国鉄D52形蒸気機関車
D52形蒸気機関車(D52がたじょうききかんしゃ)は、日本国有鉄道(国鉄、製造時は鉄道省→運輸通信省)の貨物用テンダー式蒸気機関車である。
愛称はデゴニ。
本形式は第二次世界大戦に伴う戦時輸送のために導入された大型貨物用蒸気機関車であり、燃焼室を持つ大型のボイラーを採用したことと、資材不足に対応するための戦時設計となっていることが特徴である。
本形式が計画、製造された1940年代頃の日本では1937年の日中戦争開始、以降人も物資も動きが活発になっており、旅客列車は毎年10 - 20千 km、貨物列車は20 - 30千 kmの増発が行われ、以後6年間で旅客列車は60千 km、貨物列車は110千 km 増加していた。
さらに、太平洋戦争の進展に伴い、日本国内の貨物輸送は貨物船の陸海軍による徴発とアメリカ軍の攻撃による喪失が増大したこともあって産炭地からの石炭輸送を中心に内航運輸の輸送力が不足した。これに対応するため、1942年10月6日に閣議決定された「戦時陸運の非常体制確立に関する件」および「戦時陸運非常体制確立方策要綱」においては船舶建造の遅延、海難其の他に事由に因る海上輸送力の減退状勢に対応し、且つ今後に於ける非常事態の生起をも考慮し、(略)戦時陸運の非常体制を確立し、以て内地沿岸海上輸送の貨物は極力之を陸上輸送に転移せしめんとすとして戦時陸運の非常体制を確立し、まずは石炭輸送の確保を主眼とし、逐次鉄鋼その他の重要物資の海上輸送を陸上輸送に移して余剰の船舶を満洲・中国大陸方面や南方方面からの輸送に充てるための5項目からなる要綱が定められ、その要綱の下に9項目からなる措置が定められており、そのうち国内輸送に関する主な事項は以下の通りであった。
関門トンネルを経由する九州炭の輸送能力を年間750万トン程度を目標として増強する。
北海道炭は青函連絡船の増強により輸送能力の年間250万トン程度を目標として増強する。
危険性の高い太平洋側の海上輸送を日本海側への陸揚げ・陸上輸送への連携にシフトさせて、月間13万トンから50万トン程度に引上げる。
輸送線区・設備の増強工事の施工、車両の増備および改造、荷役力・小運搬力の増強・石炭荷役設備の整備などの緊急措置を行う。
この計画を念頭に、1943年2月のダイヤ改正では旅客列車を21千 km削減して貨物列車約20千 kmを増発し、その後も約2か月毎程度のダイヤ改正を行って北海道・九州・裏日本揚の石炭輸送増や山田線の鉄鉱石輸送開始に対応し、さらに同年10月のダイヤ改正では旅客列車を約46千 km削減して貨物列車約35千 kmを増発して貨物列車の運行は398千 kmの設定となり、旅客列車の削減により余剰となった機関車を貨物列車に回すとともに、列車運行の効率化などを行うなどの施策によりこれに対応している。1944年に入ってもダイヤ改正が続き、4月には第五青函丸の就航に伴う北海道炭輸送増強と急行列車13.4千 kmの削減、6月には九州炭輸送増強のための貨物列車9.5千 kmの増発などが実施され、10月のダイヤ改正では旅客列車を6千 km削減して貨物列車を17.5千 km増発し、旅客列車350千 km・貨物列車430千 kmの設定となっている。1937年から1945年の間の輸送量の変化は以下の通り。
1937年の日中戦争開始に伴い鉄道動員体制となったことと、開戦に伴う旅客・貨物の輸送量増加に対応するため、1938年度に「輸送力拡充4 ヵ年計画」(1941年度まで)を策定し、総額96.6百万円の予算のうち、車両増備にその55%を当して輸送力の増強を図ったが、資材不足により次第に計画達成率が低下していた。その後、1942年度から10か年の「交通施設長期整備計画」を策定し、当初の5年間は毎年220百万円の予算のうち22%を車両増備に充てることとしていた。しかし、1942年の戦時陸運非常体制確立に伴いこちらに経営資源を振り向けることとなり、1943年7月20日の閣議決定により、「鉄道車輌の計画増産確保に関する件」が以下の通り定められた。
