RUEDAS DE FERROCARRIL MICRO ALEADAS

Eng. MSc Domingos J. Minicucci

Gerente Desenvolvimento

MWL Brasil

GRUPO GMH

PRODUCTOS

Ruedas Forjadas

Esboço de Engrenagem

Ruedas para Grua

Rodeiros de carga

Lingotes de AceroEjes

2830

3235

3740

4245

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1970 1974 1986 1996 2004 2011 2014 2016

TONS/EIXO

Fonte: IHHA 2015 – Perth Austrália

AUSTRÁLIA - 2015

BRASIL

4

EVOLUCIÓN DEL CARGA /EJE

PROCESO DE FATIGA

2

1

σσσσ (Tension)

Tiempo

2

1

(Compresión)

(Tracción)

Una rueda gira 55 millones de veces por cada 160.000 Km(The influence of creep forces on surface fatigue of wheels – Eric E. Magel – Centre for Surface Transportation Technoly – Canada)

Ciclo: expansión y contracción

PROCESO DE FATIGA - RUEDAS

2

1

FATIGAFATIGA

PROCESO DE FATIGA

)TRATAMIENTO TÉRMICO

Ref: Rodas e eixos ferroviários – Conceitos básicos, Minicucci D. – 2011, pg 33

As-quenchedAfter simulatedservice (braking)

DEPTH

(-) STRESS (+

)

0.25 in

(0.6 cm)

contours in MPa (1 ksi = 6.895 MPa)

INVERSIÓN DE LAS TENSIONES DEBIDO AL FRENADO

Ref: Rodas e eixos ferroviários – Conceitos básicos, Minicucci D. – 2011, pg 54

CONTACTO RUEDA - RIEL

INTENSIDAD DE CARGA

40 Tons

Φ 25 mm11

Tension de

800 MPa

MATERIAL FLOW - SHELLING

Microestrutura Laminar

Lascas/Trincas

SHELLING Y GRIETAS

ACERO MICRO ALEADO

• La adición de micro aleaciones, mejora las propiedades del material conel fin de reducir la tasa de desgaste y mejora la tenacidad. Por definición, el acero micro aleado tiene máximo de 0,05 % en peso de elementos dealeación micro , que son fuertes formadores de carbonitos ( vanadio,niobio o titanio).

• MWL Brasil utiliza niobio como elemento de aleación micro (C +)

• En Arabia Saudita , MWL desarrolló una rueda micro aleada que sigue elrango de dureza de clase C, que aumenta el límite elástico y laprofundidad de la dureza.

COMPARACIÓN

• Comparación de lo material C+, AAR clase C and AAR clase D.

Mechanical Properties Clase C C+ AAR Clase D MWL Clase D*

Resistance (MPa) 950 1145 > 1083 1150

Yield Stress (MPa) 700 850 > 760 894

Elongation (%) 10 13 -14 > 14 14 -15

Area Reduction (%) 15 34 > 15 40

Hardness Range (BHN) 321 - 363 335 - 363 340 - 415 341-415

*En proceso de aprobación en TTCI - USA

RUEDAS COM ALMA EN “S”

Rueda 36”

155,3 Ksi

1070,7 MPa

88,3 Ksi

608,8 MPa57,4 Ksi

395,6 MPa

30 Tons

15

To

ns

30 Tons

15

To

ns

15

To

ns

30 Tons

APLICACIONESCARGA PASAJERO

CONCLUSIÓN

El material C+ sigue el rango de dureza clase C con ventajas :

• Alto límite elástico con el fin de resistir la intensidad de tensiones fuertes en el transporte pesado .

• Alta dureza en las capas más profundas de la llanta.

• La microestructura en la llanta es perlita fina.

• Para área de pasajero, reduce desgaste de la rueda con aplicaciones en ruedas con dureza inferior as de carga.

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domingos@mwlbrasil.com.br