Specifica Tecnica per la fornitura di ceppi in ghisa qualità P10

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1 Viale Spartaco Lavagnini, FIRENZE Identificazione Esp. n Pagina 1 di 14 per la fornitura di ceppi in ghisa qualità Il presente documento è di proprietà di Trenitalia. Nessuna parte di questo documento può essere riprodotta, memorizzata, trasmessa in qualsiasi forma e/o con qualsiasi mezzo di registrazione salvo approvazione scritta di: TRENITALIA S.p.A.

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3 Indice 1. GENERALITA Oggetto Riferimenti Tipi di ceppi CARATTERISTICHE DEL MATERIALE Caratteristiche della ghisa Analisi chimica Struttura micrografica Durezza Caratteristiche dell armatura interna Analisi chimica Aspetto FORMA E DIMENSIONI MARCATURE Tipologie Ubicazione FABBRICAZIONE DEI CEPPI Fonderia Posizionamento delle armature Finitura Aspetto Struttura Ulteriori ESAMI E PROVE Esame a vista Controllo dimensionale Prova di durezza Brinell Prova d urto Esame della frattura Analisi chimica Struttura micrografica Prova di trazione (facoltativa) Controlli relativi all armatura Analisi chimica Esame a vista Prova di piegatura Caratteristiche e numerosità dei campioni da sottoporre ad esame o prova CRITERI DI ACCETTAZIONE...10 Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 3 di 14

4 1. GENERALITA 1.1 Oggetto La presente regola la fornitura di ceppi in ghisa qualità impiegati per il freno di rotabili ferroviari. 1.2 Riferimenti Le prescrizioni della presente si basano sulla norma UIC 832, terza edizione, gennaio 2004 e sulla precedente TV / /B. Nel testo, sono, inoltre, richiamate anche la norma UNI 8569, la UNI EN ISO 945, la UNI EN ISO 377, la UNI ISO 185, la UNI EN ISO 7799, la UNI EN ISO 7438 e la UNI ISO Tipi di ceppi Nell allegato n 1 sono indicati i vari tipi di ceppi (zoccoli o suole), nonché, per ogni tipo, la classificazione (n di categoria e n di progressivo di categoria) ed il peso unitario, il cui valore è da ritenersi indicativo. Tutti i ceppi oggetto della presente Specifica devono essere muniti di armatura interna. 2. CARATTERISTICHE DEL MATERIALE I ceppi oggetto della presente Specifica devono essere in ghisa di qualità aventi caratteristiche corrispondenti a quanto riportato nel paragrafo 2.1. I ceppi oggetto della presente Specifica devono essere muniti di armatura interna in acciaio avente caratteristiche corrispondenti a quanto riportato nel paragrafo Caratteristiche della ghisa Analisi chimica Il tenore di fosforo della ghisa costituente i ceppi dovrà essere compreso tra 0,90% e 1,10%. Il tenore di manganese dovrà essere compreso tra: 1,72 S% + 0,30 < Mn% < 1,00% dove S rappresenta il tenore di zolfo della ghisa I tenori raccomandati per quanto riguarda il carbonio totale ed il silicio sono: 2,90 % < Ct % < 3,30 % 1,20 % < Si % < 2,00 % Inoltre il carbonio equivalente Ceq della ghisa dovrà essere calcolato tramite la seguente espressione: Ceq= (Ct + 1/3 (Si+P)) % Il valore così determinato e i tenori precedentemente menzionati dovranno comunque essere riportati sul certificato di analisi. Le verifiche ed i controlli relativi alla composizione chimica della ghisa sono riportate al paragrafo 6.6 della presente specifica Struttura micrografica L esame micrografico viene effettuato al fine di accertare che la ghisa abbia una microstruttura a matrice perlitica con eutettico fosforoso reticolare e presenti grafite lamellare fino alla superficie di frenatura. L esame micrografico deve essere eseguito utilizzando gli spezzoni di ceppi impiegati per l analisi chimica, ed effettuato su una sezione situata a circa un quarto della lunghezza del ceppo da una delle estremità. La preparazione del provino per l effettuazione dell analisi micrografica è descritta al paragrafo della norma UIC 832. L esame micrografico è da effettuarsi secondo quanto prescritto dalla norma UIC 832 al paragrafo In particolare si deve ottenere: con esame micrografico senza attacco acido da effettuarsi ad un ingradimento di 100X Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 4 di 14