車両製造および修繕能力を最大限に発揮するため、鉄道省の技術・労務・資材・施設・経験等を活用して鉄道省の工場・機関区・検車区と民営工場とを一体的に総合運営する
これに伴い、民間の車両製造工場も国家総動員法に基づき鉄道大臣の管理下に入れて官民一体で車両製造・修繕にあたることとなり、各民間工場に監理官が配置されて指揮監督または指導斡旋を行った。1937年から1945年にかけての蒸気機関車の発注状況は以下の通り。
一方、開戦により車両用の資材が不足する状況となり、1938年製造のC58形以降代用材が使用されるようになり、1939年11月には269項目からなる「蒸気機関車代用材ー覧表」を設定して新製・修繕に適用し、一部部品については代用材使用に対応するための設計変更が実施された。さらにその後、一層の資材の節約を図るため、1943年1月4日付の「戦時規格委員会規程」で制定された戦時規格委員会において戦時陸運非常体制下における車両の生産増強のため以下の5項目について検討がなされた。
工程・艤装の簡易化
これらの検討の結果、戦争に勝つまでの2-3年を目途として、耐久力は問題外として急速大量生産するための、いわゆる「戦時設計」が策定され、1943年5月10日にD51形を対象に「戦時設計要網」およびその施行細則が定められ、これに基づいた「D51形蒸気機関車戦時設計詳表」をもとにD51形戦時型が製造されるとともに、他形式の新製・修繕にもこれが準用されている。戦時設計は「重要資材の節約」「資材確保の容易化」「製作工数・動力等の節約」の3項目の観点で定められており、これによるD51形の資材削減状況は下表のとおり。
1930年代後半から1940年代前半において、鉄道省ではD51形を増備していたが、同形式はD50形を元に粘着重量の軽減、全長の短縮など地方路線でも運用しやすくすることを重視した設計であったことから、前記のような状況を踏まえ、幹線の貨物列車牽引用としてD51形より出力の高い蒸気機関車が鉄道省内で検討されていた。
そのような中で、動輪の軸重を16 t以上、ボイラーをD51形より大型化させたD形機で、3種類のボイラー容量毎にKD50形、KD51形、KD52形としたものが1939年に、車軸配置を1D2としてさらに大容量のボイラーを採用したKD53形および、ボイラーに燃焼室を採用したKD54-A形、KD-54B形が1940年にそれぞれ計画され、このうち、KD54-B形はD51形と同程度の下回りに燃焼室を備えた大型ボイラーを載せたもので、後にD52形となったものである。これらの計画機とD51形、D52形、1943年に計画されたKE50形の比較は以下の通り。
当時は蒸気機関車の設計は主要部の鉄道省が、詳細設計は鉄道省と民間会社が分担しており、D52形も同様の体制で進められていた。1943年春時点では設計がある程度進んでいる状況であったが、その後「戦時設計要網」の適用や設計の見直しを行い、鉄道省が詳細設計を担当して急遽設計の手直しが行われた。製造に当たっては、変更点が多岐にわたる戦時設計のD51形とD52形は民間工場の混乱を防ぐために鉄道省の浜松工機部と鷹取工機部で先行製造されることとなり、本形式は1943年9月に製造が開始され、12月21日に鷹取工機部でD52 21号機が、12月28日に浜松工機部でD52 1号機が竣工している。その後、鉄道省の工場に引続いて民間の汽車製造・日本車輌製造・川崎車輛・日立製作所・三菱重工業でも生産が開始され1944年には量産体制となった。
