические свойства стали колес, подвергнутых упрочняющей термической обработке, должны соответствовать значениям, указанным в таблице 6.

Таблица 6

Механические свойства стали колес

Марка стали

Временное сопротивление стали обода , Н/мм2

Относительное удлинение после разрыва стали обода , %

Относительное сужение поперечного сечения после разрыва стали обода , %

Ударная вязкость стали KCU, Дж/см2

Твердость по Бринеллю стали обода на глубине 30 мм от поверхности катания, НВ

обода

диска

при 20 °C

при 20 °C

при -60 °C

не менее

2

910 - 1110

8

14

20

20

15

>= 255

Л

>= 930

12

21

30

30

20

280 - 320

Примечания

1 Твердость по Бринеллю стали обода в точке А (рисунок 4) должна быть ниже твердости по Бринеллю стали обода на глубине 30 мм от поверхности катания не менее чем на 15 НВ.

2 Значение временного сопротивления стали диска не должно превышать 90% от фактического значения временного сопротивления стали обода.

5.1.10 Разница значений твердости по Бринеллю стали обода на глубине 30 мм от поверхности катания, измеренной по периметру одного колеса, не должна превышать 20 НВ.

5.1.11 Разница значений твердости по Бринеллю стали на боковой поверхности ободьев колес одной партии не должна превышать 30 НВ.

5.1.12 Остаточные напряжения в колесах после их радиальной разрезки должны вызывать сходимость обода в пределах от 1 до 5 мм.

5.1.13 На поверхностях диска и ступицы, в зоне перехода диска в ступицу допускаются имеющие плавный переход к остальной поверхности неровности и отпечатки, риски и углубления глубиной не более 1 мм, в зоне перехода диска в обод - не более 0,5 мм, на поверхностях катания и гребня - не более 0,3 мм.

5.1.14 На всей поверхности колес не допускаются следующие дефекты, выявленные при визуальном контроле: плены, складки, закаты, трещины, расслоения, раскатанные загрязнения, инородные включения.

5.1.15 На поверхностях колес, подвергаемых магнитному контролю (МК), не допускаются дефекты протяженностью более 2 мм для поверхностей, прошедших механическую обработку, и более 6 мм для поверхностей без механической обработки.

5.1.16 Для устранения дефектов допускается обточка или абразивная обработка поверхностей колес. Обточка или абразивная обработка может проводиться как до, так и после термической обработки. После термической обработки колес на боковых поверхностях обода допускается абразивная обработка местных неровностей глубиной до 0,3 мм. Диск колеса, прошедший обточку или абразивную обработку, должен подвергаться повторному упрочнению дробью в соответствии с требованиями приложения Б.

Размеры колес после обточки или абразивной обработки не должны выходить за пределы, установленные в конструкторской документации.

Параметр шероховатости поверхностей, обработанных для устранения недопустимых дефектов, должен быть Rz <= 50 мкм (Ra <= 12,5 мкм) по ГОСТ 2789.

5.1.17 По требованию заказчика поверхности диска и зон его перехода в обод и ступицу с наружной и внутренней сторон подвергают упрочнению дробью в соответствии с требованиями приложения Б.

5.1.18 Окалина на поверхности дисков и зон перехода диска в обод и ступицу колес не допускается. На остальных поверхностях допускается неотделяющаяся пленка окислов.

5.1.19 На каждое колесо наносят маркировку в следующем порядке:

- две последние цифры года изготовления;

- марка стали;

- номер плавки;

- условное обозначение предприятия-изготовителя по [1];

- порядковый номер колеса по системе нумерации предприятия-изготовителя, не зависящий от типа колеса, количества и мест расположения технологических линий, способа изготовления и других особенностей производства.

Между условным обозначением предприятия-изготовителя и порядковым номером колеса должно быть предусмотрено место шириной от 30 мм до 150 мм для приемочных клейм заказчика. Изменение порядка маркировки не допускается.

Допускается нанесение торговой марки предприятия-изготовителя вне зоны расположения маркировки.

Маркировку наносят в горячем состоянии на боковую поверхность обода с наружной стороны колеса. Высота знаков маркировки должна составлять от 10 до 12 мм, глубина знаков - до 4 мм. Расстояние от основания знаков маркировки до кромки внутренней поверхности обода с наружной стороны колеса должно составлять от 3 до 12 мм.

