Сертификат соответствия ЕАЭС RU С-RU.ЖТ02.В.00382/20, от 12 марта 2020 г.

Рисунок 1 – основные размеры поперечного сечения рельса

Рисунок 1 – Основные размеры поперечного сечения рельс1 – головка рельса; 2 – шейка рельса; 3 – подошва рельса

Таблица 2 – Основные размеры поперечного сечения рельсов    

В миллиметрах

Отклонения контролируемых размеров и формы поперечного сечения рельсов должны соответствовать значениям, указанным в таблице 3.Таблица 3 – Допускаемые отклонения размеров и формы поперечного сечения рельсов    

В миллиметрах

5.2.1.2 Вогнутость основания подошвы рельсов не допускается.

5.2.1.3 Размеры рельсов, используемые для построения прокатных калибров и не контролируемые при приемке рельсов, приведены в приложении Г.

5.2.1.4 Расчетные параметры конструкций рельсов приведены в приложении Д.

Рисунок 13 – вид и основные размеры образца для испытаний на статическую трещиностойкость

Размеры в мм

Рисунок 13 – Вид и основные размеры образца для испытаний на статическую трещиностойкость
Ширину надреза, обозначенную “” на рисунке 13, устанавливают не более 3,5 мм. Для установки пружинных датчиков смещения допустима приварка упоров импульсным разрядом или точечной сваркой, в этом случае отверстия с резьбой для крепления упоров не делают.
7.22.2 При создании усталостной трещины от надреза и затем при испытаниях используют схему нагружения образца – плоский трехточечный симметричный изгиб.
Предварительное нанесение усталостной трещины выполняют, соблюдая следующие условия:
– циклическое нагружение с асимметрией от 0 до плюс 0,1 (надрез в зоне растяжения);
– частота нагружения – от 5 до 120 Гц;
– температура образца вблизи края растущей трещины должна быть не выше 40 °С, а температура в помещении, где проводят испытания – (20±5) °С;
– трещину усталости выращивают до достижения от 0,45 до 0,55 ширины образца (считая вместе с надрезом от края образца), причем на протяжении последних 1,25 мм роста трещины величина не должна превышать от 18 до 22 МПа·м.
При испытании на статическую трещиностойкость расстояние между нижними опорами должно быть (180±1) мм, а температура образца – минус (20±2) °С (5.19). Температуру образца следует измерять термопарой, приваренной без оплавления к образцу на расстоянии от 5 до 10 мм от вершины трещины.

7.22.3 В остальном порядок проведения испытаний, требования к оборудованию и обработка результатов – по ГОСТ 25.506.

Рисунок 11 – вид и основные размеры образца для определения скорости роста усталостной трещины

Размеры в мм

Рисунок 11 – Вид и основные размеры образца для определения скорости роста усталостной трещины

Примечание – В европейской стандартизации основные размеры образцов установлены в [1].

Радиус закругления дна надреза должен быть не более 0,25 мм, шероховатость поверхностей надреза не более Ra 1,25.

7.20.2 Испытания проводят при температуре воздуха от 15 °С до 35 °С, относительной влажности воздуха от 45% до 80%. Образцы перед испытаниями должны иметь температуру от 15 °С до 35 °С.

7.20.3 Средства измерений должны быть утвержденного типа и поверены. Испытательное оборудование должно быть аттестовано согласно требованиям ГОСТ Р 8.568.

7.20.4 Средства измерений, испытательное оборудование должны обеспечивать циклическую нагрузку не менее 70 кН и иметь максимальную относительную погрешность измерения нагрузки ±1%. Средства измерений для контроля размера трещины должны обеспечивать диапазон измерения от 0 до 250 мм с ценой деления 0,1 мм, для контроля температуры образца – диапазон измерения от минус 20 °С до плюс 60 °С, погрешность ±1%.

