UIC8123车轮供货技术条件.docx

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UIC8123车轮供货技术条件

国际铁路联盟

UIC规程

812－3

O

1984年1月1日第5版

本规程列入：

Ⅴ车辆

Ⅷ技术条件

机车车辆非合金钢整体辗钢车轮供货技术条件

————————————————

修订表

规程812－3，1984年1月1日第5版

修改

修改

序号

日期

序号

日期

1目的和范围

2参考文献

3买方应提供的资料

4分类

4.1钢的级别

4.2交付时热处理条件

4.3机加工

5特性

5.1化学成分

5.2物理和机械性能

5.2.1外表

5.2.2结构

5.2.3坚固性

5.2.3.1低倍组织检验

5.2.3.2宏观检验（包曼法）

5.2.3.3超声波检验

5.2.4批量轮辋硬度的均匀性

5.2.5加工车轮（T和E型车轮）的轮辋断面硬度

5.2.6残余应力（T型车轮）

5.2.7残余不平衡

5.2.8机械性能

5.3尺寸要求和表面条件

5.4制造厂商标

6制造

6.1炼钢

6.2车轮的制造

6.2.1粗加工—辗压

6.2.2缺陷材料的清除

6.2.3制造时车轮的标识

6.2.4热处理

6.2.5机加工和不平衡的消除

6.2.6相关作用

6.2.6.1允许的相关作用

6.2.6.2禁止的相关作用

7检验

7.1检验型式

7.2制造的检验

7.3车轮特性的检验

7.3.1试验型式

7.3.2测试单位及批量细分

7.3.3提交时车轮的状态

7.4买方提出的检验

7.5证书

7.6受检车轮的数量及试验

7.7试样和试件的选择与准备

7.7.1选择

7.7.2试样和试件的准备

7.7.3试件的数量与位置

7.7.3.1化学分析

7.7.3.2拉力试验

7.7.3.3冲击试验

7.7.3.4结构审查

7.7.3.5低倍和宏观检验（包曼法）

7.7.3.6对比

7.7.3.7硬度

7.7.3.7.1批量轮辋硬度测量的均匀性

7.7.3.7.2轮辋冷淬断面的硬度（T和E型车轮）

7.7.3.8压缩残余应力的验证

7.7.3.9超声波检验

7.8试验方法

7.8.1化学分析

7.8.2拉力试验

7.8.3冲击试验

7.8.4结构审查

7.8.5低倍组织检验

7.8.6宏观检验（包曼法）

7.8.7对比

7.8.8布氏硬度

7.8.9残余应力检验

7.8.10超声波试验

7.8.10.1一般说明

7.8.10.2轮辋校准方法

7.8.10.3DGS（AVG）试验方法

7.8.11外表检验

7.8.12尺寸检查和表面条件

7.9试验结果

7.10重复试验

8交付

8.1防腐蚀

8.2防机械损坏

9保证

表1：

钢的级别—化学成分、交付时的热处理及机械性能。

表2：

试验的型式和数量。

表3：

表1对产品分析规定极限的铸钢分析许用变量（减少）

附录1：

对整体车轮使用材料的建议。

1目的和范围

本技术条件适用于机车车辆非合金钢整体辗钢车轮的供货。

本条件符合ISO/DIS/1005/Ⅵ的同类技术条款。

附录1建议选择和使用本技术条件规定的钢的级别。

2参考文献

本技术条件参考了下列文件：

ISO/R79钢的布氏硬度试验

ISO/82钢：

拉力试验

ISO/83钢：

摆锤式冲击试验

ISO/R377锻钢的试样和试件的选择与准备

3买方提供的资料

买方应在招标和订单中提供下列资料：

1）本技术条件的编号；

2）钢的级别（参见4.1条和表1）；

3）交付时的热处理状态（参见4.2条）；

4）若需要铸件桶中样品检查分析（参见4.2条）；

5）机加工精度和加工部件的表面光洁度（参见4.3条和5.3条）；

6）若需要结构检验和应用标准（参见5.2.2款）；

7）若需要低倍和宏观检验（参见5.2.3.1项、5.2.3.2项及表2）；

8）若需要超声波试验，应使用的方法和要使用的消除缺陷的标准（参见5.2.3.3项和表2）；

9）若需要，通过测量车轮轮辋的硬度检查批量的均匀性（参见5.2.4款及表2）；

10）残余不平衡的极限值（参见5.2.7款）

11）车轮的尺寸（参见5.3条）；

12）若需要任何特殊标记（参见5.4条）；

