铁路机车、车辆车轴用钢
Axles steel for railway locomotive and wagons
1 范围
本标准规定了铁路机车、车辆车轴用钢的分类、代号、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书。
本标准适用于制造铁路机车、车辆车轴用优质碳素结构钢及合金结构钢方钢、圆钢(以下简称车轴钢坯)。
2 规范性引用文件
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GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差
GB/T 223.5 钢铁 酸溶硅和全硅含量的测定 还原型硅钼酸盐分光光度法
GB/T 223.9 钢铁及合金 铝含量的测定 铬天青S分光光度法
GB/T 223.11 钢铁及合金 铬含量的测定 可视滴定或电位滴定法
GB/T 223.12 钢铁及合金化学分析方法 碳酸钠分离-二苯碳酰二肼光度法测定铬量
GB/T 223.14 钢铁及合金化学分析方法 钽试剂萃取光度法测定钒含量
GB/T 223.18 钢铁及合金化学分析方法 硫代硫酸钠分离-碘量法测定铜量
GB/T 223.19 钢铁及合金化学分析方法 新亚铜灵-三氯甲烷萃取光度法测定铜量
GB/T 223.23 钢铁及合金 镍含量的测定 丁二酮肟分光光度法
GB/T 223.53 钢铁及合金化学分析方法 火焰原子吸收分光光度法测定铜量
GB/T 223.54 钢铁及合金化学分析方法 火焰原子吸收分光光度法测定镍量
GB/T 223.58 钢铁及合金化学分析方法 亚砷酸钠-亚硝酸钠滴定法测定锰量
GB/T 223.59 钢铁及合金 磷含量的测定 铋磷钼蓝分光光度法和锑磷钼蓝分光光度法
GB/T 223.60 钢铁及合金化学分析方法 高氯酸脱水重量法测定硅含量
GB/T 223.62 钢铁及合金化学分析方法 乙酸丁酯萃取光度法测定磷量
GB/T 223.63 钢铁及合金化学分析方法 高碘酸钠(钾)光度法测定锰量
GB/T 223.67 钢铁及合金 硫含量的测定 次甲基蓝分光光度法
GB/T 223.68 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量
GB/T 223.69 钢铁及合金 碳含量的测定 管式炉内燃烧后气体容量法
GB/T 223.71 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后重量法测定碳含量
GB/T 223.72 钢铁及合金 硫含量的测定 重量法
GB/T 223.74 钢铁及合金化学分析方法 非化合碳含量的测定
GB/T 223.76 钢铁及合金化学分析方法 火焰原子吸收光谱法测定钒量
GB/T 226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 1979 结构钢低倍组织缺陷评级图
GB/T 2101 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定
GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法)
GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法
GB/T 7736 钢的低倍缺陷超声波检验法
GB/T 10561-2005 钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法
GB/T 11261 钢铁 氧含量的测定 脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法
GB/T 17505 钢及钢产品 交货一般技术要求
GB/T 20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法
GB/T 20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法)
GB/T 20125 低合金钢 多元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法
3 分类、代号