D52形はD51形より動輪上重量を増して粘着引張力を増強するとともに、その分の重量とD51形が搭載していたデッドウエイトを廃止した分の重量を利用したボイラーの大形化と高圧化により、シリンダー引張力および出力の増強を図っている。また、火室に燃焼室を設置することにより、ボイラー効率をD51形の70 %から78 %に向上させるとともに煙管の短縮による資材の節約を図り、また、これにより重心を前方に移すことによってD51形では後方に偏っていた軸重バランスを前方に移して均等化を図っている。一方、各部の構造については機能の改善を図るとともに生産性向上や資材入手の容易化を考慮して、単なる代用材の使用に留まらずに銅、鉛などの重要資材の節約を図った本格的な銅鉛節約設計となっており、これらの設計により、D52形はD51形との比較において空車重量(≒資材所要量)は5 %、製造時の工数は約6 %それぞれ増加したが、出力は約22 %の増加となり、重量および所要資材量・工数あたりの出力が増強されている。
本形式の原設計は極端な戦時設計ではなく、主連棒のビッグエンド(主動輪側端部)の丸ブッシュ化や鋳鋼製主台枠の採用などはされていたものの砂箱・蒸気溜カバーは通常の形状で除煙板も鋼製のものであった。その後設計途中で戦時設計が採用されて砂箱・蒸気溜カバーの角型化や、台枠・弁装置などに鋳鋼製部品使用といった資材確保や工作の簡易化、銅系材料の節約、除煙板や踏板、炭水車の炭庫といった部分に木材を代用材として採用するなどの変更がなされ、総体として非常に質の悪いものとなった。 また、給水加熱器もボイラー台の中に排気膨張室兼用のものを設置して配管を簡略化と金属材料の使用量削減を図っている。本形式が準拠している戦時設計の代表的なものは以下の通り。
大形機関車でもボイラー缶胴の長手(レール方向)継手を溶接組立とする。
主連棒のビッグエンド(主動輪側端部)の形状を丸ブッシュとして、主動輪のバランスウェイト内に充填する鉛を全廃。
車軸受金に三メタル式のものを採用。
炭水車水タンクの外郭によって列車荷重を負担し、台枠の骨組を廃止。
炭水車輪心の鋳鉄化。
タイヤの止輪の廃止。
歩み板、石炭庫の木造化。
また、資材および人員の不足による細部の設計変更は本省の承認を得ることなく、工場長や各民間工場に配置されていた監督官の判断に任せられたとされており、そのため、蒸気溜・砂箱のカバー、除煙板、煙突などの形状の変更や、工作の簡略化や装備の省略が行われ、結果として形態が多様化している。
本形式のボイラーは、D51形から動輪上重量を増大させた分の重量を利用した大容量化、燃焼室の設置による燃焼効率の向上、過熱蒸気温度の確保によるボイラー効率の向上などを図り、D51形から大幅な増強を図ったものである一方、戦時設計に対応して使用材料や工数の削減、資材確保の容易化を図ったものであることが特徴となっているそのため、戦時中はボイラーの爆発事故が多くなった。なお、ボイラーの大型化により、機関車の重心高さは旅客用のC59形(1665 mm)と同等の1660 mmとなっている。
ボイラーの種類は3種(甲缶、乙缶、丙缶)あり、丙缶はボイラー用材の幅広鋼材が不足したため各缶胴の長さを変えて2000 mm幅のボイラー用材からでも製造可能となっているが、煙管長は各缶種とも5000 mmのままとしたため、丙缶では燃焼室長が短くなっている。原設計は甲缶で、缶胴の長手(レール方向)継手はリベット組立、缶胴の周接手は将来の増圧 (18 kg/cm2) を考慮してリベットが2列であったが、乙缶・丙缶では長手継手をC12形、C56形、C11形で実績のあった溶接組立とし、周接手はリベットを1列とするなど、構造の簡略化が図られている。なお、日本国有鉄道刊の『鉄道技術発達史』では「甲缶は実際には製造されていない」と記述されている一方、「甲缶が鉄道省→運輸通信省の工機所製、乙・丙缶が民間工場製が大体の区分とされている」とする文献や、「甲缶が鉄道省→運輸通信省の工機所製、乙缶が1943年度発注の汽車製造および日立製作所製、丙缶がその他」とする文献があり、形式図においてはD52 1-142号機を燃焼室甲(甲缶もしくは乙缶)、D52 143号機以降を燃焼室乙(丙缶)としている。ボイラー種別ごとの要目は以下の通り。