5 - struttura grafitica lamellare di tipo I, ripartizione A, lunghezza da 3 a 5, secondo la norma UNI EN ISO 945, con presenza eventuale di grafite di ripartizione B fino ad una proporzione massima come nell immagine-tipo numero 3 riportata in allegato 2. con esame micrografico dopo attacco con nital ad un ingradimento di 200X - matrice perlitica dove la perlite dissolta è al massimo il 50% - nell insieme il campione sottoposto a prova deve presentare una proporzione di ferrite libera inferiore al 5% (si veda la figura 5 in allegato 3) - assenza totale di cementite libera o di altri tipi di carburi di forma allungata con esame micrografico dopo attacco con nital a diversi ingrandimenti - ad un ingrandimento di 50 o 100 X, sulla superficie di frenatura dei ceppi, il bordo della ferrite deve avere uno spessore massimo di 0,3 mm in media con un massimo puntuale di 0,5 mm (si veda la figura 6 e 8 in allegato 3) - ad un ingrandimento tra 25 e 50 X un eutettico fosforoso avente una distribuzione regolare (si veda la figura 7 in allegato 3) Durezza La durezza Brinnell HB della ghisa, conformemente a quanto previsto dalla norma UIC 832, dovrà essere compresa tra 197 e Caratteristiche dell armatura interna Analisi chimica In conformità alla norma UIC 832, l acciaio costituente l armatura interna di supporto dovrà avere i seguenti tenori di carbonio, zolfo e fosforo: - C% < 0,13% - S% < 0,062% - P% <0,062% Aspetto Le armature in acciaio non devono presentare difetti superficiali o inclusioni tali da compromettere il buon funzionamento del ceppo in servizio. Le armature devono essere visibili per un tratto di almeno 15mm su ciascun lato del ceppo in modo da poter verificare facilmente la loro corretta posizione. 3. FORMA E DIMENSIONI La forma, le dimensioni e gli scostamenti limite, nonché i gradi di lavorazione, devono essere indicati nei disegni di fabbricazione. Per le dimensioni non affette da tolleranze sul disegno di fabbricazione sono ammessi scostamenti limite di ± 2 mm, ad eccezione delle dimensioni sotto elencate per le quali valgono quelli indicati nel prospetto seguente. zoccolo suola Dimensione Scostamento limite [mm] Diametro dei fori di fissaggio +1,5 0 Distanza delle facce interne delle alette +1,5 0 Distanza delle facce esterne delle alette 0-1,5 Spessore delle alette (per zoccoli a due alette) 0-1 Spessore dell aletta (per zoccoli ad una aletta) 0-1,5 Larghezza ed altezza del foro per la chiavetta +2 0 Larghezza e lunghezza del ponticello 0-2 Distanza del foro per la chiavetta dal dorso della suola +2 0 Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 5 di 14

6 4. MARCATURE 4.1 Tipologie Ogni ceppo deve presentare i seguenti contrassegni: - sigla indicante il tipo di ceppo - sigla del fornitore - numero del mese ed ultime due cifre dell anno di fabbricazione - numero della partita - numero di categoria e progressivo 4.2 Ubicazione Tutte le marcature devono essere ricavate da fusione, in incavo o in rilievo su bassofondo, in zone non soggette a consumo (usura) ed avere dimensioni tali che risultino ben visibili, senza peraltro nuocere alla resistenza ed all impiego del ceppo. Esse devono essere ubicate nella posizione indicata nel disegno di fabbricazione; eventuali diverse ubicazioni devono essere preventivamente autorizzate dal committente. Devono intendersi esclusi dall apposizione delle marcature i ponticelli delle suole. 5. FABBRICAZIONE DEI CEPPI 5.1 Fonderia I ceppi devono essere colati in forme di terra al verde, aventi caratteristiche tecnologiche tali da garantire la forma, lo stato di finitura e la struttura richiesti. Nella solidificazione è assolutamente vietato l impiego di mezzi di raffreddamento particolari quali: piastre di tempra, conchiglie e simili. 5.2 Posizionamento delle armature Le armature devono essere convenientemente protette in modo che sia evitata, durante la colata, la loro carburazione e il loro surriscaldamento con conseguente fragilizzazione. Inoltre si deve avere cura che le armature non si spostino né si deformino all atto della colata, affinché le stesse risultino, a pezzo finito, nella posizione indicata dal disegno. E tollerata una parziale ricopertura del dorso dell armatura. Le armature devono essere in acciaio di composizione chimica definita al paragrafo della presente Specifica. 5.3 Finitura I ceppi devono risultare ben sbavati e sabbiati, esenti cioè da tracce di terra da fonderia, bavature, attacchi di colata o residui di materozze. Inoltre non devono presentare difetti superficiali quali ammanchi di ghisa o riprese di fusione, che possano nuocere al loro impiego od al loro montaggio in opera. 5.4 Aspetto La ghisa deve risultare di colore grigio, compatta ed omogenea; essa non deve presentare né gocce fredde, né strati di ghisa bianca, specialmente in superficie, né struttura trotata. Eventuali soffiature, risucchi e porosità sono ammessi soltanto nella zona di usura del ceppo, purchè abbiano un diametro minore di 5 mm e siano tali che la conseguente riduzione della sezione resistente del ceppo stesso (sezione di frattura alla prova d urto) risulti minore del 5%. 5.5 Struttura La ghisa deve presentare struttura a matrice perlitica con eutettico fosforoso reticolare su tutta la sezione del ceppo. La grafite a forma lamellare deve essere presente fino alla superficie di frenatura del ceppo. In accordo con quanto prescritto al paragrafo della presente Specifica, la ferrite libera deve essere inferiore al 5%. 5.6 Ulteriori E vietata ogni operazione di riparazione di ceppi riusciti comunque difettosi, pena il rifiuto dell intera partita in esame. Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 6 di 14

