EN13262铁路应用轮组和转向架车轮.docx
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EN13262铁路应用轮组和转向架车轮
EN13262-铁路应用——轮组和转向架——车轮
CENTC256
日期：
2003-10
prEN13262
CENTC256
秘书处：
DIN
铁路应用——轮组和转向架——车轮
——产品要求
O:
\标准化\tc256\SC2\WG11\WI-114-EN13262\d\49\草案prEN13262-49-D.docSTD2.0版本
前言
本文件（PrEN13262：
2002）由技术委员会CEN/TC256“铁路业”制定，由DIN的秘书处管理。
同时出示本文件用于正式表决。
本文件在授权范围内——由欧洲委员会和欧洲自由贸易区给予CEN，制定并且支持EU方针的基本要求。
与EU方针的相关情况见附录ZA，文件的组成部分提供的资料。
导言
标准化文件（UIC——说明书，国际化标准），至今在欧洲用于车轮交货的使用，首先是一个验收方法以及用于检验的车轮特性的完整陈述。
虽然要考虑产品鉴定的几个观点，然而不做鉴定方法的说明和鉴定时要检验产品特性的说明。
本标准论述如下几点：
a）一个车轮的所有特性的定义。
产品在鉴定时或交货时检验这些定义。
b）鉴定方法的定义（见附录E提供的信息）。
c）交货条件的定义（见附录F提供的信息），同时听凭厂家在下列两者之间决定交货条件的定义：
—一种传统的含批量验收在内的交货方法，正如在现有文件中的实际应用（F4）一样，或者
—在质量保证方案基础上的供货方法（见F5）。
本标准规定车轮的产品鉴定，容许方法不是本标准的题材。
1.使用目的
本欧洲标准规定在欧洲铁路网线使用的车轮特性。
本标准定义了四个钢种ER6、ER7、ER8、ER9。
规定的特性被分类在2个种类中，种类1和种类2。
如果运行速度超过200公里/小时，通常选择种类1。
因为几个特性还可再进行划分。
本标准有效于锻制和轧制的，由真空排气的钢制成的，并且轮缘获得调制的整体轮。
本标准必须已经有一定意义的数量在商业条件下欧洲的铁路网络上使用或者设计必须经受PrEN13979-1的一项允许实验。
备注1：
特殊使用或环境条件的车轮描述可采用其他文件如UIC——说明书或ISO标准。
备注2：
允许方法不是本标准的题材。
备注3：
轮缘的调制通过热处理完成。
它的目的是，轮缘的淬硬和固有应力的处理。
2.标准化参引
本欧洲标准包含标定日期的或未标定日期的其他出版物的参引规定。
该标准化参引在相应的地方以文字引征，并且随后列出出版物。
标定日期的参引属于后期的本欧洲标准的变更和修订，如果本欧洲标准通过变更和修订。
未标定日期的参引，涉及标准化最后版本的出版物（包括变更在内）有效。
EN10002-1金属材料——抗拉试验——第1部分实验方法（环境温度时）
EN10045-1金属材料——按照夏比缺口冲击抗弯试验——第1部分实验方法
ISO377-2：
19891）热形成的钢试品选择和准备——第2部分确定化学成分的试品
ISO1101技术图纸——形状和位置公差——形状、方向、位置、运行公差——通则、定义、符号、图纸的登记
ISO2632-1通过视觉/触觉粗糙度比较的样品——第1部分车、修整、钻孔、铣、锯和平整
ISO2632-2通过视觉/触觉粗糙度比较的样品——第2部分电腐蚀、球状和角状喷砂和磨光
ISO4967：
1998钢——非金属夹杂部分的确定——借助于比较图的显微方法
ISO5948：
