Вагонные оси из стали РВ2Ш: характеристики, термообработка и применение
Вагонные оси из стали РВ2Ш — цельнокованые или прокатанные осевые заготовки для колесных пар грузового и пассажирского подвижного состава, изготовляемые из легированной конструкционной стали марки РВ2Ш по ГОСТ 33200 и ГОСТ 31334. Марка РВ2Ш — специализированная осeвая сталь, выплавляемая в электропечах с последующей внепечной обработкой и вакуумированием; химический состав и механические свойства нормированы непосредственно под условия циклического нагружения оси колесной пары.
Химический состав и механические свойства
Сталь РВ2Ш относится к легированным среднеуглеродистым сталям, микролегированным для повышения сопротивления усталостному разрушению. Содержание углерода — 0,38–0,45 %, марганца — 0,55–0,85 %, кремния — 0,17–0,37 %, хрома — не более 0,30 %, никеля — не более 0,30 %, меди — не более 0,25 %, серы и фосфора — не более 0,020 % каждого. Термообработка — нормализация с последующим высоким отпуском либо улучшение, обеспечивающее однородную сорбитную структуру по всему сечению шейки и подступичной части.
| Параметр | Значение | Единица | Условие контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 610 | МПа | продольный образец | ГОСТ 31334 |
| Предел текучести т | 355 | МПа | продольный образец | ГОСТ 31334 |
| Относительное удлинение | 21 | % | расчетная длина 5d | ГОСТ 31334 |
| Ударная вязкость KCU | 49 | Дж/см | –60 C | ГОСТ 9454 |
| Твердость по Бринеллю | 187–229 | HB | шейка оси | ГОСТ 9012 |
Конструктивные зоны и типоразмеры
Ось из стали РВ2Ш имеет переменное сечение с зонами: подступичная часть под колесный центр, предподступичная часть, шейка под буксовый подшипник, галтели переходов и торец с осевым отверстием для крепления. Для грузовых вагонов применяют оси типа РУ1Ш и РВ2Ш с диаметром шейки 130 мм и 150 мм; для пассажирских — с диаметром под подшипники 130 мм. Шероховатость посадочных поверхностей — Ra 1,25 мкм, биение — не более 0,05 мм.
- Оси РУ1Ш — с торцевым отверстием под стопорную планку, шейка 130 мм.
- Оси РВ2Ш — с резьбовым отверстием под гайку М1104, шейка 130 мм.
- Оси для грузовых вагонов — шейка 150 мм, повышенная нагрузка на ось до 25 тс.
- Оси для пассажирских вагонов — шейка 130 мм, скорость до 160 км/ч.
- Оси для локомотивов — типоразмеры по ГОСТ 31334, шейка 160–200 мм.
Технология изготовления
Заготовку получают горячей объемной штамповкой или поперечно-винтовой прокаткой из непрерывнолитой заготовки. После формообразования выполняют нормализацию при 850–870 C, высокий отпуск при 600–650 C, правку и дробеструйный наклеп галтелей для создания сжимающих остаточных напряжений. Неразрушающий контроль включает ультразвуковую дефектоскопию по всему объему, магнитопорошковую дефектоскопию поверхностных слоев и измерение твердости в зонах перехода.
Условия эксплуатации и применение
Вагонные оси из стали РВ2Ш работают при циклическом изгибе с числом циклов до 10, контактных напряжениях в подступичной части до 200 МПа и температурах от –60 C до +50 C. Применяются в колесных парах грузовых вагонов, полувагонов, цистерн, платформ, пассажирских вагонов локомотивной тяги, а также в тележках модели 18-100 и 18-194. Ресурс оси до первого полного освидетельствования — не менее 3 лет или 300 тыс. км пробега.
Вопросы и ответы
Чем сталь РВ2Ш отличается от стали ОС?
Сталь РВ2Ш имеет микролегирование и нормированную ударную вязкость при –60 C, тогда как сталь ОС по ГОСТ 4728 не нормирует хладостойкость. Оси из РВ2Ш допускают повышенные осевые нагрузки до 25 тс.
Какая термообработка применяется для осей из стали РВ2Ш?
Нормализация при 850–870 C с последующим высоким отпуском при 600–650 C. Режим обеспечивает твердость 187–229 HB и структуру сорбита.
Какой контроль проходят вагонные оси из стали РВ2Ш?
Ультразвуковая дефектоскопия объема, магнитопорошковая дефектоскопия поверхности, измерение твердости и геометрических параметров, включая биение посадочных поверхностей.
При какой температуре эксплуатируются оси из стали РВ2Ш?
Диапазон рабочих температур — от –60 C до +50 C. Ударная вязкость KCU при –60 C составляет не менее 49 Дж/см.
