1城軌車輛用輾鋼整體車輪本文件規(guī)定了城軌車輛用輾鋼整體車輪技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、貯存、標準及質(zhì)量證明書。本文件適用于“山西精品”城軌車輛用輾鋼整體車輪的認證和監(jiān)管活動CL60材質(zhì)城軌車輪的生產(chǎn)、檢驗和銷售。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文件的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T223鋼鐵及合金化學(xué)分析方法GB/T228.1金屬材料室溫拉伸試驗方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法GB/T231.1金屬布氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T1182形狀和位置公差通則、定義、符號和圖樣表示法GB/T4161金屬材料平面應(yīng)變斷裂韌度KⅠc試驗方法GB/T4336碳素鋼和中低合金鋼火花源原子發(fā)射光譜分析方法(常規(guī)法)GB/T6394金屬平均晶粒度測定法GB/T10561鋼中非金屬夾雜物含量的測定--標準評級圖顯微檢驗法GB/T13298金屬顯微組織評定方法GB/T20066鋼和鐵化學(xué)成分測定用試樣的取樣和制樣方法GB/T20123鋼鐵總碳硫含量的測定高頻感應(yīng)爐燃燒后紅外吸收法（常規(guī)方法）GB/T20125低合金鋼多元素的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法JB/T10174鋼鐵零件強化噴丸的質(zhì)量檢驗方法TB/T2817-2018鐵路貨車用輾鋼整體車輪2TB/T3031-2002鐵路用輾鋼整體車輪徑向全截面低倍組織缺陷的評定3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1城軌urbanrail城際軌道交通或城市軌道交通，專門服務(wù)于城市內(nèi)部或相鄰城市之間的軌道交通運輸系3.2輪輞rim車輪與鋼軌互相配合的部分。3.3輪轂hub車輪與車軸互相配合的部分。3.4輻板web連接輪輞和輪轂的部分。3.5踏面flange車輪與鋼軌的接觸面。3.6輪緣hub車輪踏面上保持車輛沿鋼軌運行，防止脫軌的突出圓弧部分。4要求4.1車輪鋼坯4.1.1車輪鋼坯應(yīng)采用連鑄或模鑄的方法制造，經(jīng)爐外精煉和真空脫氣處理。鋼水中氫含量應(yīng)不大于2.0×10-6。4.1.2車爐鋼坯使用模鑄鋼錠時，鋼錠應(yīng)切除冒口及底部，切除量應(yīng)足以消除鋼錠兩端影響車輪質(zhì)量的有害部分。鋼坯表面不應(yīng)有影響車輪質(zhì)量的缺陷。4.1.3車輪鋼材質(zhì)為CL60，化學(xué)成分見表1。3表1車輪鋼化學(xué)成分（熔煉分析）%CPSNiV4.2車輪制造4.2.1車輪應(yīng)經(jīng)整體鍛造和軋制成型，在熱成形加熱時，應(yīng)防止鋼坯過熱、過燒。4.2.2車輪輪輞應(yīng)進行淬火和回火處理，淬火時應(yīng)防止輻板進水。4.2.3車輪成品的化學(xué)成分分析與熔煉分析允許偏差應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2化學(xué)成分允許偏差%CPSNiV00000004.3力學(xué)性能4.3.1拉伸性能車輪輪輞及輻板拉伸性能見表3。表3拉伸性能上屈服強度ReHa%%%a如果沒有明顯的屈服強度出現(xiàn)，應(yīng)確定應(yīng)力Rp0.2。