13）若需要钢的真空除气（参见6.1条）；

14）机加工和平衡条件（参见6.2.5款）；

15）需要检验的型号（参见7.1条）；

16）与7.7.2和7.7.3款项不同的试样和试件的型号与准备；

17）如果表面是抗腐蚀的（参见8.1条）。

4分类

整体车轮应标明所使用的钢级以及交付时的热处理状态。

4.1钢的级别

本技术条件包括符合表1规定要求的下述钢的级别：

R1、R2、R3、R6、R7、R8和R9

（1）。

4.2交付时的热处理状态

车轮应按下列条件之一交付：

————————————————————————————————————————

（1）有关使用各种钢的级别的建议在UIC技术条件的附录1以及UIC规程510－2中。

a）R1、R2、R3型钢未经处理（这种状态的型号无符号标明）；

b）R1、R2、R3型钢已标准化（用符号N标明）；

c）用R6、R7、R8、R9型钢（用符号T标明）冷铸的轮辋（表面已处理）；

d）R6、R7、R8、R9型钢（用符号E标明）浸入淬火和回火。

“标准化”（N）意味着：

将车轮由原始温度加热到等于或低于540°C，直到超过钢级的变换温度约25°C的温度，以便有足够的时间使其与温度均匀一致，然后使车轮在空气中冷却。

“冷铸轮辋”（T）意味着：

将车轮加热足够的时间，使其与超过钢级的变换温度约25°C的温度均匀一致，然后用一股压力水对轮辋淬火，随后在最低温度为500°C下回火。

然后车轮在空气中冷却。

“浸入淬火和回火”（E）意味着：

将车轮加热足够的时间，使其与超过钢级的变换温度约25°C的温度均匀一致，浸入含有适当液体的池中淬火冷却，随后在最低温度为500°C下回火。

然后车轮在空气中冷却。

淬火操作（车轮T和E型）应以防止可能出现裂纹的方式进行。

4.3机加工

机加工完毕交付应符合下列条件：

a）粗加工，车轮未进行精加工，但已全部粗加工或仅仅是订单中规定的某些部件；

b）半加工，车轮已进行被视为已完工的某些部件的精加工，而其他部件规定为粗加工，不进行精加工；

c）完工，需要加工的车轮的全部零部件均已进行精加工。

孔径除外，通常是由制造厂负责将车轮装到车轴上的最后组装时进行精加工。

5特性

5.1化学成分

各种元素的最大值应符合表1中规定的要求，这些值应进行产品分析。

买方在订单中可同意使用铸造分析来确认其成分。

如果需要铸件检查分析，产品分析的铸造分析的许用偏差应符合表3规定的要求。

5.2物理和机械性能

5.2.1外表

车轮的零部件应保持黑色，即不进行任何加工，应非常整洁。

车轮除在订单或其附件中规定的部位外不得留有任何其他标记。

但是，允许在轮辋表面留有布氏硬度印记。

5.2.2结构

通过微观检查审查结构时，该结构应符合订单或其附件所规定的要求。

5.2.3坚固性

车轮应坚固，不存在有损于其使用的缺陷。

5.2.3.1低倍组织检验

抛光后，检验表面应无不均匀度。

5.2.3.2宏观检验（包曼法）

腐蚀后，其痕迹不得出现超出本技术条件附加小册子中的硫痕样本那样的缺陷。

5.2.3.3超声波检验

如果在订单或其附件中规定进行超声波检验，则应满足其要求。

若无明确规定，则应用7.8.10项中规定的检测方法，且应实施下列拒收标准：

内部缺陷产生的回波（信号）等于或超出相应值：

轮辋校正方法：

位于同样距离的比较反射镜；

DGS（AVG）法：

比较反射镜。

与所用方法无关，比较反射镜应为：

A类缺陷为2mm；

B类缺陷为3mm。

反射波的衰减等于或大于15dB/m。

5.2.4批量轮辋硬度的均匀性

处理车轮（T和E型）时，除非订单或其附件另有规定，同一标称尺寸的标准车轮（N）和钢的级别在同一批量中的最大硬度值之差不得超过30HB。

5.2.5加工车轮（T和E型车轮）的轮辋断面硬度

位置B（参见图7）的硬度应等于或大于订单或其附件所述数值。

T型车轮的热处理不应影响位置A（参见图7）测得的硬度值。

5.2.6残余应力（T型车轮）

车轮处理部分产生的残余应力应是压缩应力。

此压缩应力的存在应使大于或等于1mm的测量仪器刻度线（参见7.8.9款）间的距离缩减。

5.2.7残余不平衡

除非订单或其附件中另有规定，否则完工车轮（参见4.3c条）的不平衡力矩应不超过下表所示的限度：

应用

最大残余不平衡g.m.