7.20.5 Для проведения испытаний по определению скорости роста усталостной трещины образец устанавливают на опоры испытательной машины, расположенные на расстоянии (180±1) мм друг от друга, таким образом, чтобы предварительно нанесенный надрез находился в зоне действия растягивающих напряжений. Перед установкой на опоры испытательной машины на боковые поверхности образца, перпендикулярно оси надреза наносят метки в виде рисок, расположенных на расстоянии (1,0±0,1) мм друг от друга. Первую метку наносят на расстоянии (1,0±0,1) мм от конца надреза. По данным меткам контролируют длину трещины как при ее выращивании до начального размера, так и при испытаниях по определению скорости роста трещины.
Для создания усталостной трещины начального размера к образцу прикладывают циклическую нагрузку с коэффициентом асимметрии цикла напряжений, равным плюс 0,5, с частотой нагружения от 5 до 40 Гц. При этом максимальную нагрузку цикла выбирают таким образом, чтобы она соответствовала действию максимального напряжения в острие надреза образца:
, (1)
где – условный предел текучести стали рельсов.
Максимальную нагрузку цикла , соответствующую максимальному напряжению , определяют по формуле
, (2)
где – расстояние между опорами [(180±1) мм)];
– момент сопротивления сечения образца с надрезом, который для образца, изготовленного в соответствии с рисунками 10, 11, составляет 4083 мм.
Минимальную нагрузку цикла нагружения определяют по формуле
. (3)
Длина начальной трещины должна составлять с обеих сторон образца (12±1) мм с учетом длины надреза, которая в соответствии с рисунком 11 составляет 10-0,2 мм.
После достижения усталостной трещиной начальной длины (12±1) мм начинают второй этап циклических испытаний, на протяжении которого образец с предварительно выращенной трещиной циклически нагружают нагрузками и . Нагружение осуществляют до достижения трещиной длины (21±1) мм с учетом длины надреза или до излома образца, в том случае, если излом произойдет при меньшей длине трещины.
В процессе испытаний с интервалом 1 мм по заранее нанесенным меткам осуществляют измерения прироста трещины с обеих сторон образца и , определяемые как разность между длиной трещины в момент измерения и начальной длиной трещины (12±1) мм, и фиксируют соответствующие значениям прироста длин трещины числа циклов нагружения и . Наибольшее число точек измерения с интервалом 1 мм составит 21-12=9. Число точек измерения может быть меньше 9, в случае, когда излом образца происходит до достижения длины 21 мм.
Для каждого измеренного значения прироста трещины с двух сторон образца и определяют скорости роста трещины и по формулам:
, (4)
.                                                          (5)
Для каждой точки измерения определяют среднеарифметическое по скоростям роста трещины с обеих сторон образца ( и ) значение скорости роста трещины по формуле
. (6)
Для каждой точки измерения определяют значение коэффициента интенсивности напряжений по формуле
, (7)
где – коэффициент интенсивности напряжений;
– изгибающий момент;
– ширина образца, мм, (45±0,2) мм;
– относительная длина трещины в точке измерения ;
– толщина образца, мм, (20±0,1) мм;
– безразмерный параметр.
Изгибающий момент вычисляют по формуле:
, (8)
где – нагрузка на образец при трехточечном изгибе;
– расстояние между опорами, 180 мм.
Относительную длину трещины в точке измерения вычисляют по формуле:
, (9)
где – длина трещины в точке измерения с учетом длины надреза и первоначально выращенной трещины, мм.
. (10)

С учетом размера образца (рисунок 11)

, (11)
,                                       (12)
где (МПа) определяют по формуле
, (13)
где – амплитуда нагрузки, Н;
– изменяющийся в зависимости от длины трещины момент сопротивления сечения образца, определяемый по формуле:
. (14)
Значения параметров , , , , , (Н), (МПа), , , , , , , для каждой точки измерения заносят в журнал регистрации испытаний.
7.20.6 По результатам испытаний строят график зависимости средних значений скорости роста усталостной трещины от значений размаха коэффициента интенсивности напряжений . По данному графику находят значения скоростей роста усталостных трещин, соответствующие значениям размаха коэффициента интенсивности напряжений , равным 10 МПа·м и 13,5 МПа·м.
Результаты испытаний являются положительными, если значения скорости роста усталостной трещины, определенные при значениях размахов коэффициента интенсивности напряжений 10 МПа·м и 13,5 МПа·м, удовлетворяют требованиям 5.17 для всех испытанных образцов.

2 нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:ГОСТ Р 8.563-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измеренийГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений.

Аттестация испытательного оборудования. Основные положенияГОСТ Р 15.201-2000 Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производствоГОСТ Р ИСО 14284-2009 Сталь и чугун.

Отбор и подготовка образцов для определения химического составаГОСТ Р 50542-93 Изделия из черных металлов для верхнего строения рельсовых путей. Термины и определенияГОСТ Р 53442-2009 Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические.

Допуски формы, ориентации, месторасположения и биенияГОСТ Р 54153-2021 Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализаГОСТ 2.601-2006 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документыГОСТ 15.309-98 Система разработки и постановки продукции на производство.

Испытания и приемка выпускаемой продукции. Основные положенияГОСТ 25.502-79 Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталостьГОСТ 25.506-85 Расчеты и испытания на прочность.

Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагруженииГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условияГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условияГОСТ 1497-84 Металлы.