1994滚动的列车——超声波验收试验
ENISO6506-1金属材料——硬度试验：
布氏硬度；第1部分试验方法（ISO6506-1：
19rr-99）
ISO6933：
1986滚动的列车——磁粉方法的验收试验
ISO/TR97692）钢和铁——可供使用的分析方法纵览
ASME399.90金属材料平度变形的断裂粘度试验
3.产品规定
3.1化学成分
3.1.1要达到的值
不同元素最大的百分比含量在表1中说明。
1）被ISO14284：
1996钢和铁——确定化学成分的试品采用和准备，代用。
2）也见CR10261：
1995
表1不同元素的最大百分比含量
最大含量%1）
钢种
C
Si
Mn
P2）
S2）3）
Cr
Cu
Mo
Ni
V
Cr+
Mo+
Ni
ER6
0.48
0.40
0.75
0.020
0.020
0.30
0.30
0.08
0.30
0.06
0.50
ER7
0.52
0.40
0.80
0.020
0.020
0.30
0.30
0.08
0.30
0.06
0.50
ER8
0.56
0.40
0.80
0.020
0.020
0.30
0.30
0.08
0.30
0.06
0.50
ER9
0.60
0.40
0.80
0.020
0.020
0.30
0.30
0.08
0.30
0.06
0.50
1）对于特殊的使用，在最大含量范围内可变化规定。
2）记录时或订货时可协商最大含量0.025%。
3）记录时或订货下达时可根据炼钢法协调最低的硫含量。
为防止氢——裂纹的形成。
3.1.2试品状态
确定化学成分的试品采用滚动面下的15mm，视作额定直径。
3.1.3化学分析
化学分析必须按照ISO/TR9769中描述的方法和规定进行。
3.2机械特性
3.2.1抗拉试验的结果
3.2.1.1要达到的值
轮缘和轮桥的特性在表2中说明。
表2轮缘和轮桥的特性
钢种
轮缘
轮桥
ReH（N/mm2）1）
Rm（N/mm2）
A5%
Rm的缩小化（N/mm2）2）
A5%
ER6
≥500
780/900
≥15
≥100
≥16
ER7
≥520
820/940
≥14
≥110
≥16
ER8
≥540
860/980
≥13
≥120
≥16
ER9
≥580
900/1050
≥12
≥130
≥14
1）如果无突出的弹性极限，应测定惯用的极限值Rρ0.2f。
2）与相同车轮的轮缘抗拉强度相比，减少轮桥的抗拉强度。
3.2.1.2试品状态
从轮缘和轮桥上取试品。
他们的位置在图1中说明。
插图说明：
1.抗拉试验的试品
2.抗拉试验的试品
3.缺口冲击抗弯试验试品
4.磨损界限
5.缺口
图1试品状态
3.2.1.3试验方法
试验方法按照EN10002-1要求进行试验。
试品直径在精整部分最少10mm，并且试样长度是直径的5倍。
如果不能在在轮桥上采用试品，应在供货商和客户之间协商最小直径。
3.2.2轮缘上的硬度特性
3.2.2.1要达到的值
表3中说明了的布氏硬度最小值（用于每次测量）有效于轮缘的磨损区。
如果磨损范围的厚度必须大于35mm，表3中的值必须达到滚动面下的35mm的深度。
轮缘和轮桥过渡时（图2中的点A），硬度值必须约最少10点小于磨损区的值。
表3轮缘硬度特性要达到的值
布氏硬度最小值
钢种
种类等级1
种类等级2
ER6
-
225
ER7
245
235
ER8
245
245
ER9
-
255
3.2.2.3测量点的位置
硬度在轮缘径向端面的4个点上测量，如图2所示。
插图说明
1.轮廓最后再加工的直径和磨损极限（按照客户的建议）。