速度≥200km/h的车辆的车轮

速度≥120和＜200km/h的车辆的车轮

速度＞80和＜120km/h的车辆的车轮

50

75

125

5.2.8机械性能

车轮的机械性能应符合表1相应钢的级别的规定值。

5.3尺寸要求和表面条件

车轮尺寸和表面条件应在订单或其附件中规定。

表面精加工应满足订单或其附件或按批准试样的要求。

如果订单或其附件已有规定，车轮可对包括车轮辐板的所有表面进行机加工。

形状和尺寸的公差、允许的机加工余量及表面粗糙度值均应符合UIC规程×××（草拟中）的要求。

5.4制造厂商标

每个车轮都应按订单或其附件所规定的要求用打印的标记识别。

除非另有规定，否则打印标记应包括：

a）制造厂标记；

b）铸造编号；

c）钢的级别和热处理状态（参见4.1和4.2）；

d）制造日期（月份及制造年份的最后两位数字）；

e）验收员标记；

f）残余不平衡的部位及其值的表示。

除非另有规定，否则标记a）至d）均应打印在轮毂外表面。

不得使用有锐边的印记。

除非另有规定，否则残余不平衡部位应用放射状条纹（约15mm宽）组成的着色标记识别。

不平衡值应根据下列标准标记在条纹末端的下部：

E1残余不平衡≤50g.m

E2残余不平衡≤75g.m

E3残余不平衡≤125g.m

6制造

车轮的制造只应委托给买方认可的供应商。

6.1炼钢

车轮应用电炉、平炉、顶部吹氧炉或买方认可等效的其他方式生产的钢制造。

钢应在炉内或铁水包中脱氧，若订单或其附件中另有规定，则应真空除气。

铸锭应为底铸。

买方同意后，可使用连续铸造法。

6.2车轮的制造

6.2.1粗加工—辗压

车轮应用下列原料制造：

除去废料后可生产两个或两个以上车轮的铸锭；

切头的钢坯。

可生产不多于一个车轮的非切头铸锭只可用于买方同意的项目。

切头应充分地消除铸锭有缺陷的部分。

任何表面缺陷在加工前或加工时均应彻底清除。

若不可能，则有缺陷轧材应报废。

铸锭或钢坯的断面可用锤或压力机进行锻压、冲孔及使其成型。

应通过辗压或落锤锻压完成成型，必要时通过校正操作进行弥补。

所有的车轮都应符合5.3节的要求。

热加工时，应相当谨慎，以保证材料不致被过高的温度（过热）或由于长时间在高温下受热而出现的晶粒长大受到损坏。

产品的温度不得超过1260°C，加工过程应在850°C和1000°C间终止。

如果钢未真空除气，应相当谨慎，以防形成氢裂化（碎片），因而应慢慢冷却至环境温度，随后进行锻造、辗压、校准和冲压。

6.2.2缺陷材料的清除

不符合5.2.1和5.2.3规定要求的有缺陷材料应在车轮制造前或制造时清除。

6.2.3制造时车轮的标识

所有的铸锭、钢坯、轧材和车轮应进行适当标识，以便交付每个车轮前可按5.4规定的要求标识。

此处的标识符号不同于5.4规定的最终标识符号，而应足够浅，从而不在完工的车轮上留下明显痕迹。

6.2.4热处理

车轮应按订单或其附件（参见4.2条）的规定进行热处理。

6.2.5机加工和不平衡的消除

应选择使车轮符合订单或其附件规定的表面光洁度和公差要求的机加工操作。

除非买方另有规定，否则应通过轮缘面（参见图5）上辐板与轮辋间的镶块偏心加工消除不平衡。

去掉金属的厚度不得超过4mm，且生成面应与邻近材料小心地衔接。

在任何情况下都不允许增添附加重量。

对牵引车辆车轮禁止用钻孔修正不平衡；而对非牵引车辆车轮也禁止使用，除非事先与买方达成协议。

6.2.6相关作用

6.2.6.1允许的相关作用

同买方达成协议，表面缺陷可通过机加工或仔细研磨提供无热裂纹生产并保证尺寸公差。