Методы испытаний на растяжениеГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристикиГОСТ 3749-77 Угольники поверочные 90°. Технические условияГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условияГОСТ 7565-81 Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 8233-56 Сталь. Эталоны микроструктурыГОСТ 8925-68 Щупы плоские для станочных приспособлений. КонструкцияГОСТ ИСО 9001-2021* Системы менеджмента качества. Требования________________* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ ISO 9001-2021, здесь и далее по тексту.

– Примечание изготовителя базы данных.ГОСТ 9012-59 Металлы. Метод измерения твердости по БринеллюГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурахГОСТ 10243-75 Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктурыГОСТ 16350-80 Климат СССР.

Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целейГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определенияГОСТ 17745-90 Стали и сплавы.

ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графитаГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серыГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный.

Методы определения фосфораГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремнияГОСТ 22536.5-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганцаГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный.

Методы определения хромаГОСТ 22536.8-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения медиГОСТ 22536.9-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеляГОСТ 22536.10-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный.

Методы определения алюминияГОСТ 22536.11-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения титанаГОСТ 22536.12-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения ванадияГОСТ 28033-89 Сталь. Метод рентгенофлюоресцентного анализа

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год.

Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия).

Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

2.5 Прямолинейность рельсов

Отклонения от прямолинейности на заданной базовой длине для рельсов соответствующих классов не должны превышать значений, указанных в таблице 5.Таблица 5 – Допускаемые отклонения рельсов от прямолинейности    

    Нормы прямолинейности класса А применяют для рельсов категорий ВС и СС, классов В и С – для рельсов остальных категорий.

4 Химический состав

5.4.1 Химический состав стали, определяемый по ковшовой пробе, должен соответствовать указанному в таблице 6.Таблица 6 – Химический состав стали    

5.4.2 Массовая доля остаточных элементов в стали не должна превышать:- меди – 0,20%;- никеля – 0,20% для рельсов категорий ОТ350НН, ДТ350НН, ОТ350 и ДТ350,- 0,15% для рельсов всех остальных категорий;- суммарная никеля и меди – 0,27%;- титана – 0,010%.

5.4.3 Допускаемые отклонения химического состава рельсов указаны в таблице 7.Таблица 7 – Допускаемые отклонения химического состава рельсов, не более    

В процентах

5.4.4 Массовая доля общего кислорода в рельсах не должна превышать 0,0020% (20 ppm).Допускается не более 5% плавок от месячного объема поставки с массовой долей общего кислорода свыше 0,0020% (20 ppm) до 0,0030% (30 ppm).

5.4.5 Массовая доля кислорода в высокоглиноземистых оксидных включениях не должна превышать 0,0010% (10 ppm). Данная норма начинает действовать через один год после даты введения в действие настоящего стандарта.

5.4.6 Категории рельсов устанавливаются с учетом марки стали и термической обработки рельсов по таблице 8.Таблица 8 – Категории рельсов в зависимости от марки стали и термической обработки рельсов    

7 Качество поверхности

5.7.1 Поверхность рельса должна быть без раскатанных загрязнений, трещин, рванин, раскатанных корочек, плен, закатов, раковин от окалины, подрезов, вмятин, продиров, поперечных рисок и поперечных царапин.Вид и максимальные значения параметров допускаемых дефектов поверхности в зависимости от места их расположения приведены в таблице 9.Таблица 9 – Допускаемые дефекты поверхности рельсов

В миллиметрах

5.7.2 На поверхности рельсов, предназначенных для сварки, на длине менее 200 мм от торцов не допускаются раскатанные пузыри, морщины и волосовины.

5.7.3 Допускается удаление недопустимых дефектов пологой зачисткой абразивным инструментом вдоль рельса, без прижогов, на глубину, не превышающую установленную в таблице 10. После зачистки размеры профиля должны соответствовать требованиям, указанным в таблицах 2 и 3.Таблица 10 – Допускаемая глубина удаления дефектов

В миллиметрах

5.7.4 Допускается удаление отпечатков и знаков выпуклой маркировки на шейке рельса в зоне сопряжения с накладками зачисткой абразивным инструментом вдоль направления прокатки при обеспечении размеров шейки.

5.7.5 На поверхности катания головки и основания подошвы рельсов не допускаются дефекты, выявляемые методами неразрушающего контроля согласно требованиям раздела К.5 (приложение К, метод В).

5.7.6 Поверхность торцов рельсов должна быть без рванин, расслоений и трещин. Кромки торцов рельсов должны быть без заусенцев и наплывов металла.Для рельсов без болтовых отверстий рекомендуется притуплять кромки торцов по контуру головки и шейки.

5.7.7 Поверхность болтовых отверстий и фасок должна быть без рванин, задиров, винтовых следов от сверления.

5.7.8 Для рельсов назначений ВС, СС и НН применяют нормы качества поверхности класса Е, для рельсов остальных назначений применяют нормы качества поверхности класса Е или Р.