4.3.2沖擊性能沖擊試驗要求值見表4。車輪輪輞及輻板沖擊試驗溫度為+20℃,采用U形缺口，深度為2mm的試樣。表4沖擊性能KU2（+20℃)44.3.3輪輞斷面硬度車輪輪輞踏面下35mm處布氏硬度最小值應(yīng)不小于280HBW，輪輞——輻板過渡處（圖3點A）的硬度值應(yīng)至少比踏面下35mm處測得的硬度最小值低10HB。4.3.4輪輞表面硬度及其均勻性熱處理后，每件車輪進行輪輞表面硬度測試，試驗可以在機加工前進行，表面硬度值應(yīng)為290～341HBW。布氏硬度壓痕可以留在輪輞表面。同一熱處理批的車輪硬度值的最大差不應(yīng)超過30HB。同一車輪的輪輞上測試的硬度值變動應(yīng)在20HBW的范圍。4.3.5斷裂韌性采用踏面制動的車輪應(yīng)進行輪輞斷裂韌性試驗。要求斷裂韌性平均值≥55MPa·m1/2，最小值≥50MPa·m1/2。4.4殘余應(yīng)力4.4.1車輪熱處理應(yīng)在輪輞內(nèi)產(chǎn)生周向殘余壓應(yīng)力區(qū)，并應(yīng)同時保證使用性能。4.4.2使用切割法測量殘余應(yīng)力趨勢，在輪輞外側(cè)面上位于輪輞厚度中心處做兩個相距100m的標記，然后從輪緣頂部開始直達輪轂孔進行徑向切割，切縫應(yīng)在兩個標記點中間，通過測量兩個標記點之間距離的縮減來檢驗壓應(yīng)力的存在。內(nèi)部應(yīng)力釋放后，兩標記點之間距離的縮小值應(yīng)在1mm～5mm的范圍內(nèi)。4.5顯微組織、晶粒度及非金屬夾雜物4.5.1車輪輪輞熱處理后，其顯微組織應(yīng)為細珠光體+鐵素體。不應(yīng)存在影響車輪使用性能的其他有害組織。車輪輪輞晶粒度不應(yīng)低于6級。4.5.2車輪非金屬夾雜物級別見表5。表5非金屬夾雜物級別4.6低倍組織車輪低倍試片上不應(yīng)有白點、縮孔殘余、分層、裂紋、翻皮、異型偏析、異金屬夾雜等。一般疏松、中心疏松和偏析分別不應(yīng)嚴重于TB/T3031中圖1、圖2和圖3的限定。各型非金屬夾雜物應(yīng)小于等于2級。54.7內(nèi)部完整性4.7.1驗收標準車輪內(nèi)部完好性應(yīng)通過超聲波探傷檢測確定。標準缺陷為具有不同直徑的平底孔，要求見表6。表6標準缺陷直徑24.7.2輪輞不應(yīng)有大于或等于Φ2mm規(guī)定的平底孔當量大小的缺陷。軸向檢驗時，回波衰減不應(yīng)高于4dB。4.7.3輻板不應(yīng)有：a）10個以上大于或等于ф3mm平底孔當量缺陷；b）大于或等于ф5mm平底孔當量缺陷。兩個允許存在的缺陷之間的距離至少應(yīng)為50mm。4.7.4輪轂在端面掃查時，回波衰減應(yīng)小于6dB。同時不應(yīng)有以下缺陷：a）3個以上大于等于Φ3mm平底孔當量缺陷；b）大于或等于Φ5mm平底孔當量缺陷。兩個允許存在的缺陷之間的距離至少應(yīng)為50mm。4.8表面完好性4.8.1車輪表面完好性應(yīng)通過磁粉探傷進行確定。磁粉探傷檢測范圍為整個車輪表面（踏面4.8.2車輪磁粉探傷檢測應(yīng)在最終機加工后、拋丸和防銹處理前。4.8.3車輪表面不應(yīng)存在裂紋。不連續(xù)性磁痕顯示可以用機械加工或磨削的方法去除，去除后的車輪需重新進行磁粉探傷。4.8.4應(yīng)對最終的成品車輪進行剩磁檢查，其剩磁不應(yīng)大于0.7mT。4.9噴丸強化64.9.1車輪是否進行噴丸強化應(yīng)根據(jù)具體輪型確定。如需進行噴丸處理應(yīng)經(jīng)供需雙方約定。4.9.2噴丸應(yīng)在輻板機械加工和磁粉探傷之后進行。噴丸區(qū)域為車輪輻板的內(nèi)外側(cè)面，并延伸至輪輞內(nèi)外側(cè)面圓弧中點和輪轂內(nèi)外圓弧處的中點。