2.加工轮的内表面
3.额定直径
图2轮缘径向截面的测量
3.2.2.2试验方法
实验方法应按照ISO6506-1进行。
球径为5mm。
3.2.3缺口冲击抗弯实验
3.2.3.1要达到的值
要达到的值在表4中说明。
说明每个实验温度和按照3.2.3.2的3个试品的平均值和最小的单个值。
20℃时使用U形缺口的试品。
-20℃时使用V形缺口。
表4缺口冲击抗弯实验要达到的值
钢种
KU（焦耳）+20℃时
KV（焦耳）-20℃时
平均值
最小值
平均值
最小值
ER6
17
12
12
8
ER7
17
12
10
7
ER8
17
12
10
5
ER9
13
9
8
5
3.2.3.2试品状态
试品状态采用图1。
基本缺口在图1中平行于A-A向。
3.2.3.3试验方法
试验方法按照EN10045-1进行。
3.2.4疲劳强度
3.2.4.1要达到的值
不取决于钢的品种，轮桥经受表5中107负荷变换的应力延伸率Δσ，并且99.7%不出现裂纹。
表5疲劳强度要达到的特性值
桥的交货状态
Δσ
N/mm2
加工的
450
未加工的
315
备注：
该值的目的应保证，产品的特性应好于轮桥设计时使用的有关疲劳性设计的允许应力。
因为强度计算有许多近似的步骤，在这4个钢种之间区分是无意义的。
3.2.4.2疲劳强度试验试品
采用交货状态下的车轮作为疲劳强度试验的试品，轮桥表面必需同3.6段中列出的规定相符。
3.2.4.3试验方法
试验方法必须尽可能使弯曲应力发生在轮桥上。
试验应如此进行，试验为了测定疲劳度试验结果，使用统计求值法。
试验方法监控轮缘裂纹危险区通过测量径向应力。
这种方法的举例见附录B（提供信息）。
3.2.5轮缘的粘性特性
3.2.5.1通则
仅在种类1和种类2的闸块制动车轮（运行制动器或停止制动器）上检验特性。
3.2.5.2要达到的值
对于钢种ER6在6个试品上测定的平均值必须大于或等于100N/mm2，同时单个值应必须相同于或大于80N/mm2。
对于钢种ER7在6个试品上测定的平均值必须大于或等于80N/mm2，同时单个值应必须相同于或大于70N/mm2。
对于其它钢种应在客户和供货商之间协商这个值。
3.2.5.3试品状态
6个试品必须按照图3从轮缘上采取。
试品段在轮周上均匀分布。
插图说明
1.额定直径
图3轮缘上采取的试品
3.2.5.4试验方法
试验必须按照ASTME399.90进行。
如下特殊条件有效：
—坚固的CT试品：
厚度30mm（CT30-试品），含人字型缺口开角为90°（ASTME399.90图4）。
—试验温度在15℃和25℃之间。
—试品上的裂纹增长测量ASTME399.90图3中描述。
—负荷梯度ΔK/σ对于抗拉强度试验应处于0.55N/mm2√m/s和1N/mm2√m/s（ASTME399第8.3段）张力之内。
由抗拉试验曲线负荷FQ计算出要考虑断裂粘性值KQ值。
3.3热处理的均匀性
3.3.1要达到的值
对于种类1中的车轮，必须在检查车轮的轮缘端面上测量的布氏硬度值必须小于或等于30HB。
3.3.2试品
硬度值必须是轮缘外表面120度的3点。
压痕必须图F1中指定的一个区域内的相同直径上进行。
3.3.3试验方法
实验应按照ENISO6506-1，10mm的球径进行。
3.4纯度
3.4.1显微照相技术下的纯度
3.4.1.1要达到的纯度
按照.4.1.2要求通过一个显微照相试验测定纯度。
要达到的值在表6中说明。
表6显微照相试验要达到的纯度
夹杂类型
种类1
种类2
厚系列
最大
薄系列
最大
厚系列
最大