燃焼室は、火室の前方に、甲・乙缶は1000 mm(燃焼室甲)、丙缶は920 mm(燃焼室乙)のものを設けており、D51形と比較すると火格子面積の3.27 m2から3.85 m2と17 %増となったのに対し、火室容積を4.37 m3から7.0 m3(燃焼室甲、燃焼室乙では6.88 m3)と60 %(57 %)拡大した結果、火格子面積/火室容積比はD51形の1.33から、石炭中の炭素および揮発性成分の両方が十分に燃焼されるため適切とされる1.6 - 2.0の範囲内の1.81(燃焼室甲、燃焼室乙では1.79)となっている。また、火室における輻射による伝熱量は煙管における接触による伝熱量にに比べて約10倍で、ボイラー内での缶水の熱吸収の大半は火室周辺におけるものであり、本形式の火室伝熱面積もD51形の12.7 m2から20.1 m2(燃焼室甲、燃焼室乙では19.7 m2)に拡大されて伝熱量の増大を図っている。燃焼室は1920年代のアメリカにおいて普及したもので、南満洲鉄道や朝鮮鉄道でも1927年以降採用されるようになり、日本においても1920年代後半以降研究が進められていたが、1926年にアメリカから輸入したC52形において、アメリカのメーカー側では燃焼室の採用を計画していたが鉄道省側でこれを不採用としている。その後、1932-33年度にはD50形とC51形で現車試験も実施されてその有効性も確認された一方で、構造上複雑となるため本形式に至るまで実装はされなかったが、本形式ではボイラーの重量配分を前方へ移して各動輪の軸重を均等化する目的もあって燃焼室が設けられている。
燃焼室が設置されて大煙管長さが5000 mmに短縮された一方で、大煙管本数を7列 × 5段の35本として過熱面積をD51形の64.4 m2から77.4 m2に拡大するするとともに、過熱面積/全蒸発面積比を0.41から0.46に向上させている。この過熱面積/全蒸発面積比は過熱温度上昇によるボイラー効率向上のため、最初にこれを考慮して設計された8620形の実績を基に採り入れられた指標で、その後設計される機関車はこの数値を約0.3以上とすることとしたものである。さらに、本形式では燃焼ガスの煙管に対する配分を改良して過熱温度を高めるため、ガス通路の流体抵抗に着目した川崎車輛の提案に基づき、過熱管の煙室側折返部を煙室内から大煙管内に変更している。
これらの設計の結果、本形式においては過熱蒸気温度は平均368.5 °C、瞬間値ではD51形では358°Cであったものが375 °Cとなり、試験台試験における比較において、燃焼率500 kg/m2/h時のボイラー効率はD51形の70 %から78%に、伝熱効率は79 %から84 %に、ボイラー効率は55 %から59 %にそれぞれ向上し、ボイラーへの熱入力量が同一であった場合、指示出力はD51形より約10 %向上している。
車軸配置はD50形、D51形と同じく、火格子面積を大きくとることができる1D1(日本国鉄式)、2-8-2(ホワイト式)もしくは通称ミカドと呼ばれる配列で、直径1400 mmの動輪を4軸、直径860 mmの先輪もしくは従輪を有する1軸先台車および1軸従台車をそれぞれ装備している。軸距は先輪 - 第1動輪間2500 mm、第1 - 第4動輪間は各1550 mm、第4動輪 - 従輪間2450 mmとしており、各動輪間の軸距はD51形と同一であるが、先輪 - 第1動輪間が50 mm、第4動輪間 - 従輪間が100 mm延長されているほか、前台枠先端 - 先輪間も50 mm延長されている一方で、後台枠後端 - 従輪間は150 mm短縮されており、台枠全長がD51形より50 mm短縮されている。各車軸のばね装置は上ばね式の重ね板ばねで、先輪と第1動輪の左右の軸ばね群およびイコライザーで1点、第2 - 4動輪と従輪の左右の軸ばね群およびイコライザーで左右2点の3点支持式として、先輪 - 第2動輪で1点・第3動輪 - 従輪で2点としていたD51形と比較して負担重量の均等化を図っているほか、第4動輪に6 mmの横動量を付与して曲線通過性能を確保している。また、先台車はD51形と同じコロ式復元装置・1点支持で心向棒長1600 mmのLT128、従台車はC57形やD51形が装備するLT157を若干変更した、ばね式復元装置で心向棒長1800 mmのLT157AもしくはLT157Bを装備しており、軸箱と軸ばね間の滑り台が前者は開放式、後者は密閉式となっている。
