DE19837311C2 - Radreifen oder Vollräder für Radsätze von Schienenfahrzeugen - Google Patents
Radreifen oder Vollräder für Radsätze von SchienenfahrzeugenInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Radreifen oder Vollräder von Schienenfahrzeu
gen.
Im Hochgeschwindigkeitssystem Rad-Schiene haben schon seit vielen Jahren
Bemühungen bestanden, die Qualität der Radreifen oder Vollräder zu verbes
sern. Insbesondere die Ausgangsunrundheit der neuen Radreifen und Vollrä
der, ihr hoher ungleichmäßiger Verschleiß, der die Ausgangsunrundheit noch
vergrößert hat, sowie die nicht homogenen Gefügeeigenschaften des Stahls
waren Anlaß für viele Untersuchungen und Verbesserungsversuche. Verwiesen
wird dazu auf den Technischen Bericht TV 9410 A der Deutschen Bahn AG
vom Dezember 1997 mit den darin angegebenen Untersuchungsberichten älte
ren Datums.
Aus den Schriften DE 42 34 192 und aus EP 0717123 sind Lösungen zur Aus
wahl eines optimierten Radwerkstoffes im Rad-Schiene-System bekannt.
In der europäischen Norm Entwurf prEN 13262 (Juni 1998) Bahnanwendun
gen-Radsätze und Drehgestelle-Räder-Produktanforderung sind europaweit
die einzusetzenden Stähle für Radreifen und Vollräder festgelegt worden. Trotz
dieser Norm sind die eingangs genannten Probleme wie ungleichmäßiger Ver
schleiß, zu hoher Verschleiß, Rißneigung und Inhomogenitäten im Stahlgefüge
nicht gelöst worden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung die Verwendung eines Stahls für Radreifen
oder Vollräder von Schienenfahrzeugen aufzuzeigen, der hinsichtlich Ver
schleiß, Rißneigung, thermischer Belastbarkeit, homogenen Gefügeeigen
schaften, sowie Eignung für hohe dynamische Belastungen eine verbesserte
Lösung darstellt.
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den Merkmalen
des Anspruchs angegeben.
Die Erfindung liegt darin, daß überraschend festgestellt wurde, daß ein Wälzla
gerstahl (AISI S2), der bisher nur in einem Randgebiet der Wälzlagertechnik
eingesetzt wurde, und zwar der Wälzlagerung von Bohrköpfen für Tiefboh
rungen zur Gewinnung von Erdgas und Erdöl, deutlich bessere Materialeigen
schaften im Radreifen oder Vollrad aufweist als die dort verwendeten und ge
normten Stähle.
Dieser Stahl (AISI S2) wurde so modifiziert, dass bei dickwandigen Radreifen
oder Vollrädern die gleichen Materialeigenschaften vorliegen wie bei dünn
wandigen Wälzlagerringen.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Stahls ist im Anspruch angegeben.
Dieser Stahl besitzt einen hohen Verschleißwiderstand und eine hohe Warmfe
stigkeit. Diese Werte liegen deutlich über den Werten der bisher eingesetzten
Stähle. Einen wesentlichen Einfluß hierbei haben die Elemente Si und Mn.
Hierbei muß das Verhältnis von Si/Mn = 1,8 bis 2,2 betragen. Bei den Stählen
in den oben genannten Schriften und der Europanormung wird dieses Verhält
nis umgekehrt angegeben. Dadurch werden die oben genannten Vorteile nicht
erreicht.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Stahls gemäß Anspruch ist auch
durch hohe mechanische Belastbarkeit gekennzeichnet. Die einzelnen Kenn
größen erreichen hierbei folgende Werte:
Streckgrenzenverhältnis Rp0,2/Rm < 0,7,
Streckgrenze Rp0,2 = 750 . . 800 N/mm2,
Zugfestigkeit Rm = 900 . . 1050 N/mm2,
Dehnung (A5) < 15%,
Kerbschlagarbeit < 50 Joule (DVM-Probe).
Streckgrenzenverhältnis Rp0,2/Rm < 0,7,
Streckgrenze Rp0,2 = 750 . . 800 N/mm2,
Zugfestigkeit Rm = 900 . . 1050 N/mm2,
Dehnung (A5) < 15%,
Kerbschlagarbeit < 50 Joule (DVM-Probe).
Diese guten Werte werden durch die Elemente C, Si, Mn, Mo und V, die in dem
genau aufeinander abgestimmten Verhältnis liegen müssen und niedrige Mas
senbestandteile der Elemente P und S enthalten, erreicht.