7 Per l esecuzione di eventuali trattamenti termici deve essere richiesta esplicita autorizzazione al committente. 6. ESAMI E PROVE Ciascuna fornitura di ceppi in ghisa corrispondente alla presente Specifica deve essere sottoposta alle seguenti prove di serie: - esame a vista; - controllo dimensionale; - prova di durezza Brinell; - prova d urto; - esame della frattura; - analisi chimica; - esame micrografico - prova di trazione (facoltativa) - controlli relativi all armatura Le prove e gli esami sopra elencati, descritti nei successivi paragrafi dal 6.1 al 6.9, devono dare i risultati indicati nel prospetto seguente: Riferimento paragrafo Esami e Prove Risultato 6.1 Esame a vista Favorevole 6.2 Controllo dimensionale Favorevole 6.3 Prova di durezza Brinell 197<HB< Prova d urto Favorevole 6.5 Esame della frattura Favorevole 6.6 Analisi chimica 0,90% <P %<1,10% 1,72 S% + 0,30 < Mn% < 1,00% 6.7 Esame micrografico Conforme ai valori di paragrafo Prova di trazione (facoltativa) R 150 N/mm 6.9 Controlli relativi all armatura Conformi a quanto indicato nel paragrafo Esame a vista Nell esame a vista i ceppi devono risultare conformi alle prescrizioni indicate al paragrafo 5.4 della presente specifica. 6.2 Controllo dimensionale I ceppi devono risultare conformi alle prescrizioni dimensionali indicate al paragrafo 3 della presente Specifica e poter essere regolarmente posti in opera Il fornitore è tenuto a mettere a disposizione del committente, ogni volta che questi ne faccia richiesta, i calibri e le maschere per il controllo dimensionale. 6.3 Prova di durezza Brinell Dal campione di pezzi sottoposti all esame a vista e al controllo dimensionale vengono prescelti i ceppi da sottoporre alla prova di durezza Brinell, che dovrà essere eseguita in conformità a quanto prescritto al paragrafo 7.3 della norma UNI Il valore misurato di durezza Brinnell HB dovrà essere conforme a quanto prescritto al punto della presente Specifica. Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 7 di 14

8 6.4 Prova d urto Dovrà essere eseguita in conformità a quanto prescritto al paragrafo 7.4 della norma UNI Nell allegato 4 della presente Specifica è precisata l altezza di caduta della mazza battente per i vari tipi di ceppi ottenuti mediante l espressione del paragrafo della norma UNI Esame della frattura Allo scopo di esaminare l aspetto della frattura della ghisa, i ceppi non rotti alla prova d urto devono essere sottoposti a successivi urti da altezze maggiori, in modo tale da provocarne la rottura. Viene così esaminata la sezione di frattura che deve essere esente da difetti secondo quanto indicato al paragrafo 5.4 della presente Specifica. Tale esame deve inoltre essere esteso alle parti di minore spessore del ceppo, quali alette, ponticelli, etc.; a tale scopo dette parti devono essere rotte, se rimaste integre alla prova d urto Nei ceppi, provvisti di armatura e rotti per la verifica, i vari pezzi non devono staccarsi e le armature (reggette o piastre) non devono rompersi al momento dell urto. Se ciò accade per più di un terzo dei ceppi sottoposti a prova, la partita corrispondente deve essere rifiutata. 6.6 Analisi chimica Il controllo dell analisi chimica della ghisa ha lo scopo di misurare il tenore degli elementi riportati al paragrafo ed in particolar modo del fosforo e del manganese. A tale scopo devono essere prelevati a caso da ciascuna partita più spezzoni dai ceppi sottoposti con esito favorevole alla prova d urto e si provvede ad apporvi la punzonatura ed il numero di partita (si veda paragrafo 8.1 della UNI 8569). Da tali spezzoni devono poi venire prelevati su tutta la sezione del ceppo, secondo la UNI EN ISO 377, i trucioli di ghisa da esaminare, senza interessare l armatura di rinforzo. 6.7 Struttura micrografica L esame micrografico viene effettuato al fine di accertare che la ghisa abbia una microstruttura a matrice perlitica con eutettico fosforoso reticolare e presenti grafite lamellare fino alla superficie di frenatura. L esame micrografico deve essere eseguito su ciascuna partita sottoposta ad esame, utilizzando gli spezzoni di ceppi impiegati per l analisi chimica, ed effettuato su una sezione situata a circa un quarto della lunghezza del ceppo da una delle estremità. 6.8 Prova di trazione (facoltativa) La prova di trazione è facoltativa. Essa deve essere eseguita secondo la norma UNI ISO 185. Ove richiesta il committente deve presenziare alla colata del saggio. Modalità diverse di prelievo del saggio devono essere preventivamente concordate tra le parti. Ove richiesta la prova di trazione deve risultare un carico di rottura 150 N/mm. 6.9 Controlli relativi all armatura Analisi chimica La composizione chimica dell acciaio costituente l armatura deve risultare conforme a quanto prescritto al paragrafo della presente Specifica Esame a vista L aspetto deve essere conforme a quanto previsto al paragrafo della presente Specifica. Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 8 di 14