6.2.6.2禁止的相关作用

禁止用焊接或用其他手段（使用焊灯、加热、射弧点及用金属喷涂、电解或化学沉淀填充）进行熔敷金属或用掩盖缺陷进行的修饰，否则对整批产品拒收。

7检验

7.1检验型式

检验包括对制造过程和车轮特性检查的监督。

买方应在订单或其附件中规定是否需要进行检验。

由代表团证明制造厂产品合格；

或

有买方代表在场。

除非订单或其附件中另有规定，否则表2第5栏中的要求应满足。

检验权利授予制造厂时，不应妨害买方在制造厂确立检验和试验方法效用的权利。

为此，买方代表应有证明所进行的任何试验和检查其结果的权利。

7.2制造的检验

制造厂应向买方通报在执行订单时所进行的制造过程，得到在已同意的制造过程中随后所作的任何改变的批准。

买方代表应有机会检查各种制造操作是否符合本规范及其附件的要求。

为此，其应正确地校准光测高温计，并记录处理时的高温计图表。

7.3车轮特性的检验

7.3.1试验型式

提交验收时，每批车轮都应进行强制性的或表2规定的任选试验。

7.3.2测试单位及批量细分

表2第7栏对各种试验要求提供了适当的测试单位。

为便于质量检查，车轮应批量分类。

每一批量应包括由同样铸钢铸造的车轮，并已进行同样的热处理，允许包含不同形状的车轮，牵引车辆的车轮除外，批量中的所有车轮都应是同样的标称直径和轮辋断面。

7.3.3提交时车轮的状态

提交检验时车轮的状态应如表2第6栏所规定的。

7.4买方提出的检验

买方决定的提交检验日期应以书面形式通知制造厂（参见7.5.2项）。

此文件应说明每一批量中每一型号提交受检车轮的数量，以及与订单有关的参考数量。

车轮可分两个阶段提交：

a）首先，在最终热处理后但在确定化学、机械和除外表和残余不平衡外的物理性能之前；

b）其次，准备交付的收尾状态。

7.5证书

7.5.1无论进行何种检验，均是制造厂有关部门或买方代表的职责，制造厂应提供证明符合本技术条件要求的证书。

试验证书应包括下述结果：

化学分析；

拉力试验；

冲击试验（弹性）；

处理车轮轮辋的硬度试验；

残余应力的方向；

外表与尺寸的确定。

此外，若有规定，应包括下述结果：

微观检查；

宏观检查；

平衡；

个体的硬度；

超声波检查。

7.5.2制造厂应提供下列时间内的有关证明：

a）提交时，若已将全部试验的职责委托给他人；

b）首次提交检验（参见7.4款）时，若已将试验阶段的职责委托他人。

7.6受检车轮的数量及试验

每一批量提交试验的车轮数量及每个车轮的试验次数应符合表2第8、9和10栏的要求。

7.7试样和试件的选择与准备

7.7.1选择

批量鉴定后，负责检查的人员应任意选择一个（或多个）车轮进行检查，然后在上面打上永久性标记。

他应在这一批量的每个车轮上标明取作试件的分段（参见图6）。

7.7.2试样和试件的准备

车轮处于状态T时，试样应在核实压缩残余应力的试验进行之后采集。

除非工作文件中另有规定，否则样品和试样应按ISO/R377的说明书准备。

试样和试件应保留鉴定标记以及负责检查人员的印记（参见7.7.1项），只有其本人在场时方可更换标记。

7.7.3试件的数量与位置

试样应从事先已作标记的分段采集，且应打印有负责检查人员鉴定的标记。

7.7.3.1化学分析

除非另有规定，否则试样应从试验车轮中进行如下采集：

车轮径向断面的普通化学成分的至少50克切削样品的试样；或

在光谱试验分析时，取自图6位置1处的车轮拉力试件的试样。

7.7.3.2拉力试验

