Le traitement thermique des roues et des essieux de chemin de fer
Pièces d’usure et de sécurité, les roues et les essieux de chemin de fer répondent à des sollicitations importantes en service, en terme de charge et de vitesse. Pour cela, le dimensionnement métallurgique joue un rôle tout aussi important que le dimensionnement mécanique. Les roues et les essieux sont réalisés en acier au carbone. Point clé du processus d’élaboration, le traitement thermique associé à la nuance optimisée pour le service requis, permet d’obtenir les caractéristiques mécaniques et la structure métallurgique souhaitées par les clients.
Tableau 1 : Composition chimique préconisée pour l’Europe.
Tableau 2 : Caractéristiques mécaniques préconisées pour l’Europe.
Tableau 3 : Composition chimique préconisée pour l’Amérique du Nord.
Tableau 4 : Composition chimique des principales nuances européennes.
Tableau 5 : Composition chimique des principales nuances américaines.
Figure 1. Diagramme fer-carbone d’un acier R7 hypoeutectoïde (C50) [3].
Figure 2. Evolution de AC3°C pour les aciers selon UIC 812.3 et AAR M107/208.
Tableau 6 : Caractéristiques mécaniques de diverses nuances.
Figure 3. Etapes de traitement thermique (arrivée de la roue, trempe du roulement, fin de trempe).
Figure 4. Structure métallurgique à 15 mm sous la bande de roulement (x200).
Figure 5. Dureté obtenue après trempe et revenu sur une jante de roue de wagon. Nuance en R7T.
Figure 6. Exemple de dureté Brinell obtenue sur une plaquette de roue en acier R7T (usure 25 mm).
Figure 7. Schéma de principe du traitement laser (20 kW).
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