《铁路用辗钢整体车轮径向全截面低倍组织缺陷的评定》
标准简介

朱　梅

(铁道部标准计量研究所)

　 “铁路用辗钢整体车轮径向全截面低倍组织缺陷的评定”制定工作得到了铁道部科教司、运输司、物资总公司、标准计量研究所等部门的支持,由铁道科学院金属及化学研究所(简称铁科院金化所)具体组织,马鞍山钢铁股份有限公司(简称马钢公司)和太原重型机械(集团)股份有限公司(简称太重公司)、铁道部标准计量研究所承担。

1　问题的提出

《铁路用辗钢整体车轮》(GB8601-1988)颁布以前,车轮按铁道部、冶金部两部协议进行生产,低倍检验参照《结构钢低倍组织缺陷评级图》(GB1979-80)进行。当时低倍试样的取样部位为轮辋和轮毂,不要求评级,检验对象以白点、翻皮、残余缩孔、异型偏析、异金属夹杂物等不允许存在缺陷为主。

GB8601-1988标准中,对一般疏松、中心疏松、偏析、非金属夹杂物作出了评级要求,但低倍试样的取样方法没有明确规定,生产检验仍采用轮辋、轮毂试样。马钢公司作为当时国内唯一的车轮生产厂,在20余年的典型低倍缺陷积累过程中,在一般疏松、中心疏松、偏析三种组织缺陷上,未收集到足够的内型图片,因此,尽管GB8601-1988标准对车轮的一般疏松、中心疏松、偏析有评级要求,但该标准的附录B“车轮钢低倍组织缺陷评级图谱”中没有这三类组织缺陷的评级图。在附录B中,已有非金属夹杂物的评级图,分5类,但在实际操作中不易

把握,问题主要为:级别设定没有进行基本的量化;生产中常出现的夹杂物分布状态在评级图上不易对比,因此,不同检验者的评级结果容易存在差异。

《铁路快速客车辗钢整体车轮技术条件》(TB/T2708-1996)、《铁道车辆用辗钢整体车轮技术条件》(TB/T2817-1997)之4.4有关低倍组织规定:车轮低倍试片上不得有白点、残余缩孔、分层、裂纹、翻皮、异型偏析和金属异物,允许有不大于2级的一般疏松、中心疏松、偏析和非金属夹杂物;此外,在5.3条款中有关低倍检验方法还规定:车轮低倍试样为车轮半径方向整个横截面,按GB226-1991标准进行热酸浸试验。轮辋和轮毂评级按GB8601-1988中附录B“车轮钢低倍组织缺陷评级图谱”评定,辐板评级比照轮辋和轮毂。与GB8601-1988标准相比较,共同点在于需要评级的缺陷是相同的,但在试验方法上有很大区别,一是试样形式不同,采用了径向截面,而非过去的部分截面,增强了车轮低倍检验的合理性;二是要对车轮的各部位分别进行评定,不仅使检验过程烦琐,更主要的是违背了组织缺陷在车轮上的分布规律。另外,尽管GB8601-1988标准附录B中有非金属夹杂物评级图,但辐板部位空缺,在进行径向全截面试样评级时,对比性不够,而且,执行GB8601-1988标准时存在的问题仍然存在。还有,一般疏松、中心疏松、偏析的评级仍无评级图。

车轮生产厂在执行TB/T2817-1997、TB/T2807-1996之5.3低倍试验方法时遇到的问题得到了铁道部主管部门和技术部门的高度重视,并委托铁科院金化所,组织马钢公司、太重公司进行了《铁路用辗钢整体车轮径向全截面低倍组织缺陷评定标准》的制定工作。

2　国内外相关情况

从国外情况看,AAR、JRS标准不要求车轮进行酸蚀低倍试验;UIC标准要求对车轮的径向全截面试样抛光后作宏观检查,不做酸蚀低倍试验,做鲍曼硫印试验;ГОСТ标准要求做酸蚀低倍试验,但无评级要求,主要检验残余缩孔、白点、分层、翻皮这些严重的缺陷。因此,国外还没有铁路辗钢整体车轮的酸蚀低倍组织缺陷评定标准。