拉力试件应取自图6所示的位1处的试样车轮。

车轮表面处理时，随后的拉力试件应取自图6所示的位2处。

试件应按ISO/82规定的要求准备。

量规长度直径最小应为10mm，且量规长度应为直径的5倍。

对小直径车轮，不可能除去图6所示的标准试件，试件的位置应在订单或其附件中规定。

7.7.3.3冲击试验

3个试件（a、b和c）应取自图6所示部位的试样扇形区。

试件的标记应允许在平行于断面AA（参见图6）的纵向面标识。

试件应按ISO/83规定的要求准备。

切口底部的中心线应平行于半径AA（参见图6）。

对小直径车轮，不可能除去图6所示的标准试件，试件的位置应在订单或其附件中规定。

7.7.3.4结构审查

试件应按订单或其附件规定的要求采集。

7.7.3.5低倍和宏观检验（包曼法）

试件应取自车轮的径向切片；其中一面应磨削或抛光，以去掉机加工标记，允许保留清晰的宏观影象。

7.7.3.6对比

试件应包括完工的车轮（参见4.3c）。

7.7.3.7硬度

7.7.3.7.1批量轮辋硬度测量的均匀性

被试验的每个车轮（参见表2）应在轮缘反面的轮辋平面上进行布氏硬度试验。

印记应位于半径约小于滚动圆（参见图7）25mm的圆周上。

试验位置通过轻微地磨削去除脱碳层进行准备。

7.7.3.7.2轮辋冷淬断面的硬度（T和E型车轮）

试件应包括选自试样分段（参见图7）的轮辋和辐板的整个径向断面的切片。

一个面应按ISO/R79的要求准备。

硬度印记应位于图7所示的3条径向线上距踏面标称轮轨接触面5mm处及A点和B点。

B点应符合最后的重新靠模轮廓线。

7.7.3.8压缩残余应力的验证

试件应包括未进行机械试验的车轮。

7.7.3.9超声波检验

试件应包括轮辋和踏面侧面的完全热处理和精加工后的车轮。

7.8试验方法

7.8.1化学分析

化学分析应按相应的ISO标准规定的方法进行，有争议的情况除外，或通过买方认可的方法进行。

7.8.2拉力试验

拉力试验应按ISO/82的要求进行。

7.8.3冲击试验

冲击试验应按ISO/83的要求进行。

7.8.4结构审查

结构审查应按订单及其附件的要求进行。

7.8.5低倍组织检验

试件的抛光面应用小于或等于放大5倍的倍率检验。

7.8.6宏观检验（包曼法）

如果7.8.5项所规定的检验完好时，宏观影象应通过将一张事先浸泡在2%硫酸溶液中的摄像纸（溴化银相纸）应用于脱脂抛光面上至少3秒钟的试件获取。

7.8.7对比

每个车轮的残余不平衡应由买方认可的适当装置进行检查。

7.8.8布氏硬度

布氏硬度试验应按ISO/R79的要求进行。

经过处理的轮辋断面的硬度检测应用标称直径5mm的球进行。

7.8.9残余应力检验

相距100mm的两个基准点应标记在位于轮缘背面平面上的轮辋厚度的中心上。

从轮缘顶部至孔径的径向切割应位于两个基准点间的中央。

然后应测量出两个基准点间的距离。

7.8.10超声波试验

7.8.10.1一般说明

整体车轮的轮辋应进行超声波试验，以检测两面的缺陷。

首先，垂直于内侧面（轴向试验）；

其次，垂直于踏面（径向试验）。

超声波传感器应设计得可测试钢的最大容量，且钢表面（传感器的不工作区域）的阴影区轴向试验不得超过30mm，径向试验不得超过10mm（图1）。

标准试验频率应由买方规定在2MHz和4MHz

（1）之间。

图1

声学阻尼应使用由买方规定的2MHz至4MHz

（1）范围内的标称频率进行轴向试验确定。

超声波信号的设备和评定的校准，可使用轮辋校准法或DGS（AVG）法。