8 Механические свойства

Механические свойства при испытаниях на растяжение и ударный изгиб должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 11.Таблица 11 – Механические свойства    

2 Приемо-сдаточные испытания

6.2.1 Приемо-сдаточные испытания рельсов проводят поплавочно.Допускается проводить приемку сборной партии рельсов от разных плавок, отставших по технологическому потоку более чем на 10 суток. В партию допускается объединять только рельсы одного типа, одной марки стали, одного класса профиля, одного класса прямолинейности, одной категории, прошедшие термоупрочнение по одному режиму (для термоупрочненных рельсов), одновременно предъявляемые к приемке в количестве не более 100 шт.

6.2.2 Рельсы одной плавки, прокатанные или термоупрочненные с разрывом более 10 суток, подвергают приемо-сдаточным испытаниям как рельсы разных плавок.

6.2.3 Периодичность и объем приемо-сдаточных испытаний рельсов по 5.3.6, 5.4.1, 5.4.2, 5.4.4, 5.4.5, 5.5, 5.6, 5.8, 5.9.1-5.9.3, 5.10, 5.11, 5.12.1, 5.12.2, 5.13, 5.14 – в соответствии с таблицей 15. Отбор проб для приемо-сдаточных испытаний – по 6.3.1-6.3.15.Таблица 15 – Приемо-сдаточные испытания рельсов

6.2.4 Рельсы из стали с массовой долей водорода (см. 5.3.6) свыше 2,0 ppm до 2,5 ppm включ. подвергают выборочному разрушающему контролю на отсутствие флокенов – на одной пробе от одного из рельсов плавки.При обнаружении флокенов все рельсы данной плавки считают не соответствующими требованиям настоящего стандарта.

6.2.5 Загрязненность неметаллическими включениями (5.5) рельсов контролируют в соответствии с таблицей 15.

6.2.6 Приемо-сдаточные испытания по определению механических свойств (5.8) при растяжении проводят на одном образце, ударной вязкости – на двух образцах, копровой прочности (5.10) и остаточных напряжений в шейке рельса (5.11) – на одной пробе.

6.2.7 Твердость на поверхности катания головки и по поперечному сечению рельса (5.9.1, 5.9.2), а также разность значений твердости на поверхности катания по длине рельса (5.9.3) определяют (таблица 15) на пробах, вырезанных из рельсов.Допускается проводить контроль твердости на поверхности катания (5.9.1) и контроль разности значений твердости на поверхности катания по длине рельса (5.9.3) непосредственно на рельсах.

При этом на поверхности катания зачистка на глубину до 0,5 мм и отпечаток шарика при определении твердости не являются браковочным признаком при оценке качества поверхности рельса для рельсов любого назначения, указанного в таблице 2, кроме СС и ВС.

6.2.8 Контроль формы и основных размеров поперечного сечения (5.2.1), длины рельсов (5.2.2), расположения и размеров болтовых отверстий (5.2.3), перпендикулярности торцов рельсов (5.2.4), прямолинейности (5.2.5) и скручивания (5.2.6) рельсов, качества поверхности, включая торцы и болтовые отверстия (5.7), внутренних дефектов (5.6)

, маркировки (5.13) и индукции магнитного поля на поверхности катания головки рельса (5.14) проводят на каждом рельсе.При обеспечении выполнения требований за счет технологии изготовления рельсов допускается проводить выборочный контроль расположения и размеров болтовых отверстий (5.2.3), перпендикулярности торцов рельсов (5.2.4), качества поверхности торцов и болтовых отверстий (при их наличии) (5.7). Объем выборочного контроля должен быть согласован с владельцем инфраструктуры железнодорожного транспорта.

6.2.9 Для неразрушающего контроля рельсов следует применять методы А, Б, В и Г (приложение К).Применение методов неразрушающего контроля А, Б и В является обязательным для всех рельсов. По согласованию с владельцем инфраструктуры железнодорожного транспорта допускается вместо применения двух методов А и Б применение одного из них: А или Б.

Применение метода Г является обязательным для всех рельсов категорий ДТ350ВС, ДТ350СС, ОТ350СС, НТ320ВС, а для рельсов остальных категорий – по требованию владельца инфраструктуры железнодорожного транспорта.Рельсы, идентифицированные средствами контроля как “условно-дефектные” по внутренним дефектам и (или) качеству поверхности, допускается подвергать дополнительному автоматизированному контролю, а также механизированному или ручному контролю (приложение К).

