Brevet FR2800670A1 — publié le 20010511

L'invention concerne des bandages de roues ou des roues monobloc pour véhicules ferroviaires. Dans le système roue-rail à haute vitesse, ont été tentés déjà, depuis de nombreuses années, des efforts visant à améliorer la qualité des bandages de roues ou des roues monobloc. En particulier, le faux-rond initial des nouveaux bandages de roues et des roues monobloc, leur usure élevée et irrégulière, qui a augmenté encore le faux-rond initial, ainsi que le manque d'homogénéité des propriétés de structure de l'acier, ont donné lieu à de nombreuses recherches et tentatives d'amélioration. I1 est renvoyé à cette fin au Technischer Bericht TV 9410 A de la Deutsche Bahn AG, daté de Décembre 1997, avec les rapports d'examens, y étant indiqués et portant une date antérieure. on connaît par les documents DE 4234192 et EP 0717123 des solutions concernant la sélection d'un matériau optimisé pour la roue dans un système roue-rail. Dans le projet de norme européenne, prEN 13262 (Juin 1998), intitulé Exigence concernant les produits utilisés pour les roues, jeux de roues et bogies pour application ferroviaire, on a fixé dans le cadre de l'Europe les aciers à utiliser pour des bandages de roues et des roues monobloc. Malgré cette norme, les problèmes cités au début, tels que l'irrégularité de l'usure, la valeur trop élevée de cette usure, la tendance à la fissuration et les inhomogénéités de la structure de l'acier n'ont pas été résolus. C'est pourquoi, le but de l'invention est d'indiquer un acier pour des bandages de roues ou des roues monobloc pour véhicules ferroviaires, qui constitue une solution améliorée du point de vue de l'usure, de la tendance à la fissuration, de la capacité de charge thermique, de l'homogénéité des propriétés de structure ainsi que la nature appropriée pour des charges dynamiques élevées. La solution de ce problème est obtenue par le fait qu'on utilise pour les bandages de roue ou les roues monobloc un acier spécial pour paliers à roulement, ayant la composition suivante (composition chimique exprimée en pourcentage en masse), C: 0,45 à 0,55 % Si: 1,2 à 1,3 % Mn: 0,6 à 0,7 P: L'acier selon l'invention présente une haute résistance à l'usure et une haute résistance à la chaleur. Ces valeurs sont situées nettement au-dessus des valeurs que donnent les aciers utilisés jusqu'ici. Une influence notable est apportée par les éléments Si et Mn. I1 faut que le rapport Si/Mn = 1,8 à 2,2. Pour les aciers mentionnés dans les documents cités ci-dessus et dans la normalisation européenne, ce rapport est indiqué dans une proportion inverse. Les avantages cités ci-dessus ne sont de ce fait pas atteints. L'acier selon l'invention est également caractérisé par une capacité de charge mécanique élevée. Les différentes caractéristiques ont les valeurs suivantes Rapport de limite d'étirage Rpo,2/Rm > 0, 7, Limite d'étirage Rpo,2 = 750..800 N/mm2, Résistance à la traction R" = 900..1050 N/mm2, Allongement (A$) > 15 % Résilience > 50 Joules (échantillon DVM). Ces bonnes valeurs sont obtenues grâce aux éléments C, Si, Mn, Mo et V, qui doivent être présents dans des proportions ajustées précisément les unes par rapport aux autres et qui contiennent de faibles pourcentages en masse des éléments P et S. Pour obtenir un état de structure homogène et une capacité de trempe à coeur homogène sur la périphérie et dans la section transversale, les éléments V, Mo, Cr et Mn doivent être présents dans les limites étroites indiquées. Le rapport entre ces quatre éléments est V : Mo : Cr : Mn de 1:2,2 à 3,2:3,2 à 3,8:4,2 à 4,8. Une combinaison préférée pour l'acier selon l'invention est Si/Mn = 2 ; V . Mo . Cr . Mn = 1:2,7 . 3,4 . 4,5 Il en résulte une composition chimique préférée de C = 0,5 % ; Si = 1,3 % ; Mn = 0,7 % ; P L'acier selon l'invention a, par rapport aux aciers normalisés pour des bandages de roues et des roues monobloc neuves, des valeurs de pression superficielle admissibles nettement plus élevées (facteur 1,6), une limite apparente d'élasticité plus élevée, une meilleure résistance à la chaleur et une résistance à l'usure plus élevée (facteur 5), pour de meilleures propriétés de ténacité, une régularité de l'usure et une plus grande homogénéité des propriétés de structure. REVENDICATION Bandages de roues ou roues monobloc pour des jeux de roues de véhicules ferroviaires, caractérisé en ce qu'on utilise un acier spécial pour paliers à roulement, ayant la composition suivante (composition chimique exprimée en pourcentage en masse), C: 0,45 à 0,55 Si: 1,2 à 1,3 Mn: 0,6 à 0,7 % P: