ОСЬ ИЗ БЕСШОВНОЙ ТРУБЫ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСИ ИЗ БЕСШОВНОЙ СТАЛЬНОЙ ТРУБЫ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

1. Ось, выкованная из бесшовной стальной трубы, для железнодорожного транспортного средства, отличающаяся тем, что состоит из материала из металлического стального сплава, содержащего железо; от 0,22 до 0,42 вес.% углерода; от 1,10 до 1,70 вес.% марганца, при этом готовая ось обладает следующими характеристиками: минимальным пределом текучести 520 МПа, минимальной прочностью на разрыв 750 МПа и минимальным относительным удлинением 16%.
2. Ось по п.1, отличающаяся тем, что материал из металлического сплава содержит по меньшей мере один из следующих элементов: до 0,020 вес.% серы, до 0,020 вес.% фосфора, от 0,10 до 0,45 вес.% алюминия, от 0,10 до 0,35 вес.% кремния, от 0,10 до 0,30 вес.% молибдена, от 0,010 до 0,050 вес.% ниобия и от 0,05 до 0,27 вес.% ванадия.
3. Ось по п.2, отличающаяся тем, что материал из металлического сплава содержит до 0,010 вес.% фосфора.
4. Ось по п.2, отличающаяся тем, что материал из металлического сплава содержит до 0,010 вес.% серы.
5. Ось по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что материал из металлического сплава содержит от 0,022 до 0,32 вес.% углерода и от 1,10 до 1,40 вес.% марганца.
6. Ось по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что материал из металлического сплава содержит от 0,32 до 0,42 вес.% углерода и от 1,40 до 1,70 вес.% марганца.
7. Ось по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что имеет минимальный предел усталости 120 МПа.
8. Ось по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что имеет минимальный предел усталости 170 МПа.
9. Способ изготовления оси, выкованной из бесшовной трубы, для железнодорожного транспортного средства, отличающийся тем, что включает следующие этапы, на которых
плавят материал из металлического сплава с образованием стального металлического сплава;
разливают расплавленный материал с образованием слитков;
нагревают слитки в нагревательной печи для прошивки;
прошивают слитки;
удлиняют прошитые изделия с образованием полых заготовок;
осуществляют отделку полых заготовок с превращением их в бесшовные трубы;
осуществляют ковку бесшовных труб с превращением их в оси, выкованные из бесшовных труб, для железнодорожного транспортного средства.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что включает, после этапа плавления, этап дополнительного рафинирования в тигельной печи, в ходе которого осуществляется регулирование химического состава металлического сплава, и металлургическая обработка кальцием-кремнием.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что он включает после этапа дополнительного рафинирования этап вакуумирования.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что этап разливки осуществляют при электромагнитном перемешивании.
13. Способ по п.9, отличающийся тем, что после этапа разливки слиток подвергают этапу дополнительного нагревания при температуре от 880°С до 1300°С в течение от 1 до 48 ч.
14. Способ по любому из пп.9-13, отличающийся тем, что этап нагревания для прошивания слитков осуществляют в нагревательной печи при температуре от 1000°С до 1300°С.
15. Способ по п.9, отличающийся тем, что перед этапом ковки бесшовные трубы подвергают нормализации, при которой бесшовные трубы выдерживают при температурах от 880°С до 950°С в течение по меньшей мере 10 мин, после чего бесшовные трубы подвергают воздушному охлаждению.
16. Способ по п.9, отличающийся тем, что перед этапом ковки бесшовные трубы закаливают, причем бесшовные трубы выдерживают при температурах от 880°С до 950°С в течение по меньшей мере 10 мин, а затем осуществляют отпуск трубчатых осей посредством среды, выбранной из воды и масла.
17. Способ по п.15 или 16, отличающийся тем, что бесшовные трубы подвергают отпуску в нагревательной печи, где их выдерживают при температуре от 400°С до 700°С в течение по меньшей мере 10 мин, после чего подвергают воздушному охлаждению.
