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RUEDAS DE FERROCARRIL MICRO ALEADAS
Eng. MSc Domingos J. Minicucci
Gerente Desenvolvimento
MWL Brasil
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GRUPO GMH
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PRODUCTOS
Ruedas Forjadas
Esboço de Engrenagem
Ruedas para Grua
Rodeiros de carga
Lingotes de AceroEjes
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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
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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)
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Ciclo: expansión y contracción
PROCESO DE FATIGA - RUEDAS
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2
1
FATIGAFATIGA
PROCESO DE FATIGA
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)TRATAMIENTO TÉRMICO
Ref: Rodas e eixos ferroviários – Conceitos básicos, Minicucci D. – 2011, pg 33
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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
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CONTACTO RUEDA - RIEL
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INTENSIDAD DE CARGA
40 Tons
Φ 25 mm11
Tension de
800 MPa
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MATERIAL FLOW - SHELLING
Microestrutura Laminar
Lascas/Trincas
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SHELLING Y GRIETAS
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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.
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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
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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
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APLICACIONESCARGA PASAJERO
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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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