薄系列
最大
A（硫）
1.5
1.5
1.5
2
B（铝）
1
1.5
1.5
2
C（硅酸盐）
1
1.5
1.5
2
D（球氧）
1
1.5
1.5
2
B+C+D
2
3
3
4
3.4.1.2显微照相的试品状态
试验范围为图4的阴影面。
中心点F位于滚动面下的15mm。
插图说明：
1.测量圆周
图4显微照相的试品状态
3.4.1.2试验方法
确定纯度必须按照ISO4967：
1998“方法A”要求完成。
3.4.2精确度
3.4.2.1通则
通过超声波检验确定它内部缺陷。
使用不同平底孔径的试样做为标准缺陷。
3.4.2.2遵守的极限
3.4.2.2.1轮缘
轮缘的内部不允许比相同深度平底孔呈现更多或更大的缺陷。
该标准缺陷的直径应包含在表7中。
表7标准缺陷的直径
种类1
种类2
标准缺陷的直径（mm）
1
2
3
轴向试验时，后壁回波的衰减不允许等于或大于4dB。
3.4.2.2.2轮桥
轮桥不允许呈现：
—一个高度不多于10个缺陷指示大于或相等于Ø3mm标准缺陷的指示。
—一个高度的缺陷指示大于或等于Ø5mm标准缺陷的指示。
两个允许缺陷的间距最小必须是50mm。
3.4.2.4轮毂
轮毂不允许呈现:
——一个高度不多于3个缺陷指示大于或相等于Ø3mm标准缺陷的指示。
——一个高度的缺陷指示大于或等于Ø5mm标准缺陷的指示。
两个允许缺陷的间距最小必须是50mm。
经过圆周试验时，后壁回波的衰减不允许等于或大于6dB。
3.4.2.3试品
试验在完整的车轮上，热处理后，要么机械加工前，要么机械加工后，然而在防腐涂层前自己进行。
3.4.2.4试验方法
3.4.2.4.1通则
超声波实验实施的常规条件应包含在ISO5948中，该条件将由如下特殊条件进行补充。
3.4.2.4.2轮缘
轮缘的试验按照ISO5848.1994表1中的D1和D2方法进行。
评估缺陷应按照ISO5848.1994图1和图2，将轮缘可比试样同人工缺陷进行对比。
3.4.2.4.3轮桥
轮桥的实验可从两方面完成。
照射方向垂直于表面。
评估缺陷通过同标准轮桥的人工缺陷对比完成。
轮桥应作为符合图7的两个直径m和n之间车轮部分定义。
轮桥的厚度定义为
人工缺陷的状态是作为一项e性能的说明。
在周长方向上两个人工缺陷间距上最小必须为100mm。
—e≤10mm
一个3mm平底孔轮桥内表面下5mm
一个5mm平底孔轮桥内表面下5mm
—10mm＜e≤20mm
两个3mm平底孔轮桥内表面下5mm和（e-5）mm
两个5mm平底孔轮桥内表面下5mm和（e-5）mm
—e＞20mm
—三个3mm平底孔轮桥的内表面下5mm、
mm和（e-5）mm。
—三个5mm平底孔轮桥的内表面下5mm、
mm和（e-5）mm。
3.4.2.5轮毂
轮毂的试验将从两个侧面进行。
照射方向垂直于表面。
评估缺陷同图5轮毂比较试样同人工缺陷进行比较。
备注：
调整标准为
—Ø3mm不同深度的3个缺陷。
—Ø5mm不同深度的3个缺陷。
间距如上所诉。
图5超声波的轮毂试样
3.5残余应力
3.5.1通则
车轮的热处理必须使压力内应力在轮缘的切线方向上产生。
3.5.2要达到的值
临近滚动面切线方向测量的压力内应力的高度必须在80和150N/mm2之间。
滚动面下35至50mm深度内，高度必须为0。
滚动接触曲线图6再次给出压力内应力分配。
插图说明：
1.圆周应力N/mm2
图6圆周应力高度的分配
3.5.3试品
试品是热处理后完整的车轮。
3.5.4测量方法
测量方法应允许在滚动面下的深度内确定圆周应力的分配。