По согласованию с заказчиком допускается вместо маркировки в горячем состоянии наносить маркировку в холодном состоянии. Маркировку наносят механическим способом с использованием автоматических или полуавтоматических средств на окончательно обточенную боковую поверхность обода колеса с наружной стороны. Высота знаков маркировки должна составлять от 10 до 12 мм, глубина знаков - от 0,4 до 1,2 мм. Расстояние от основания знаков маркировки до кромки внутренней поверхности обода с наружной стороны колеса должно составлять от 3 до 12 мм.

Дополнительно на боковую поверхность обода с наружной стороны колеса вне зоны расположения маркировки наносят механическим способом в холодном состоянии знак обращения продукции на рынке по [2]. Высота букв знака обращения продукции на рынке должна составлять от 6 до 12 мм, глубина букв - от 0,4 до 1,2 мм. Расстояние от основания знака обращения продукции на рынке до кромки внутренней поверхности обода с наружной стороны колеса должно составлять от 3 до 12 мм.

По согласованию с заказчиком допускается наносить дополнительные знаки маркировки и контрольные клейма на колесо механическим способом в холодном состоянии.

Ошибочно нанесенные знаки маркировки удаляют обточкой или абразивной обработкой с последующим нанесением маркировки на колесо механическим способом в холодном состоянии.

5.1.20 По требованию заказчика для защиты от коррозии на поверхности колес наносят покрытие по документации предприятия-изготовителя. Требования к покрытию указываются в документации на поставку колес.

5.2 Колеса чистовые

5.2.1 На поверхностях диска и ступицы, в зоне перехода диска в ступицу допускаются имеющие плавный переход к остальной поверхности неровности и отпечатки, риски и углубления глубиной не более 1 мм, в зоне перехода диска в обод - не более 0,5 мм, на поверхностях катания и гребня - не более 0,3 мм.

5.2.2 На всей поверхности колес не допускаются следующие дефекты, выявленные при визуальном контроле: плены, складки, закаты, трещины, расслоения, раскатанные загрязнения, инородные включения.

5.2.3 На поверхностях колес, подвергаемых магнитному контролю (МК), не допускаются дефекты протяженностью более 2 мм для поверхностей, прошедших механическую обработку, и более 6 мм для поверхностей без механической обработки.

5.2.4 При ультразвуковом контроле внутренних дефектов колес не допускаются дефекты, амплитуда эхо-сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо-сигнала от эталонного плоскодонного отражателя, расположенного в том же месте относительно ультразвукового преобразователя, что и дефект, и имеющего диаметр:

- 2 мм - для ободьев колес;

- 3 мм - для дисков и ступиц колес при условии, что число дефектов, выявленных в диске, составляет 10 и более, а в ступице - 4 и более, а расстояние между любыми двумя дефектами не менее 50 мм;

- 5 мм - для дисков и ступиц колес при условии выявления единичных дефектов.

5.2.5 Для устранения недопустимых дефектов допускается обточка или абразивная обработка поверхностей колес, которую проводят как до, так и после термической обработки. После термической обработки колес на боковых поверхностях обода допускается абразивная обработка местных неровностей глубиной до 0,3 мм. Размеры колес после обточки или абразивной обработки не должны выходить за пределы, установленные в конструкторской документации.

Параметр шероховатости поверхностей, обработанных для устранения недопустимых дефектов, должен быть Rz <= 50 мкм (Ra <= 12,5 мкм) по ГОСТ 2789.

5.2.6 По требованию заказчика поверхности диска и зон его перехода в обод и ступицу с наружной и внутренней сторон подвергают упрочнению дробью в соответствии с требованиями приложения Б.

5.2.7 На каждом колесе на боковой поверхности обода с наружной стороны колеса должна находиться маркировка в соответствии с 5.1.19. По согласованию с заказчиком допускается наносить дополнительные знаки маркировки и контрольные клейма на колесо механическим способом в холодном состоянии.

5.2.8 По требованию заказчика для защиты от коррозии на поверхности колес наносят покрытие по документации предприятия-изготовителя. Требования к покрытию указываются в документации на поставку колес.

5.3 Усталостная выносливость и трещиностойкость колес

5.3.1 Предел выносливости колес с прошедшими окончательную механическую обработку дисками при усталостных испытаниях с радиальным циклическим нагружением с коэффициентом асимметрии 0,1 на базе пяти миллионов циклов должен составлять не менее 400 кН.

5.3.2 Трещиностойкость (вязкость разрушения) стали обода колеса на расстоянии 20 мм от поверхности катания должна составлять не менее 50 МПа·м1/2.