3.1 分类
车轴钢坯按用途分为铁路机车用车轴钢坯和车辆用车轴钢坯两类。
3.2 代号
机车用车轴钢坯代号:JZ(JZ为机车车轴的汉语拼音字头);
车辆用车轴钢坯代号:LZ(LZ为车辆车轴的汉语拼音字头)。
4 尺寸、外形、重量及允许偏差
4.1 尺寸及允许偏差
4.1.1 方钢的截面尺寸及允许偏差应符合表1的规定。
4.1.2 圆钢的截面尺寸及允许偏差应符合表2的规定。
4.1.3 车轴钢坯的定尺或倍尺长度由供需双方协议确定,并在合同中注明。定尺长度和倍尺长度的允许偏差为0mm~80mm。
4.1.4 边长不小于320mm的方钢采用锻材,边长320mm以下的方钢采用轧材或锻材。
4.1.5 经供需双方协议,并在合同中注明,可供应其他规格与偏差的车轴钢坯。
4.2 外形
4.2.1 方钢截面的棱角应为圆弧形,其圆角半径r应为截面边长的0.1倍~0.2倍。经供需双方协议,
并在合同中注明,可供应其他圆角半径的车轴钢坯。
4.2.2 方钢表面的凸凹度,截面尺寸不大于230mm×230mm 的车轴钢坯,每面凸凹度应不大于
4.0mm;截面尺寸大于230mm×230mm的车轴钢坯,每面凸凹度应不大于4.5mm。方钢的对角线
差见表1。
4.2.3 圆钢的不圆度,直径小于270mm的圆钢,不圆度应不大于5.0mm;直径不小于270mm的圆
钢,不圆度应不大于4.5mm。
4.2.4 方钢两端切斜度应不大于截面边长的1/5,圆钢两端的切斜度不应大于圆钢公称直径的30%。
4.2.5 用剪切机剪切的圆钢或方钢,端部的压扁值应不大于圆钢直径或方钢截面边长的15%。
4.2.6 方钢不应有显著扭转。
4.3 重量
4.3.1 经供需双方协商,并在合同中注明,车轴钢坯可按实际重量或理论重量交货。
4.3.2 按理论重量交货时,方钢理论重量按式(1)计算或参照表3,圆钢理论重量按式(2)计算或参照
表3。
5 技术要求
5.1 牌号和化学成分
5.1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表4的规定。
a 钢中氢含量应不大于2.0×10-4%,氢含量为真空处理后在线测定结果。
b 优质碳素结构钢氧含量应不大于20×10-4%,优质合金结构钢氧含量应不大于15×10-4%,氧含量在车轴钢坯上取样分析,取样位置见附录A中图A.4。
注:国内外牌号对照参见附录B。
5.1.2 车轴钢坯的成品化学成分允许偏差应符合GB/T 222的规定。
5.1.3 经供需双方协议,并在合同中注明,可供应其他牌号和化学成分的车轴钢坯。
5.2 冶炼及轧制、锻造
5.2.1 制造车轴的钢坯应采用电弧炉或转炉冶炼,并经炉外精炼和真空脱气处理。
5.2.2 热轧或锻造后的钢坯应堆垛冷却或入坑缓冷、退火。
5.2.3 从钢锭到车轴钢坯的轧制比应不小于6∶1,锻造比应不小于3∶1;连铸钢坯到车轴钢坯的轧制
比或锻造比应不小于3∶1。对于LZ50,允许连铸钢坯到车轴的轧制比或锻造比不小于3∶1。
5.3 交货状态
车轴钢坯以热轧或锻造状态交货。需方有特殊需求时应在合同中注明。
5.4 低倍组织
车轴钢坯的横向酸浸低倍试片上不应有目视可见的白点、裂纹、残余缩孔、分层、皮下气泡、内部气泡、夹杂(非金属和异金属)、翻皮、晶间裂纹、白亮带等。酸浸低倍组织级别应符合表5的规定。
5.5 非金属夹杂物
车轴钢坯中非金属夹杂物检验按GB/T 10561-2005中 A法进行评定,检验结果应符合表6的
规定。
5.6 力学性能
5.6.1 优质碳素结构钢车轴钢坯力学性能
对于模铸车轴钢坯,应在A节车轴钢坯相当于钢锭头部的标记端锯切样坯;对于连铸车轴钢坯,应
在任一流次车轴钢坯相当于头部的标记端锯切样坯,样坯长度不小于200mm。
用经一次正火热处理的样坯制成的试样(见图A.1),测出钢的力学性能应符合表7的规定。
5.6.2 合金结构钢车轴钢坯力学性能
对于模铸车轴钢坯,应在A节车轴钢坯相当于钢锭头部的标记端锯切样坯;对于连铸车轴钢坯,应
在任一流次车轴钢坯相当于头部的标记端锯切样坯,样坯长度不小于200mm。对于截面尺寸大于
230mm×230mm的方钢,应按图A.2所示锯切截面尺寸200mm×200mm的样坯;对于截面尺寸小
于或等于230mm×230mm的方钢,样坯截面尺寸应与原钢坯截面尺寸相同;对于圆钢,应按图A.2所
示锯切200mm长圆面尺寸的样坯。具体取样位置见图A.2。