该方法必须在厂家和客户之间协商。
附录C（仅用于信息）包含一个测量方法的举例。
对于这种方法应使用图6。
附录D（仅用于信息）其他的无破坏的测量方法，对于这种方法图6中说明的值无效。
用这种方法要达到的值再次给出如图6所述同样的应力分配，对此必须提供证明。
3.6表面特性
3.6.1表面状态
3.6.1.1要达到的特性
考虑到运行使用，应将车轮完整加工或分部加工。
车轮的表面不允许有在标准中描述点上相反的其它印痕。
那些作为“锻件”和/或“轧制件”约定的零件照射并且应完整保护。
通过塑性的、好的连接过渡引入加工区。
加工的和用于总装的成品件表面中等粗糙度在表8中说明。
表8供货状态时车轮的表面粗糙度
车轮的范围
交货状态1）
粗糙度Ra（μm）
种类1
种类2
孔
加工的
总装的2）
0.8à3.2
轮桥和轮毂
加工的3）
≤3.2
≤12.5
滚动表面
加工的
≤6.3
≤12.54）
轮缘表面
加工的
≤6.3
≤12.54）
1）见F.2
2）如果必须把一个车轮连接到一个空心轴上，为了在运行中能实施超声波试验可规定其他的值。
3）只要遵守本表的粗糙度公差，通过订货时协商可不加工这个部分。
4）如果一个标准缺陷为2mm，≤6.3。
3.6.1.2测量方法
表8供货状态车轮表面的粗糙度（Ra）必须同ISO2632-1和2632-2粗糙度试品比较或用一个测量仪在平整表面上测量。
3.6.2表面无缺陷性
3.6.2.1通则
表面的无缺陷性通过磁粉检验证明。
3.6.2.2要达到的值
如果订货时无其他协商，如下缺陷指示的最大长度被视作允许的
—加工面2mm。
—毛坯的、锻件或热轧的表面6mm。
3.6.2.3试品
防腐涂层涂附前，完整的加工状态下，热处理后在车轮上进行检验。
3.6.2.4试验方法
磁粉试验按照ISO6933描述的通用条件进行。
—磁粉感应高度应等于或大于4mT。
—超声波紫色光的强度应必须等于或大于15W/m2。
磁化的选择方法应包含在ISO6933：
1986中的图C中。
使用的试验设备必须扫描车轮的整个表面，并且发现缺口不受它的取向影响。
3.7尺寸公差
车轮的几何形状和尺寸在订货件的图纸中描述。
尺寸公差必须相符于表9中的说明。
符号的意义在图7中说明。
表9尺寸公差
公差
名称
符号（见图7）
种类1值
种类2值
尺寸的
几何的
未加工的
加工的
轮缘
外径
a
0/+42）
0/+42）
内径
（滚动圆侧面）
b1
0/-2
0/-4
内径
（度盘侧面）
b2
0/-2
0/-6
0/-4
轮缘宽度
d
±1
±1
滚动面轮廓
v
≤0.5
≤0.5
滚动面的圆度
s
≤0.1
≤0.2
端面侧摆
t
≤0.2
≤0.3
高度侧摆
j
≤0.2
≤0.2
滑动槽外径
W
0/+2
0/+2
轮毂
外径
（滚动圆侧面）
f1
0/+2
0/+10
0/+5
外径
（度盘侧面）
f2
0/+2
0/+10
0/+5
孔径
——预钻孔3）
——总装3）
g1
0/-2
0/-2
g2
为了保证在轮组上较好的接合，要结合图纸和标准。
轮毂内径的圆整性
——预钻孔3）
——总装3）
x1
x2
≤0.1
≤0.024）
≤0.2
≤0.024）
长度
H
0/+22）
0/+22）
对比轮缘凸出的
轮毂
R
0/+22）
0/+22）
孔的不圆度
——预钻孔3）
——总装3）
q1
q2
≤0.2
≤0.1
≤0.2
≤0.1
轮桥
至轮缘和轮桥过渡的轮桥状态
k
≤4
≤8
≤8
至轮缘过渡的轮桥厚度
m
+2/0
+8/0
+5/0
轮毂过渡的轮桥厚度
n