在国内,除GB8601-88标准附录B外,没有其它车轮酸蚀低倍试验方法标准。十几年来的实践证明,GB8601-88标准附录B不适用于车轮径向全截面低倍检验,而且其本身也具有明显的不足,因此,要适应径向全截面检验这一合理的车轮酸蚀低倍检验,有必要制定独立的“铁路用辗钢整体车轮径向全截面低倍组织缺陷评定标准”。

3　本标准的制定原则

本标准中的低倍组织缺陷类型主要按GB/T2817-1997、TB/T2708-1996的要求及整体辗钢车轮生产、使用实际而设定,低倍组织缺陷名称与《结构钢低倍组织缺陷评级图》(GB1979-80)一致。

本标准根据低倍组织缺陷的形成原因及在车轮上的分布规律,给合目前车轮的生产工艺水平,本着既利于反映车轮质量状态,又便于生产检验、验收和仲裁执行的原则,对低倍检验的组织缺陷评定进行了规定。

4　图片制作

本标准中图片均选自实物,所选用图片的时间跨度超过三十年。标准图片在实物图片的基础上经过计算处理,通过计算机打印制成。

5　需要说明的问题

5.1　试样

径向全截面低倍试样是指车轮半径方向的包括轮辋、辐板、轮毂的整体试样,试验中作为一个试样进行低倍组织缺陷的评定,不再按照TB/T2817-1997、TB/T2708-1996进行轮辋、轮毂和辐板的分别评定。

5.2　缺陷名称

TB/T2817-1997、TB/T2708-1996标准中的“金属异物”缺陷改称“异金属夹杂”,与GB1979-2000标准一致。

5.3　评定部位

根据缺陷的产生原因、分布特点和使用要求,本标准明确了各种组织缺陷的评定部位。

5.4　一般疏松、中心疏松、偏析

从国内外辗钢整体车轮的使用情况看,对一般疏松、中心疏松、偏析这三种组织缺陷进行级别划分是没有实际意义的,而且,其程度无法量化,因此,本标准对这三种组织缺陷只列界限图片,以利评定,所列图片均为从大量生产检验中筛选的程度中等、特征典型的缺陷。

5.5　非金属夹杂物

根据长期以来车轮低倍检验的经验,非金属夹杂物在车轮中有三种基本存在形式:单颗粒型;多颗粒分散分布型;多颗粒集中分而型。单颗粒型易于界定。

多颗粒分散分布型和多颗粒集中分布型的界定根据以下特征:颗粒的分布呈随机性、且相互之间无关联,颗粒个体为点状的为分散分布型;密集分布在一集中区域,区域内细小颗粒紧邻成簇的为集中分布型。

本标准按这三种类型对非金属夹杂物的级别进行划分,单颗粒型按尺寸进行划分,多颗粒分散分布型按夹杂物颗粒的数量进行划分,多颗粒集中分布型按夹杂物颗粒的分布范围进行划分,使非金属夹杂物的级别得到量化,便于检验人员掌握,利于评定结果的一致性。

单颗粒型(I型)夹杂物的级别按夹杂物的尺寸进行划分。

多颗粒集中分布型(Ⅱ型)夹杂物的级别按颗粒数量进行划分:

多颗粒分散分布型(Ⅲ型)夹杂物的级别按分布范围进行划分。

6　低倍试验结果

对于不允计存在缺陷,试验结果有“有”或“无”表示;

对于一般疏松、中心疏松、偏析,试验结果用“超出界限”或“不超出界限”表示;

对于非金属夹杂物,级别评定结果取整数,并在级别后标以“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”,以表示夹杂物的存在形式,不作半级评定。若无非金属夹杂物,则用“无”表示。