18. Способ по пп.9, 10, 11, 12, 13, 15 или 16, отличающийся тем, что включает, перед этапом ковки, этап инспекции труб посредством неразрушающего контроля с определением размеров и неоднородностей поверхности.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что включает, после этапа инспекции, этап отделки, которая включает механическую обработку всей внутренней поверхности бесшовных труб.
20. Способ по пп.9-13, 15 или 16, отличающийся тем, что перед этапом ковки выполняют этап высадки, при котором бесшовные трубы (11) нагревают до температуры между 800°С и 1300°С в области, где будет увеличена толщина, после чего прикладывают продольное сжимающее усилие в осевом направлении бесшовных труб (11) посредством продвижения высадочного инструмента (12).
21. Способ по пп.9-13, 15 или 16, отличающийся тем, что этап ковки осуществляют в диапазоне температур от 800°С до 1300°С посредством по меньшей мере двух открытых матриц (14), которые совершают колебания в радиальном направлении и имеют переменный ход, дополнительного осевого высадочного инструмента (15) и манипулятора для переноса и вращения бесшовной трубы (13), выполненного с возможностью управления устройством ЧПУ.
22. Способ по пп.9-13, 15 или 16, отличающийся тем, что этап ковки осуществляют в диапазоне температур от комнатной до 1300°С посредством матрицы (16), которая обжимает в осевом и радиальном направлениях по меньшей мере один из концов (13) трубы, уменьшая диаметр и преобразуя ее в кованую ось.
23. Способ по п.21, отличающийся тем, что, если ковку осуществляют в горячем состоянии, способ дополнительно включает этап охлаждения после ковки, который осуществляют в среде, выбранной из: воздуха, сжатого воздуха, воды и масла.
24. Способ по пп.9-13, 15 или 16, отличающийся тем, что включает этап нормализации по меньшей мере части трубной оси с использованием печи для нагрева до температур от 880°С до 950°С в течение по меньшей мере 10 мин выдержки и охлаждения на воздухе.
25. Способ по пп.9-13, 15 или 16, отличающийся тем, что включает этап закалки по меньшей мере части трубной оси с использованием для аустенизации печи для нагрева до температур от 880°С до 950°С в течение по меньшей мере 10 мин выдержки и, для закалки, быстрого охлаждения водой.
26. Способ по п.25, отличающийся тем, что включает этап отпуска по меньшей мере части трубной оси с использованием печи для повторного нагрева до температур от 400°С до 700°С в течение по меньшей мере 10 мин выдержки и воздушного охлаждения.
27. Способ по пп.9-13, 15 или 16, отличающийся тем, что этап отделки включает по меньшей мере один из следующих этапов: дробеструйной обработки внутренней поверхности трубы, выпрямления трубы, внутренней механической обработки смотровых каналов на двух концах трубы, снятия фасок (7) по кромке внутреннего диаметра смотровых отверстий трубы, механической обработки по меньшей мере двух резьбовых и плавно углубленных каналов (6) на каждом конце.
28. Способ по п.23, отличающийся тем, что этап отделки включает по меньшей мере один из следующих этапов: дробеструйной обработки внутренней поверхности трубы, выпрямления трубы, внутренней механической обработки смотровых каналов на двух концах трубы, снятия фасок (7) по кромке внутреннего диаметра смотровых отверстий трубы, механической обработки по меньшей мере двух резьбовых и плавно углубленных каналов (6) на каждом конце.
29. Способ по п.27, отличающийся тем, что после этапа отделки к по меньшей мере части кованой оси применяют этап термообработки в виде закалки и отпуска.
30. Способ по п.27, отличающийся тем, что включает, после этапа отделки, этап неразрушающего контроля для определения поверхностных дефектов на выкованной оси.
31. Способ по п.29, отличающийся тем, что включает, после этапа отделки, этап неразрушающего контроля для определения поверхностных дефектов на выкованной оси.
32. Ось по п.5, отличающаяся тем, что она изготовлена способом по любому из пп.9-13, 15 или 16.
33. Ось по п.6, отличающаяся тем, что она изготовлена способом по любому из пп.9-13, 15 или 16.