+2/0
+10/0
+5/0
1）见ISO1101。
2）对于机动车，不同总装方法基础上的其它值是必要的。
3）5.2的概念同轮毂孔有关。
4）公差之内稍微缩小孔时，最大直径必须在孔的轮组轴出现的末端。
5）从凸缘的上棱边至外斜面。
3.8静态的剩余不平衡
表10规定了成品车轮交货状态或总装状态的允许不平衡性。
确定的方法应在客户和厂家之间协商。
表10总装和交货状态加工的成品车轮静态的最大不平衡
汽车的速度
vkm/h
静态的不平衡
g.m
符号
V≤120
≤125
E3
120＜v≤200
≤75
E2
200＜v≤250
≤50
E1
V＞250
≤25
E0
3.9防腐
规定防腐
—在所有的加工范围上，除了轮缘表面。
—在其它车轮未加工的轮桥和轮毂上。
3.10标识
每个车轮至少有如下标识：
—厂家符号
—熔炼号
—钢种
—月份和生产年的最后两个数字
—不平衡的位置和符号
—热处理后的批号
可在轮桥轮毂的过渡上盖印章或同客户协商在其它地点盖章。
应除了不平衡其它的不同的标识外，打印该标记。
印章不允许有锋利的棱。
附录A
（标准化的）
整体轮熔炼时氢的确定
因为本题目未谈及欧洲标准，本附录规定测量实施的要求。
A.1取样
取样应在浸液槽内进行，取样必须符合如下4个方法的专用要求：
—铜结晶
—耐火的硅潜管
—石英吹管（由于它的吸湿性不允许透光性的石英）
侧锤的浸入方法（通过带探测装置的气体载体热传导方法）
A.2分析方法
仅同意采取如下两种方法
——温度在650℃和1050℃之间真空提取。
——650±20℃液态钢内气体载体（N2）的喷射。
A.3确定实施
见ISO377-2：
1989，6.5
备注：
实施方案必须通过上述方法组成。
附录B
（仅用于信息）
确定疲劳特性实验方法的举例
B.1试品
试品是车轮自身。
B.2试验设备
试验设备的原理在图B1中描述。
—车轮固定在随后形成的车轮组轴上，并且车轮组夹紧在一个底板上。
—力通过液压制动器导入轮缘。
—车轮保持固定夹紧
B.3实验的实施
激励器加载监控力——在破裂危险区内应力调整。
每次试验的最高力和最小力对称于平均负荷0牛顿。
B.4结果的评估
按照NFA03-405要求可使用BASTENAIRE方法。
图1原理图
附录C
（仅用于信息）
用应变计滚动面下深度圆周剩余应力变化的测定方法
C.1方法原理
可导致轮缘残余应力累进分离的分断操作法。
每次分断操作后产生的内应力状态的变化，借助于表面的应变计（DMS）测量零件的变形来确定。
轮缘内状态的变化通过表面测定状态的直线性插补来获得。
仅做径向截面的计算，因为通过热处理产生一个——经验所熟悉的——均匀的圆周应力值。
C.2方法
C.2.1车轮分断前用应变计装备在轮缘截面上（图C.1）
应变计应有如下尺寸
—切线上和径向上
—滚动面点1时，在轮缘上轮桥磨合的平面内。
—切线上和径向上
—在轮圈外面的点2E和轮圈内面的2l上
—轮桥过渡的点3E（外面）和3l（内面）
C.2.2分离面的实施（图C.2）
分离截面必须按照一个方法完成，这种方法不产生残余应力。
（除了在一个较薄的断面范围以外）
三个分离面必须按照如下步骤进行
a）从轮缘将工件抽出分离，长度至少等于或两倍于轮胎的宽度（步骤1见图C.2a）。
b）在轮缘轮桥开始过渡时，截面沿着一个与轴向平行的面（步骤2见图C.2b）。
c）断面沿着一个与轴向平行的面作为通过轮缘的筋（步骤3见图C.2c）。
该端面仅
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