台枠は厚板鋼板を使用した棒台枠で、 前部端梁まで厚板鋼板台枠であったD51形と異なり、前台枠とボイラー台をC12形・C56形やC55形以降の大型旅客用機関車と同様の大型鋳鋼部品としてシリンダーとともに主台枠にボルト止めしており、D51形で多発して問題となっていた主台枠のシリンダー取付部後部のクラックに対しては、台枠の切抜部隅部分の形状変更をもって対策としている。一方で、台枠中間鋳物はD51形と共通品を使用しているほか、後部台枠は後のD62形のように左右間隔を狭めて資材と工程の節約を図る案もあったが、発案時点ですでに製造段階に入っていたため、D51形と同様の、後台枠が従輪の外側に張出す構造のままとなっている。また、従来の機関車の主台枠板は厚板鋼板を切抜加工したものを使用していたが、本形式では厚鋼板切抜加工のものと鋳鋼のものの双方が用意されている。鋳鋼製の主台枠はアメリカや南満洲鉄道などでは基本とされていたもので、日本においてもC52形の主台枠が鋳鋼製であったほか、1936年にC55形を例にとって鋳鋼製主台枠と厚板切抜式主台枠の比較がなされた結果、両者の間に大きな差はないとされた。その後、日中戦争の影響によって厚鋼板が入手困難となったことに伴い、D51形、C11形、C57形、C58形に鋳鋼製台枠の追加設計がなされ、C59形および本形式は当初から鋼板、鋳鋼双方に対応できる設計がなされている。
弁及びリンク装置と走り装置にはワルシャート式弁装置を使用しており、シリンダーはD51形と同じ直径550 mm、行程660 mmで使用圧力増加分だけシリンダー牽引力を増強している。戦時設計要網および施行細則により、リンク装置の鍛造部品の型打部品もしくは鋳鋼部品への変更や、ブッシュ類の銅系材料の削減などがなされており、また、本形式では主連棒のビッグエンド(主動輪側端部)をアメリカや南満洲鉄道で標準とされていた丸ブッシュ式としている。従来の機関車ではビッグエンドに角形で調整式のブッシュを使用し、重量バランス確保のため主動輪のバランスウエイト内部に鉛を充填していたが、本形式の丸ブッシュ式は鉛の節約と主連棒の回転不釣合の軽減を目的としたもので、調整機構のない分だけ軽量化を図り、主動輪バランスウエイト内の鉛を全廃したものである。
先輪および従輪はディスク式、動輪はボックス式で、タイヤの抜出し防止用の止輪が廃止されているほか、先台車・従台車の軸受や棒類の受金に三メタル式のものが使用されている。タイヤの止輪はその要不要が1920年代より議論され、南満洲鉄道において焼嵌めのみで止輪を使用しない方式での実績があったこともあって国内でも試験が行われており、戦時設計に際して廃止されている。三メタル方式は受金の銅系材料の削減のため採用されたもので、受金を鋼製のものに銅合金を裏貼りしたものとして、さらにその上に軸受合金としてホワイトメタルを貼る方式となっている。また、汽車製造製のD52 379-384号機の6両は原形の鋳鋼製のボックス輪心に代えて、円板を湾曲させて一枚板構造とした鋳鋼製のディスク輪心を使用した。この方式はボックス輪心と同時期にアメリカで開発されたもので、二重壁構造のボックス輪心で鋳造時に必要となる中子を不要として工数を削減したものとなっている。さらに、日立製作所製のD52 393-416号機および三菱重工業製のD52 146号機は先輪に、後述する炭水車用車輪と同じ鋳鉄製二重壁の輪心のものを装備している。