3 Отбор проб

6.3.1 Отбор проб для определения химического состава стали (5.3.6-5.4.4) – по ГОСТ 7565 и ГОСТ Р ИСО 14284. Пробы для определения химического состава стали отбирают в середине разливки каждой плавки из промежуточного ковша (ковшовая проба).По требованию владельца инфраструктуры железнодорожного транспорта, а также при экспертизе, при арбитраже для определения химического состава стали пробы отбирают от контрольных рельсов, а при их отсутствии – от любых рельсов плавки.

6.3.2 Определение массовой доли водорода в жидкой стали (5.3.6) проводят в промежуточном ковше в середине разливки каждой плавки, при этом на первой плавке в серии дополнительно проводят определение в начале разливки.

6.3.3 Для выборочного разрушающего контроля отсутствия флокенов (5.3.6, 6.2.4) отбирают пробу длиной от 200 до 250 мм от одного из рельсов плавки.

6.3.4 Пробы для контроля макроструктуры (5.6.1) отбирают от передних концов рельсов с индексом “А”, прокатанных из первой заготовки каждого ручья, или от прилегающей технологической обрези.Пробы для контроля загрязненности рельсов неметаллическими включениями (5.5) отбирают от передних концов рельсов с индексом “Y”, прокатанных из последней заготовки каждого ручья.

6.3.5 Пробы для определения механических свойств при растяжении и ударной вязкости (5.8) отбирают от любого конца раската контрольного рельса.Пробы для определения массовой доли общего кислорода (5.4.4) и массовой доли кислорода в высокоглиноземистых оксидных включениях (5.4.5) отбирают в первой плавке серии от любого конца раската рельса и в последней плавке серии – от заднего конца раската рельса.

Допускается при изготовлении рельсов длиной 100 м отбор проб от любого контрольного рельса производить с переднего или с заднего конца.Допускается в качестве заготовок образцов для анализа кислорода (5.4.4, 5.4.5) использовать головки разрушенных образцов, испытанных на растяжение (см. 5.8).

6.3.6 Пробы для контроля копровой прочности (5.10), остаточных напряжений в шейке (5.11) отбирают от любого термоупрочненного рельса плавки, в состоянии поставки, способом холодной механической резки.Отбор проб для контроля копровой прочности нетермоупрочненных рельсов (5.10) допускается проводить с помощью пил горячей резки.

6.3.7 Для определения твердости (5.9) при приемо-сдаточных испытаниях используют один из контрольных рельсов. Для контроля твердости на поверхности катания и по поперечному сечению рельса (5.9.1, 5.9.2) отбирают пробы на расстоянии не менее 150 мм от торца рельса.

6.3.8 Пробы для контроля загрязненности рельсов неметаллическими включениями (5.5) отбирают от задних концов рельсов, указанных в таблице 15. Из каждой пробы изготавливают один шлиф. Количество шлифов, недостающее до регламентированного (6 штук), готовят из тех же проб.

6.3.9 Пробы для контроля микроструктуры (5.12.1) отбирают от одного из контрольных рельсов.

6.3.10 Пробы для контроля глубины обезуглероженного слоя (5.12.2) отбирают на пилах горячей резки.

6.3.11 Для контроля маркировки (5.13) и магнитной индукции (5.14) отбирают каждый рельс каждой плавки.

6.3.12 Пробы для других видов испытаний вырезают из любого раската или рельса плавки.

6.3.13 При документально подтвержденном отсутствии контрольных рельсов для изготовления проб допускается использовать один любой рельс данной плавки.

6.3.14 Все отобранные пробы клеймят в соответствии с 5.13.2.1.

6.3.15 Пробы для определения остаточных напряжений в шейке (5.11) следует отбирать на расстоянии не менее 3 м от торцов, от шести рельсов разных плавок и ручьев разливки.

6.3.16 Пробы для оценки соответствия рельсов требованиям, установленным в 5.15-5.20 следует отбирать:
– на расстоянии не менее 3 м от торцов, от трех рельсов разных плавок и ручьев разливки – для определения предела выносливости (5.15), циклической долговечности (5.16), скорости роста усталостной трещины (5.17), циклической трещиностойкости   (5.18), статической трещиностойкости (5.19);
– на расстоянии не менее 3 м от торцов, от шести рельсов разных плавок и ручьев разливки – для определения остаточных напряжений в подошве (5.20) рельсов.

4 Порядок приемки рельсов при отрицательных результатах контроля

6.4.1 В случае отрицательного результата контроля массовой доли общего кислорода (более 30 ppm) проводят повторный контроль на удвоенном количестве проб, взятых от противоположного конца данного контрольного рельса. При хотя бы одном отрицательном результате повторного контроля все рельсы данной плавки считают не соответствующими требованиям настоящего стандарта.