7.8.10.2轮辋校准方法

应使用浸泡技术自动检验进行缺陷检测。

应使用图2所示用于径向试验和图3所示用于轴向试验的轮辋试验断面

（2）的试验反射器进行校准。

试验反射器应为直径2mm（A类缺陷）和3mm（B类缺陷）的平地板孔。

图2

径向试验的超声波反射器

————————————————————————————————————————————————

（1）包括限定值。

（2）校准轮辋断面可用于一个或几个型号的车轮的钢级特性、热处理、基圆直径、轮辋宽度、轮辋剖面及表面状态的检验。

图3

轴向试验的超声波反射器

对背墙反射波高度的许用阻尼的校准，应使用图4所示的目标孔，该孔应不产生信号反射波，从而不会达到底平面。

图4

对背墙反射波阻尼估算（轴向试验）的校准参考

目标孔的形状与直径应按协定的最大声学阻尼规定的背墙反射波的阻尼法选择。

测试系统的调整及设备装置的监视应利用校准轮辋断面。

测试设备应适合不符合规定要求的标记整体车轮的自动系统。

7.8.10.3DGS（AVG）试验方法

检测缺陷通过人工测试进行。

应利用为评定而进行试验的车轮轮辋的背墙反射波的轴向试验进行校准，在DGS（AVG）图表上获取缺陷反射波信号，校准反射层允许有2mm直径（A类缺陷）和3mm直径（B类缺陷）。

DGS（AVG）图表应调整成应用的监视装置和适于试验的材料。

声学阻尼应通过轴向试验时的背墙反射波的检验和计算背墙反射波与中继反射波的高度进行监视。

7.8.11外表检验

外表应在交付前通过直观审查进行检验。

7.8.12尺寸检查和表面条件

应由制造厂认可并由买方批准的相应方法进行检查，尤其要使用正规的校准规。

7.9试验结果

在直观的外表、尺寸或平衡中出现的任何缺陷均会造成试验车轮被拒收。

同样适用于显出超过订单及其附件规定的可接受缺陷程度的缺陷的超声波试验。

超声波试验显出大量缺陷存在时，可要求进行附加试验来确认缺陷并非加氢裂化（剥离）。

附加试验确认缺陷为加氢裂化（剥离）时，所有相应铸造的车轮均应拒收。

任何不符合规定要求的其他结果均会导致相应批量产品的拒收。

发运前，所有接收的车轮均应由买方代表打上标记。

7.10重复试验

试验结果不符合规定要求时，买方可同意进行重复试验。

重复试验时要遵循的程序及任何其他附加试验均应由买方和制造厂双方同意。

8交付

8.1防腐蚀

检查后以及储存或发送前，所有被接收的车轮均应用买方同意的方法进行防腐处理。

外表的准备应符合UIC规程842－3规定的要求，所采用的防腐措施应符合UIC规程842－5附件2序号2－2的要求。

防护涂层应用于：

已全部加工车轮的所有部件；但是，对新的牵引车辆的车轮只有油或润滑脂的少量涂层，而踏面和轮缘除外。

其他车轮的中心，若订单及其附件有规定，包括粗加工或已加工的轮毂的零部件。

车轮轮辋表面无需应用防护层。

8.2防机械损坏

发送前应采取预防措施以确保有效地防止车轮已加工完毕的零部件在运输过程中受到冲击损坏。

9保证

保证的条款应在制造厂和买方之间的订单中达成协议。

如果订单中出现遗漏这些条款时，制造厂应保证车轮在5年内不出现因制造原因而产生的任何缺陷，并在制造厂车间检验时不得出现。

此期限应从车轮上打印记的该月月末起开始生效。

车轮用于新车辆时，车轮配置车辆的发送日期应视为保证期限开始计算的日期。

在保证期限内，凡是显示不适合运用或降低运用寿命的缺陷的车轮均将拒收。

在最终拒收前，如果后者提出要求，有缺陷的车轮可提交买方和制造厂检查。

如果检查证明这些缺陷明确