4.9.3噴丸不應(yīng)損害車輪裝配部位和標記，必要時噴丸時應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施。輪輞和輪轂的外觀不應(yīng)因噴丸而導(dǎo)致拒收。4.9.4在正向輻板設(shè)計車輪的輻板外側(cè)面靠近輪轂圓弧面處和輻板內(nèi)側(cè)面靠近輪輞圓弧處，以及反向輻板設(shè)計車輪的輻板外側(cè)面靠近輪輞圓弧面處和輻板內(nèi)側(cè)面靠近輪轂圓弧處的C型標準弧高度試片應(yīng)產(chǎn)生不小于0.20mm的平均弧高。4.9.5最短噴丸時間應(yīng)足以保證噴丸表面達到C型標準弧高度試片100％表面覆蓋率，表面覆蓋率的定義參見JB/T10174。4.10殘余靜不平衡4.10.1精加工車輪的最大殘余靜不平衡值要求見表7。車輪最大殘余靜不平衡值也可根據(jù)具體產(chǎn)品確定。表7靜不平衡值4.10.2殘余靜不平衡的標志應(yīng)在車輪內(nèi)側(cè)輪轂外表面上用徑向色帶（約15mm寬、40mm長）標明，殘余靜不平衡標記打印在條帶端部，不應(yīng)使用帶尖角的字模。4.10.3不平衡的清除方法參見TB/T2817-2018。4.11表面狀態(tài)及表面質(zhì)量4.11.1車輪根據(jù)圖樣要求進行加工，車輪型式尺寸、形位公差及表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計圖樣的規(guī)定。除本文件規(guī)定位置應(yīng)有標記以外，車輪表面不應(yīng)顯示有任何標記。4.11.2車輪表面不應(yīng)有結(jié)疤、折疊、裂紋、壓入物、缺肉、毛刺、黑皮等缺陷。車輪表面不應(yīng)用鑄、焊、噴涂、電或化學(xué)沉積等工藝修整，可采用局部磨削或機械加工的方法消除表面缺陷，修磨的凹痕處表面應(yīng)向周圍表面圓滑過渡，其深度不應(yīng)超過3mm，修整后的斷面尺寸不應(yīng)小于最小允許的斷面尺寸。5試驗方法5.1化學(xué)成分5.1.1熔煉成分7車輪鋼的熔煉化學(xué)分析，每爐至少取一個試樣，取樣及試驗分析應(yīng)分別按照GB/T20066和GB/T223或GB/T4336規(guī)定的方法進行。氫含量的分析應(yīng)按照TB/T2817-2018中規(guī)定的任一方法進行。5.1.2成品檢驗成品車輪化學(xué)分析應(yīng)在滾動位置踏面下30mm處取不少于50g的鋼屑試樣，其分析方法按照GB/T223的規(guī)定進行，也可按照GB/T20123、GB/T20125規(guī)定的方法進行。當采用直讀光譜分析時，可在輪輞拉伸試樣端部取試塊，試驗按照GB/T4336規(guī)定的方法進行。當出現(xiàn)異議時，按照GB/T223規(guī)定的方法進行仲裁。5.2力學(xué)性能5.2.1拉伸試驗5.2.1.1取樣位置拉伸試樣應(yīng)在車輪輪輞和輻板處取樣，取樣位置見圖1。說明：1——輪輞拉伸試樣；2——輻板拉伸試樣。圖1拉伸試樣取樣位置5.2.1.2檢驗方法拉伸試驗按照GB/T228.1規(guī)定的方法進行。輪輞拉伸試樣平行長度內(nèi)直徑為15mm，原始標距為其直徑的4倍。輻板拉伸試樣平行長度內(nèi)直徑為10mm，原始標距為其直徑的5倍。5.2.2沖擊試驗5.2.2.1取樣位置沖擊試驗取樣位置見圖2。5.2.2.2檢驗方法沖擊試驗應(yīng)按照GB/T229規(guī)定的方法進行。8注：輪輞、輻板沖擊試樣缺口朝向外側(cè)面。圖2沖擊試樣取樣位置5.2.3輪輞斷面硬度5.2.3.1測試位置如圖3所示，在輪輞徑向斷面上測試4點硬度。說明：1——滾動圓直徑；圖3輪輞徑向斷面硬度測試位置5.2.3.2檢驗方法試驗應(yīng)按照GB/T231.1規(guī)定的方法進行。