国鉄D52形蒸気機関車
ボイラー台内部に設置された本形式の給水加熱器は場所的に保守点検が困難であったため、D51形と同様に煙室上部煙突前部に移設されて煙突が50 mm後方へ移設されており、あわせて燃焼室とシリンダーの間に排気つなぎ管が追加されている。また、ブラストノズルへの吐出加減装置は1950年にボイラーの燃焼機構の改良策として試験されたもので、C61形から搭載されたものであり、自動給炭機により粉砕された粉炭による火床詰まりに起因する通風不良への対応としてC61, 62形およびD52, D62形に装備されている。この装置は吐出管内中央部に設置した、先端が水滴形の加減棒を上下に動かすことで吐出口径を加減するものとなっており、C61形、C62形では煙室横部のレバーで加減棒を操作するものであったが、本形式およびD62形のものは運転室内助士席側に設置されたハンドルで操作が可能なものとなっている。動力火格子装置はD62形で好成績であった、蒸気分配弁を回転滑り弁からピストンバルブに変更し、揺シリンダー径を140 mmとしたものとしており、火格子は自動給炭機を装備したことから、構造の簡易化のため前後左右の4分割からC62形やD62形と同じ左右2分割のものに変更されている。
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かかわらず、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。
東海道本線は1949年に浜松間が電化され、以降1953年に稲沢まで、1955年に米原、1956年に京都までが電化されて東京 - 神戸間が電化され、一方、山陽本線は1958年に西明石 - 姫路間が電化され、以降1959年に上郡まで、1960年に倉敷、1961年に三原、1962年に横川までと順次電化区間が延伸され、1964年7月25日の横川 - 小郡間の電化により全線電化されて本形式の運用区間も順次短縮されていったが、柳井機関区と小郡機関区に配置された本形式の一部は1966年6月まで使用されていた。
山陽本線の瀬野 - 八本松間の通称「瀬野八」(10.6 km)は特に上り線で22.6 ‰の勾配が連続する難所で補助機関車を使用して運転されていた。補機には1931年からD50形が、1935-36年からはC52形が使用され、さらに1941年からはD51形が使用されたが、1945-46年に本形式が瀬野支区に配置されて使用されている。本形式は同区間を通る上り旅客列車と軽量の貨物列車には単機、重量貨物列車には重連で使用されており、特急列車では広島から補機が連結され、その後部にはテールマークが設置されていた。その後1962年5月12日にこの区間を含む山陽本線の三原 - 広島間が電化がされて翌1963年からはEF59形が使用されるようになったが、本形式の補機は1964年6月まで使用されていた。
大宮機関区と新鶴見機関区に配置された機体は1946年から1954年まで東北貨物線、赤羽線、山手貨物線、品鶴線で使用されており、大宮 - 赤羽 - 大崎 - 新鶴見間でD51形とともに貨物列車を牽引している。
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