Um einen gleichmäßigen Gefügezustand und gute und gleichmäßige Durch
härtbarkeit über den Umfang und Querschnitt zu erreichen, sollen die Elemente
V, Mo, Cr und Mn in den angegebenen engen Grenzen liegen. Das Verhältnis
dieser 4 Elemente beträgt:
V : Mo : Cr : Mn von 1 : 1,8 bis 2,4 : 3,2 bis 3,8 : 4,2 bis 4,8.
V : Mo : Cr : Mn von 1 : 1,8 bis 2,4 : 3,2 bis 3,8 : 4,2 bis 4,8.
Eine bevorzugte Kombination für die Verwendung des erfindungsgemäßen
Stahls ist:
Si/Mn = 2;
V : Mo : Cr : Mn = 1 : 2,4 : 3,4 : 4,5
Si/Mn = 2;
V : Mo : Cr : Mn = 1 : 2,4 : 3,4 : 4,5
Daraus resultiert eine bevorzugte chemische Zusammensetzung von:
C = 0,5%; Si = 1,3%; Mn = 0,7%; P < 0,01%; S < 0,01%; Cr = 0,5%; Cu = 0,15%; Mo = 0,4%; Ni = 0,2%; V = 0,15%
C = 0,5%; Si = 1,3%; Mn = 0,7%; P < 0,01%; S < 0,01%; Cr = 0,5%; Cu = 0,15%; Mo = 0,4%; Ni = 0,2%; V = 0,15%
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Stahls wurde in
Grundlagenversuchen getestet, wobei sich der deutliche Vorsprung gegenüber
dem verwendeten genormten Stahl für Radreifen und Vollräder bestätigte.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Stahls bewirkt gegenüber den ge
normten Stählen bei neuen Radreifen oder Vollrädern deutlich höhere zuläs
sige Flächenpressungen (Faktor 1,6), eine höhere Streckgrenze, eine bessere
Warmfestigkeit und einen höheren Verschleißwiderstand (Faktor 5) bei besse
ren Zähigkeitseigenschaften, gleichmäßigem Verschleiß und homogeneren
Gefügeeigenschaften.
Claims (1)
1. Radreifen oder Vollräder für Radsätze von Schienenfahrzeugen, dadurch
gekennzeichnet, daß ein modifizierter Wälzlagerstahl mit folgender Zu
sammensetzung (chemische Zusammensetzung in Masse %) verwendet
wird:
C: 0,45 bis 0,55%,
Si: 1,2 bis 1,3%,
Mn: 0,6 bis 0,7%,
P: < 0,01%,
S: < 0,01%,
Cr: <= 0,5%,
Cu: <= 0,15%,
Mo: 0,3 bis 0,4%,
Ni: <= 0,2%,
V: 0,11% bis 0,16%
und Eisen mit herstellungsbedingten Verunreinigungen als Rest,
wobei das Verhältnis Si/Mn = 1,8 bis 2,2 und
das Verhältnis V : Mo : Cr : Mn = 1 : 1,8 bis 2,4 : 3,2 bis 3,8 : 4,2 bis 4,8 beträgt.
C: 0,45 bis 0,55%,
Si: 1,2 bis 1,3%,
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Mo: 0,3 bis 0,4%,
Ni: <= 0,2%,
V: 0,11% bis 0,16%
und Eisen mit herstellungsbedingten Verunreinigungen als Rest,
wobei das Verhältnis Si/Mn = 1,8 bis 2,2 und
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Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1998137311 DE19837311C2 (de) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | Radreifen oder Vollräder für Radsätze von Schienenfahrzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998137311 DE19837311C2 (de) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | Radreifen oder Vollräder für Radsätze von Schienenfahrzeugen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19837311A1 DE19837311A1 (de) | 2000-03-02 |
| DE19837311C2 true DE19837311C2 (de) | 2001-09-20 |
Family
ID=7877827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1998137311 Expired - Fee Related DE19837311C2 (de) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | Radreifen oder Vollräder für Radsätze von Schienenfahrzeugen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19837311C2 (de) |
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| DE10208186C2 (de) * | 2002-02-20 | 2003-12-24 | Bochumer Ver Verkehrstechnik G | Stahl, Vollrad und Radreifen für Schienenfahrzeuge und Verfahren zur Herstellung derartiger Bauelemente |
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Citations (3)
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| US4933024A (en) * | 1986-11-17 | 1990-06-12 | Nkk Corporation | Method for manufacturing a high strength rail with good toughness |
| GB2297094A (en) * | 1995-01-20 | 1996-07-24 | British Steel Plc | Improvements in and relating to carbide-free bainitic steels and methods of producing such steels |
-
1998
- 1998-08-18 DE DE1998137311 patent/DE19837311C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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Owner name: FAG INDUSTRIAL BEARINGS AG, 97421 SCHWEINFURT, DE |
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