ブレーキ装置は自動空気ブレーキ、手ブレーキを装備しており、基礎ブレーキ装置は台枠内第1および第3動輪間の内側にブレーキシリンダを1基ずつ搭載し、それぞれ第1・2動輪および第3・4動輪の2軸ずつ計4軸に作用する片押式の踏面ブレーキとなっており、制動軸や一部の制動梁はD51形と共通品を使用している。制輪子は制輪子に制輪子ホルダーが付き、そこに制輪子を取付ける乙種のうち、機関車は乙-163号(制輪子ホルダーは偏心1号)、炭水車は乙-162号(制輪子ホルダーは偏心2号)を使用している。
空気ブレーキ装置は蒸気機関車標準のET6を採用している。この方式はアメリカのウェスティングハウス・エア・ブレーキが開発したもので、H6自動ブレーキ弁、S6単独ブレーキ弁、6番分配弁、C6減圧弁、B6吸気弁などで構成されるもので、その特徴は以下の通りとなっている。
構造が簡単で取付および保守が容易。
非常ブレーキが使用可能。
ブレーキ弁に連動して元空気溜圧力を2段階に設定可能。
補助機関車もしくは無火回送時においても客車・貨車と同様にブレーキが作用する。
運転室は1937年度発注のC58形以降、C59形や計画機のKD51形、KD52形、KD53形では、乗務員の安全性向上や灯火管制に対応できるといった利点のある密閉式の運転室を装備していたが、本形式では開放式の運転室としている。また、アメリカの機関車と同様に運転室の荷重を後台枠に負担させず、ボイラーに取付ける方式としているほか、運転室内の機器類は戦時設計により、速度計の省略や圧力計類の簡素化、運転室内灯の削減などの簡素化がされている。
本形式の煙突はボイラーが機関車前方へ延長されたことに伴い、シリンダ中心線より600 mm前方にずれていることが特徴となっており、これにより容積の大きくなったボイラー台内部のスペースのうち、上半部を容積0.303 m3の排気膨張室とし、下半部には水管を配置して給水加熱器として、給水加熱器筐体と配管の資材を節約している。また、煙突は鋼板溶接組立のものと鋳鉄製のものがあり、いずれも煙突基部とボイラー間の取付座を省略している。
砂箱・蒸気溜カバーは形状を簡略化としており、製造時期や製造所によって、断面の角型・カマボコ型の違い、砂箱部と蒸気溜部の段差の有無、前後端部の形状の違いで5種類に大別される。また、除煙版は原形においては前部端梁より先端部が張出しており、下隅部に丸みをつけた形状であったが、戦時設計においては原形の形状のまま木製化したもののほか、先端部を前部端梁の位置としたものが前方の上隅部の形状の違い等により3種の計4種に大別される。
炭水車は当初C59形と同一の10-25形を使用することを予定していたとされるが、戦時設計の導入により、戦時設計のD51形が装備する10-20形台車の全長と台車中間距離を1200 mm延長して石炭および水の搭載量を増大させた12-25形を装備している。戦時設計の炭水は使用石炭の質の低下ならびに貨物列車の重列車長距離化の傾向から、積載炭水量を増加させた一方で、全面的設計変更を行いって所要資材を削減しつつ積載容量増に対応し、かつ、運転整備重量を減少することにより勾配区間における機関車の牽引能力を増大させている。
この炭水車は、前端部側に中間緩衝器受・中間引張棒受と台車心皿を設置した鋳鋼製の前台枠を、後端部側には連結器の伴板守と台車心皿を設置した同じく鋳鋼製の後台枠を設置し、前後の台枠間は、水タンクの底板を6 mm厚の鋼板を使用した船底型のものとして、ここに重量および引張力・連結衝撃を負担させるフレームレス構造としたものである。また、炭庫部分は石炭の質が悪化したことに対応して容量を当初計画の10 tから12 tに増大するとともに、転車台が空襲の被害などで使用できない場合の逆行運転を想定し、後方視界を確保するために水槽部分より幅を狭めた形状となった。このほか前床板、道具箱などを木造のものに変更したほか、基礎ブレーキ装置部品や配管を簡素化している。
台車は構造を簡素化したベッテンドルフ式の鋳鋼製側枠式台車のLT204形を装荷し、車軸を従来の長軸のものから短軸にしたほか、車輪の輪心を鋳鉄製の箱型輪心としている。なお、枕ばねは重ね板ばねであるが、初期に製造されたものは3組並列のもの、その後製造されたものは2組並列のものとなっている。