При этом допускается перевод рельсов плавки в другие категории, требованиям к которым удовлетворяют полученные результаты.При массовой доле общего кислорода от 21 до 30 ppm включ. проводят контроль последовательно на рельсах смежных плавок в данной серии с отбором проб по 6.3.

6.4.2 В случае отрицательного результата контроля массовой доли кислорода в высокоглиноземистых оксидных включениях (более 10 ppm) проводят повторный контроль на удвоенном количестве проб, взятых от противоположного конца данного контрольного рельса.

При хотя бы одном отрицательном результате повторного контроля все рельсы данной плавки считают не соответствующими требованиям настоящего стандарта для рельсов специального назначения.При массовой доле кислорода в высокоглиноземистых оксидных включениях более 10 ppm проводят контроль последовательно на рельсах предыдущих плавок в данной серии с отбором проб по 6.3.5 до получения положительного результата (не более 10 ppm).

6.4.3 В случае отрицательных результатов контроля загрязненности неметаллическими включениями рельса хотя бы по одному параметру (5.5.1-5.5.3) все контрольные рельсы с индексом “Y” данной плавки считают не соответствующими требованиям настоящего стандарта и проводят повторный контроль на пробах, взятых от противоположных концов рельсов, не выдержавших контроля, или на пробах, взятых от смежных рельсов.

В случае отрицательных результатов повторного контроля все рельсы контролируемой плавки признают не соответствующими требованиям настоящего стандарта. Дальнейший контроль должен производиться последовательно на рельсах из предыдущих плавок данной серии до получения положительного результата.

6.4.4 В случае отрицательных результатов контроля макроструктуры рельса с индексом “А” все рельсы контролируемой плавки с данным индексом признают не соответствующими требованиям настоящего стандарта. На остальных рельсах этих плавок допускается проводить последовательный повторный контроль макроструктуры на смежных рельсах до выявления рельсов, макроструктура которых соответствует требованиям настоящего стандарта.

6.4.5 Для рельсов назначения НН в случае, если при повторных испытаниях на ударный изгиб при температуре минус 60 °С величина ударной вязкости составляет не менее 15 Дж/см, то допускается перевод рельсов в другие категории без проведения дополнительных испытаний на ударный изгиб при комнатной температуре.

6.4.6 При отрицательных результатах определения твердости на поверхности катания или по поперечному сечению проводят повторное определение твердости на удвоенном количестве проб, отобранных от того же рельса, или на том же контрольном рельсе с удвоенным количеством измерений.

В случае отрицательных результатов повторного определения твердости рельсов хотя бы по одному измерению все рельсы данной плавки допускается рассортировывать поштучно по твердости. Рельсы с неудовлетворительной твердостью допускается переводить в соответствующую категорию прочности (твердости).

6.4.7 В случае получения при приемо-сдаточных испытаниях отрицательного результата контроля остаточных напряжений в шейке проводят повторные испытания на удвоенном количестве проб, отобранных от того же контрольного рельса.В случае получения отрицательного результата повторного контроля остаточных напряжений в шейке контролируемые нетермоупрочненные и дифференцированно упрочненные рельсы признают не соответствующими настоящему стандарту и проводят контроль последующих рельсов до получения положительного результата.

При отрицательных результатах повторного контроля остаточных напряжений в шейке объемно закаленных рельсов 20 рельсов до отбора пробы и 80 рельсов после отбора пробы по технологическому потоку считают не соответствующими настоящему стандарту. Последующему контролю подвергают один от каждых следующих 100 объемно закаленных рельсов до получения устойчивых положительных результатов, при которых у рельсов четырех плавок подряд этот показатель удовлетворяет требованиям настоящего стандарта.Дальнейший контроль остаточных напряжений в шейке рельсов проводят в соответствии с требованиями таблицы 15.

6.4.8 В случае получения при приемо-сдаточных испытаниях на растяжение, ударный изгиб или копровых испытаниях отрицательного результата проводят повторные испытания того вида, по которому получен отрицательный результат, на удвоенном количестве образцов (проб), отобранных от того же контрольного рельса.

При отрицательных результатах повторного контроля копровой прочности, или механических свойств при растяжении, или ударной вязкости последующий контроль рельсов по контролируемому показателю проводят поплавочно до получения устойчивых положительных результатов, при которых у четырех подряд прокатанных или термически упрочненных и подвергнутых контролю плавок этот показатель удовлетворяет требованиям настоящего стандарта.

6.4.9 При отрицательных результатах контроля обезуглероженного слоя проводят повторные испытания на удвоенном количестве проб, отобранных от того же контролируемого рельса. При получении отрицательных результатов повторных испытаний контролируют последовательно следующие рельсы до получения устойчивого положительного результата.