測試壓頭直徑為10mm。5.2.4輪輞表面硬度5.2.4.1測試位置9輪輞表面硬度測試應(yīng)在車輪輪輞外側(cè)面上與踏面連接倒角下沿5mm～25mm處，同一車輪表面硬度均勻性應(yīng)在輪輞沿周向均勻分布的3個點上測試，測試位置如圖4。說明：1——輪輞外側(cè)面與踏面連接倒角下沿；2——表面硬度測試區(qū)域。圖4輪輞表面硬度測試位置5.2.4.2檢驗方法試驗應(yīng)按照GB/T231.1規(guī)定的方法進行。測試壓頭直徑為10mm。5.2.5斷裂韌性5.2.5.1取樣位置應(yīng)從輪輞上如圖5所示位置取3個試樣，試樣應(yīng)沿輪輞圓周方向均勻分布。采用GB/T4161標準中山形缺口CT30試樣。說明：1——滾動圓直徑；2——斷裂韌性試樣。圖5輪輞斷裂韌性取樣位置5.2.5.2檢驗方法檢驗方法按照GB/T4161標準的規(guī)定進行。5.3殘余應(yīng)力5.3.1試樣試樣應(yīng)為熱處理后的整個車輪。5.3.2檢驗方法檢驗時，應(yīng)在輪輞外側(cè)面上位于輪輞厚度的中心處做兩個相距100mm的標記，然后從輪緣頂部開始直達輪轂孔進行徑向切割，切縫應(yīng)在兩個標記中間，通過測量兩個標記之間距離的縮小值來檢驗壓應(yīng)力的存在。5.4顯微組織、晶粒度及非金屬夾雜物5.4.1取樣位置顯微組織和晶粒度檢驗面應(yīng)為輪輞橫斷面，見圖6a）。非金屬夾雜物檢驗試樣取樣位置見圖6b檢驗面應(yīng)平行于輪輞外側(cè)面。說明：1——滾動圓；2——觀察面。圖6顯微組織、晶粒度和非金屬夾雜物檢驗位置5.4.2檢驗方法5.4.2.1顯微組織檢驗按照GB/T13298規(guī)定的方法進行。5.4.2.2晶粒度的評定按照GB/T6394規(guī)定的方法進行。5.4.2.3非金屬夾雜物的檢驗按照GB/T10561規(guī)定的方法A進行。5.5低倍組織5.5.1試驗位置車輪低倍檢驗試樣為車輪半徑方向整個橫截面。5.5.2檢驗方法車輪低倍試樣按照TB/T3031規(guī)定的方法進行檢驗和評定。5.6內(nèi)部完整性超聲波檢測方法按照TB/T2817-2018規(guī)定的方法進行。5.7表面完好性磁粉檢測方法按照TB/T2817-2018規(guī)定的方法進行。5.8噴丸強化5.8.1噴丸強度按照JB/T10174進行檢驗。5.8.2應(yīng)用附在一個檢驗車輪上的C型標準弧高度試片來測定弧高，且每班或8h至少測一次弧高。5.8.3復(fù)驗如果某次檢驗達不到0.20mm的C型標準弧高度試片弧高的要求，則可以進行兩次復(fù)驗，復(fù)驗數(shù)據(jù)不應(yīng)小于0.20mm。算出兩次復(fù)驗數(shù)據(jù)與該次檢驗數(shù)據(jù)的平均值，不應(yīng)小于0.20mm。5.8.4如果測定值不能滿足5.8.3規(guī)定，則應(yīng)采取糾正措施，并在進行生產(chǎn)性噴丸前獲得合格的測定值。如果不合格檢驗的平均弧高是0.16mm～0.19mm，則在上次合格檢驗和這次不合格檢驗之間的時間內(nèi)噴丸的后二分之一車輪應(yīng)重新噴丸，噴丸時間應(yīng)至少為正常噴丸時間的二分之一。如果平均弧高小于0.16mm，則在上次檢驗合格之后噴丸的所有車輪應(yīng)重新噴丸，噴丸時間為正常噴丸時間。5.9殘余靜不平衡殘余靜不平衡測量裝置和方法應(yīng)由買方認可。5.10表面狀態(tài)及表面質(zhì)量經(jīng)全加工后的車輪尺寸、表面粗糙度及表面質(zhì)量的檢驗方法及檢測器具應(yīng)由買方認可。6檢驗規(guī)則6.1抽樣車輪按批進行抽樣檢驗。