本形式は設計に並行して1943年6月から2か所の鉄道省(→運輸通信省)の工場(工機部)で先行的に部品や機関車本体の製造を開始し、その後に製造計画を割り当てられた民間メーカー5社による本格的な製造に移行した。本形式は1943年度に150両、1944年度に220両が発注されて、D51形(1943・44年に計260両を発注)と並行して生産されることとなったが、1941年度以降の蒸気機関車の生産状況は発注年度内に竣工するものは少なく、翌々年度に竣工がずれ込むものもあるといった状況であり、本形式は発注370両のうち、終戦後にも納入が認められた1945年度末竣工分までの計285両が生産された(最終出場は、1946年3月31日付、日本車輌製のD52 62号機。実際の竣工日は4月16日。)。未竣工は計85両で、メーカー各社に残った素材は戦後の輸出向機関車に転用されたとされており、川崎車輌で製造されたサハリン向けのD51形7両には本形式用の主台枠が流用されている。
発注時の予定最終番号はD52 492号予定機で、D52 153-197・256-332号機は予定欠番であったが、生産計画について、鉄道車輌史研究家の臼井茂信はD52 153-197号予定機を三菱重工業生産割当分、D52 256-332号予定機を川崎車輌生産割当分として計約500両の計画、同じく蒸気機関車研究家の金田茂裕は予定欠番分を除く約400両の計画であったとそれぞれ推定している。
竣工年度・製造所ごとの番号、製番、両数は下表のとおり。
また、発注年度・製造所毎の、発注両数と予定機番は下表のとおり。
戦時設計の主旨は、加工を簡略化すべきところはこれを徹底的に簡略するが、重要部分に対してはむしろ細心の加工を要求したものであり、機会あるごとにこのことは強調されていたが、実際には使用資材の品質不良や熟練工の不足、戦時設計に便乗した粗製乱造などにより粗雑な製造の機体が多かった。このため、設計上の性能はD51形よりも大幅に改善されており、D52 1号機による試験結果も好成績で、上り10 ‰までの区間では一般貨物列車が19 km/hで1100 t、石炭貨物列車が17 km/hで1200 t牽引と設定されたにも関わらず、本来の性能を出せない機体が多く、1944年末の大阪鉄道局管内を例にすると配属33両中12両が材質や工作状態の不良による故障を起こしていた。
また、保守・修繕においても、本形式に限らず資材入手難や代用材使用の影響により状況は困難なものであった。例えばボイラー水面計のガラスは戦前においては平均1年程度の耐久性であったものが、戦時中においてはほぼ毎日交換が必要で、場合によっては一仕業中に数回の交換を要したこともあり、また、断熱材やパッキン・ガスケットに使用される石綿の入手難から、煙室扉のパッキンにグラスウールや場合によっては土で目塗りをして代用とした事例や、加減弁作用軸部のパッキンを樹皮で代用した事例もあった。また、代用材料に関しては、戦時設計によるもののほか、代用材を使用するよう指定されなかった部品においても資材入手難から代用材料を使用せざるを得なかった部分も多く、銅系材料の部品を鉄系材料としたものについては錆の発生や固着に、鋼製部品から鋳鋼もしくは鋳鋼から鋳鉄としたものについては亀裂や割れによる破損に悩まされ、代用材として木材を使用した箇所は木材の反りや割れ、腐食の発生に悩まされていた。
ボイラーについては、製造不良や戦時規格にも適合しないボイラー用鋼板が材料として使用されたものがあったほか、運用上の酷使や整備の不良もあり、1945年に死傷者を伴うボイラー破裂事故が3件相次いで発生した。そのため一旦全機の使用が停止され、X線によるボイラーの検査等を実施する一方、応急的な対策としてボイラー水位を高めたり火室控の交換、蒸気圧の減圧といった処置を施して対応したが、事故および状態不良で1946年 - 1950年に以下の55両が廃車となった。