样坯通常应经过“正火+淬火+回火”热处理后,进行力学性能检验;具体热处理工艺由供需双方协
商确定,并在合同中注明。样坯的力学性能应符合表9的规定。
5.7 晶粒度
5.7.1 取样位置
晶粒度试样应取自拉伸试样未变形的大端或在热处理后的样坯上按图A.1、图A.2所示拉伸试样
的位置取样。
5.7.2 优质碳素结构钢晶粒度
用经一次正火热处理的拉伸试样未变形的大端或样坯制成的试样,其晶粒度级应为5级或更细。
5.7.3 合金结构钢晶粒度
按GB/T 6394要求对车轴钢坯进行奥氏体晶粒度检验,晶粒级别应为6级或更细,且最高与最低
级别差不超过3级。
5.8 超声波探伤
车辆用车轴钢坯根据需方要求,经供需双方协商并在合同中注明,车轴钢坯可进行超声探伤。机车
用车轴钢坯出厂应逐支进行超声波探伤检查,按GB/T 7736进行超声波检测并评定。对于机车用车轴钢坯缺陷当量值≤ϕ3.2mm,对于车辆用车轴钢坯缺陷当量值应根据需方要求。质量证明书注明探伤合格。
5.9 表面质量
5.9.1 车轴钢坯端面不应有目视可见的缩孔、夹杂和分层。
5.9.2 车轴钢坯表面不应有裂纹、结疤、折叠、气泡和夹杂等缺陷,如有上述缺陷应采用机械方法清除。
允许有深度不超过2mm压痕、氧化皮脱落造成的麻点。清理的深度从车轴钢坯实际尺寸算起应符合表10的规定。清理时要沿车轴钢坯的长度方向进行,其边缘应平滑过渡,清理宽度与深度比应不小于6∶1,同一截面达到最大清除深度应不多于1处。
6 试验方法
每批车轴钢坯的检验项目、取样数量、取样部位及试验方法应符合表11的规定。
7 检验规则
7.1 检查与验收
车轴钢坯的检查与验收由供方质量监督部门进行。需方有权按本标准及合同规定进行验收。
7.2 组批规则
车轴钢坯应成批验收。每批由同一牌号、同一炉(罐)号、同一规格、同一交货状态的车轴钢坯组成。
7.3 复验与判定规则
对模铸车轴钢坯,如果初次试验结果有一项不符合本标准技术条件要求时,则将该支车轴钢坯挑出
报废(如果热处理性能不合,允许重新调整热处理一次检验力学性能,检验合格后该支钢坯判定合格)。
另从该批剩余车轴钢坯中任选两支A节车轴钢坯进行该不合格项目的复验(白点不准许复验)。复验结果合格则该批剩余车轴钢坯合格,当复验结果(包括该项目试验所要求的任一指标)中有一项指标不合格,则该批所有A节车轴钢坯判为不合格。在这种情况下,可以在任意两支A节车轴钢坯的非标记端或B节坯标记端取样进行全项目试验,当有一个试样不合格时,该批车轴钢坯判为不合格;当试验结果全部合格时,则除A节车轴钢坯外的车轴钢坯全部合格。
对连铸车轴钢坯,试验结果如有一项不符合本标准技术条件要求时,则该支车轴钢坯判废(如果热
处理性能不合,允许重新调整热处理一次检验力学性能,检验合格后该支钢坯判定合格)。再从同批另两支车轴钢坯上取样坯进行不合格项目的复验(白点不准许复验)。其中一块复验样坯应在同一铸流次铸坯所轧制的车轴钢坯上取样,另一块复验样坯应在其他铸流次铸坯所轧制的车轴钢坯上取样。两块复验样的复验结果都符合规定时,该批车轴钢坯应判合格。否则,该批车轴钢坯应予判废。
如果冲击试验结果不符合规定时,应从同一取样产品上再取3个试样进行试验,先后6个试样的平
均值不小于表5的规定值,允许其中有2个试样低于规定值,但低于规定值70%的试样只允许有一个。
车轴钢坯复验与判定的其他规定按GB/T 17505执行。
8 标志、质量证明书和包装
8.1 标志
8.1.1 连铸车轴钢的端面应标记流号(如:1、2、)、支号(从首支钢坯开始依次用01、02、表示),
允许将流号、支号连续编写(如:101、102、)。模铸车轴钢所有相当于钢锭头部的车轴钢靠近帽口的端面应标记“A”。一个钢锭轧(锻)两支以上车轴钢时,从第二支车轴钢起,在靠近钢锭帽口的端面上依次标记“B”“C”等,最后一支(相当于钢锭尾部)标记为“Z”,具体标记图示见图1。
8.1.2 车轴钢坯端面应清晰标记以下内容:
a) 炉(罐)号;
b) 牌号和(或)代号;
c) 模铸车轴钢坯应标记A、B、C、D等节号,连铸车轴钢坯应标记流号、支号。
8.2 质量证明书
车轴钢坯的质量证明书应符合GB/T 2101的有关规定。
8.3 包装及标志的其他要求
车轴钢坯的包装、标志的其他要求应符合GB/T 2101的有关规定。
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