6.4.10 При отрицательных результатах повторного контроля все рельсы контролируемых плавок считают не соответствующими требованиям настоящего стандарта.Допускается в случае получения отрицательных результатов повторного контроля механических свойств при растяжении, ударной вязкости, копровой прочности, твердости, разности значений твердости по длине рельса, остаточных напряжений в шейке рельсов, микроструктуры, прямолинейности или скручивания, подвергать рельсы однократной повторной термической обработке в соответствии с приложением Л и предъявлять к приемке как новую плавку.

Приложение д (справочное). расчетные параметры конструкций рельсов

 Приложение Д(справочное)

Таблица Д.1

Приложение м (обязательное). методика металлографического анализа. сталь. определение загрязненности оксидными включениями по эталонным изображениям

Приложение М(обязательное)

М.1 Определение загрязненности оксидными включениями с помощью визуального контроля методами оценкии
Определение загрязненности рельсов строчечными глобулярными (группы ЕВ) и отдельными глобулярными (группы ED) включениями выполняют методом металлографического анализа путем сравнения с эталонными изображениями с помощью визуального контроля или автоматических систем анализа изображений.
Для контроля загрязненности рельсов соответствующими включениями наблюдают нетравленую поверхность шлифа, площадь которой должна быть не менее 15х15 мм под оптическим микроскопом при увеличении 100.
Результатом оценки является наибольшая длина строчечных глобулярных (группа ЕВ) оксидных включений (), наибольший диаметр отдельных глобулярных (группа ED) оксидных включений (), суммарный коэффициент загрязненности включениями групп ЕВ и ED ().
Определение данных параметров включений проводят на шести шлифах сравнением с серией эталонных изображений. Необходимые средства измерения: оптический микроскоп; видеокамера или фотоаппарат (для автоматического сканирования изображения); персональный компьютер (для автоматического анализа изображения); моторизованный предметный столик с джойстиком управления (для автоматического анализа изображения) и программа анализа изображения, включенная в Государственный реестр средств измерений.
М.1.1 Сущность методов
Методом оценки загрязненности включениями определяют параметры (подсчет наибольшей длины включения), (подсчет наибольшего диаметра) самых крупных включений.
Методом оценки определяют параметр (суммарный коэффициент загрязненности).
Для определения каждого из параметров , и при помощи микроскопа сканируют нетравленую поверхность каждого из шести шлифов поле за полем. Длину кромки поля измерения принимают равной 710 мкм (соответствует увеличению микроскопа 100 и площади одного поля зрения на шлифе, равной 0,5 мм). Образец устанавливают на предметный столик так, чтобы главное направление деформации было вертикальным по отношению к просматриваемому полю зрения. Включение, пересекаемое кромкой поля зрения, необходимо переместить в пределы поля зрения путем перемещения образца столиком микроскопа.
В результате просмотра поверхности шлифа одновременно регистрируют:
– наибольшую длину (, мкм) строчечных глобулярных оксидных включений (группа ЕВ) на каждом шлифе;
– наибольший диаметр (, мкм) отдельных глобулярных оксидных включений (группа ED) на каждом шлифе;
– число включений групп ЕВ и ED, длина которых соответствует значению, начиная с 3 строки серии эталонных изображений (см. рисунок М.1).
М.1.2 Определение параметра(наибольшая длина)
В пределах анализируемой площади шлифа находят включения, соответствующие группам ЕВ (столбцы 7-10) серии эталонных изображений (см. рисунок М.1). Регистрируют только номер строки, соответствующей самому крупному включению на поверхности измерения по серии эталонных изображений. В таблицу М.1 записывают номер строки самого длинного включения.
Процедуру проводят для каждого из шести шлифов, отобранных от плавки.
Определяют значение длины включения по соответствующей строке серии эталонных изображений и записывают ее в таблицу М.1. Затем на каждом из шести шлифов выбирают максимальную длину включения группы ЕВ и вычисляют среднее значение длины.
Окончательным результатом оценки является среднее значение наибольших длин, обнаруженных на шести шлифах.
М.1.3 Определение параметра(наибольший диаметр)
Определение параметра аналогично определению параметра . Параметр определяют только для включений группы ED сравнением с серией эталонных изображений (см. рисунок М.1), по столбцу 6, начиная со строки 1.
В таблицу М.1 записывают значение диаметра самого крупного включения, соответствующее эталонным изображениям.
Процедуру проводят для каждого из шести шлифов, отобранных от плавки.
Окончательным результатом оценки считают среднее значение наибольших диаметров, обнаруженных на шести шлифах.
М.1.4 Определение суммарного коэффициента загрязненности
Каждый шлиф просматривают с помощью микроскопа поле за полем. В пределах поверхности измерения каждого шлифа находят включения групп ЕВ и ED (столбцы 7-10 и 6 соответственно), начиная со строки 3 серии эталонных изображений (см. рисунок М.1).
Сравнением с серией эталонных изображений, классифицируют каждое включение в пределах каждого поля зрения с присвоением номера строки – q и номера столбца – k. В таблицу М.2 записывают число включений групп ЕВ и ED во всех строках и столбцах для каждого поля зрения (в соответствующей строке таблицы записывают цифру 1, если включение данного класса найдено, включения одного класса записывают через запятую). Затем подсчитывают и записывают общее число включений для каждой группы и каждого класса на каждом из шести шлифов. Подсчет разного количества включений одного класса в одном поле зрения можно заменить оценкой по столбцам 11-12 (см. рисунок М.1). Также в таблицу М.2 записывают площадь одного поля зрения, равную 0,5 мм и общую сканированную площадь на шести шлифах, равную 1350 мм (см. таблицу М.2).
Полученные значения общего числа включений переносят из таблицы М.2 в соответствующие поля таблицы М.3. В таблице М.4 приведены значения длины (мкм), ширины (мкм), площади (мкм), отношения длины к ширине и коэффициента формы включений. Ширину включения рассчитывают по формуле
, (М.1)
где рассчитывают по формуле:
. (M.2)
Из таблицы М.4 в таблицу М.3 записывают значение площадей классов. Затем умножают общее число оксидных включений на соответствующую площадь класса (см. таблицу М.4) и получают общую площадь. Для каждого вида оксидных включений суммируют общие площади и получают промежуточную сумму.
Отдельно для ЕВ и ED подсчитывают их общую площадь. Умножая общую площадь включений ЕВ и ED на средний множитель, получают взвешенную сумму площадей. Средний множитель (при увеличении 100) для оксидных включений группы ED равен 0,5; для оксидных включений группы ЕВ – 0,355. Переписывают из таблицы М.3 значение сканированной площади. Вычисляют промежуточные значения и делением взвешенной суммы площадей включений на сканированную площадь.
равно сумме промежуточных значений и , соответствующих группам включений ЕВ и ED.
Результатом оценки считают суммарное значение загрязненности оксидными включениями из таблицы М.3.
М.2 Определение загрязненности оксидными включениями с помощью автоматической системы анализа изображений
Загрязненность оксидными включениями с помощью автоматической системы анализа изображений контролируют определением параметров , и путем сканирования с помощью микроскопа в автоматическом режиме нетравленой поверхности каждого из шести шлифов. Размер кромки поля зрения должен быть равным 710 мкм. Образец устанавливают на предметный столик так, чтобы главное направление деформации было вертикальным по отношению к просматриваемому полю зрения.
В автоматической системе анализа изображений параметры , и определяются аналогично М.1.1, М.1.2, М.1.3.
Анализ должен включать в себя следующие этапы:
– калибровка анализатора изображения по объект-микрометру;
– установка шлифа/шлифов на предметный столик микроскопа;
– установка параметров сканирования шлифа и анализа изображения (площадь сканирования, оптимальный уровень закрашивания оксидов, условия фокусировки);
– проведение сканирования поверхности шлифов для идентификации включений;
– проверка правильности идентификации включений;
– создание отчета.