每批應(yīng)由同一熔煉爐號、同一熱處理狀態(tài)及同一型號的車輪組成，每批車輪的數(shù)量不應(yīng)大于250個。每批車輪檢驗要求及頻次見表8。6.2判定規(guī)則6.2.1型式試驗在下列情況下首批車輪應(yīng)進行型式試驗，檢驗內(nèi)容為表8中的全部檢驗項目：a）新產(chǎn)品定型時；b）制造工藝、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等發(fā)生重大變化時；c）停產(chǎn)1年以上，重新投入批量生產(chǎn)時；d）生產(chǎn)場地發(fā)生變更時。產(chǎn)品檢驗結(jié)果符合全部型式試驗項點的要求后，方可批量生產(chǎn)。6.2.2例行試驗每批生產(chǎn)的車輪應(yīng)進行例行試驗，試驗項點及頻次見表8。表8檢驗要求1分—c2d3d4d5d6d7d8度d9ydw ydddddcdwyd yd—dwfwfwfwfwh－同一熱處理批的車輪；y－型式試驗項目。6.3內(nèi)在質(zhì)量判定6.3.1當車輪的成品化學(xué)成分不符合允許偏差時，可在同批其他車輪上取雙倍試樣，復(fù)驗結(jié)果只要有一項不合格，則該批車輪不合格。6.3.2當?shù)捅督M織中發(fā)現(xiàn)有白點、有害異型偏析，則該批車輪不合格；低倍組織因其他項目不合格時，可在同批其它車輪上取雙倍試樣進行復(fù)驗。復(fù)驗結(jié)果只要有一項不合格，則該批車輪不合格。6.3.3當非金屬夾雜物檢查不合格時，可在同批其他車輪上取雙倍試樣進行非金屬夾雜物復(fù)驗。復(fù)驗結(jié)果只要有一項不合格，則該批車輪不合格。6.3.4當拉伸、斷面硬度、沖擊、斷裂韌性、金相組織和晶粒度檢驗不合格時，可在同批次其他車輪上取雙倍試樣，復(fù)驗結(jié)果只要其中有一項不合格，該批車輪不合格。制造廠可對該批車輪進行重新熱處理，但重復(fù)熱處理次數(shù)不得多于兩次，回火次數(shù)不計。6.3.5如車輪的表面硬度不符合4.3.4的要求時，應(yīng)在距原測點兩側(cè)各25mm處作兩次額外的硬度檢測，如兩側(cè)的結(jié)果都符合4.3.4的要求，仍可認為該車輪符合規(guī)定要求。否則可以重新進行熱處理，但重新熱處理的次數(shù)不應(yīng)多于兩次，并按上述規(guī)定再作檢驗。6.4外觀質(zhì)量判定6.4.1尺寸偏差檢驗車輪尺寸偏差應(yīng)符合圖紙要。尺寸檢驗按以下要求進行：a）滾動圓直徑、輪輞寬度、輪轂孔徑、輪轂長度、輪緣和踏面外形應(yīng)逐件測量；b）輪輞外側(cè)內(nèi)徑、輪輞內(nèi)側(cè)內(nèi)徑、同側(cè)輪輞厚度差、輪轂內(nèi)側(cè)外徑、輪轂外側(cè)外徑、同側(cè)輪轂壁厚差、內(nèi)側(cè)輞轂距、輻板厚度、輻板輪廓應(yīng)每班開班或每工作8小時至少測量1次。c）滾動圓圓度、輪輞內(nèi)側(cè)面端面跳動、輪轂孔內(nèi)徑圓柱度、輪轂孔徑跳動為型式試驗。6.4.2外觀檢查車輪表面不應(yīng)有4.11.2中所述缺陷。7包裝、貯運和標志7.1包裝7.1.1車輪組包時應(yīng)按照外徑配對，每包車輪的輪徑差不應(yīng)超過0.5mm。7.1.2車輪應(yīng)采用供需雙方商定的包裝方式，防止車輪轉(zhuǎn)運過程中受到機械損傷，輪轂孔兩端及輪緣應(yīng)作有效防護。7.2貯運7.2.1產(chǎn)品表面應(yīng)按照買方要求在指定部位涂漆或涂刷其他防護涂層，防護層應(yīng)均勻覆蓋涂刷部位。產(chǎn)品貯存場地應(yīng)防止雨雪或化學(xué)物品對產(chǎn)品造成侵蝕。7.2.2產(chǎn)品運輸時應(yīng)采取適當方式裝載和固定，以免產(chǎn)品磕碰造成損壞變形。7.3標志7