Рисунок 8 – схема расположения образца для испытания на циклическую долговечность при растяжении-сжатии

Размеры в мм

Рисунок 8 – Схема расположения образца для испытания на циклическую долговечность при растяжении-сжатии

Рисунок ж.2 – характерные размеры поперечного сечения рельсов для построения шаблонов

Рисунок Ж.2 – Характерные размеры поперечного сечения рельсов для построения шаблонов

Таблица Ж.1 – Значения характерных размеров поперечного сечения рельсов для построения шаблонов

В миллиметрах

Таблица Ж.2 – Перечень шаблонов

Рисунок м.1 – серия эталонных изображений

– глобулярные нерегулярные включения;
– глобулярные строчечные включения;
столбец 6 – отдельные глобулярные включения;
столбцы 7-10 – строчки из глобулярных включений;
столбец 11 – разное число глобулярных включений;
столбец 12 – число включений в одном поле

Рисунок М.1 – Серия эталонных изображений

Таблица М.1 – Бланк для регистрации и расчета результатов определения параметров и , наибольших включений

Таблица М.2 – Бланк для записи содержания включений

Таблица М.3 – Бланк для расчета суммарного коэффициента загрязненности

     Таблица М.4 – Длина, ширина, площадь, отношение длины к ширине включений и коэффициенты формы для изображений включений     

Соответствие категорий рельсов, изготавливаемых по настоящему стандарту, категориям рельсов, изготовленных до введения в действие настоящего стандарта

Таблица А.1