9 6.9.3 Prova di piegatura La prova di piegatura sull armatura di supporto della suola dovrà essere effettuata dal fornitore in conformità con quanto prescritto dalla norma UIC 832 ai paragrafi e 8.5.5, su spezzoni di armatura di lunghezza tra i 100 e i 150 mm, presi dai resti dei ceppi su cui è stata effettuata la prova d urto. Per le armature di spessore inferiore o uguale a 3 mm, il metodo di esecuzione della prova di piegatura alternata è definito nella norma UNI EN ISO 7799: - il numero di piegature è pari a 10; - il raggio del supporto dovrà essere pari a 10 mm; - l angolo di piegatura dovrà essere pari a 90 ; Per le armature di spessore superiore a 3 mm, il metodo di esecuzione della prova di piegatura semplice a bracci paralleli è definito nella norma UNI EN ISO 7438: - la distanza tra i due bracci dovrà essere di 25 mm Caratteristiche e numerosità dei campioni da sottoporre ad esame o prova Il fornitore deve aver cura che i campioni di ceppi da sottoporre a prove di serie siano: - tutti dello stesso tipo; - ottenuti per fusione continua con lo stesso impianto fusorio; - appartenenti (se prodotti con ghisa proveniente da cubilotti) a prodotto fabbricato in una sola giornata di produzione; in tal caso il materiale di carica del cubilotto deve essere quanto più possibile omogeneo nel tempo; - appartenenti (se prodotti con ghisa ottenuta da forni elettrici) ad ogni singola colata; - in numero conforme a quanto previsto dal prospetto A della norma UNI ISO utilizzando i valori di Qualità Limite QL stabiliti dalla seguente tabella: Riferimento paragrafo Esami e Prove Numerosità 6.1 Esame a vista 100% 6.2 Controllo dimensionale 100% 6.3 Prova di durezza Brinell QL 8 secondo UNI ISO Prova d urto QL 8 secondo UNI ISO Esame della frattura QL 8 secondo UNI ISO Analisi chimica QL 8 secondo UNI ISO Esame micrografico QL 8 secondo UNI ISO Prova di trazione (facoltativa) / 6.9 Controlli relativi all armatura QL 8 secondo UNI ISO 2859 Le modalità di esecuzione delle prove di serie sono quelle specificate nei paragrafi dal 6.1 al 6.9 della presente Specifica. Le prove di serie elencate nella presente Specifica devono essere effettuate a cura del fornitore presso laboratori certificati SINAL o riconosciuti da Trenitalia. Il committente si riserva di verificare l esito di ciascun esame/prova presso l Istituto Sperimentale di Roma o presso altri laboratori accreditati SINAL sulla base dei certificati di analisi presentati dal fornitore. Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 9 di 14

10 7. CRITERI DI ACCETTAZIONE 7.1 Per gli esami e prove di cui ai paragrafi 6.1 e 6.2 della presente Specifica, sono da rifiutare i ceppi per i quali una delle suddette prove abbia dato esito sfavorevole. 7.2 Per uno qualsiasi degli esami e prove di cui ai paragrafi 6.3, 6.4, 6.6, 6.7 e 6.9 della presente Specifica, nel caso in cui il numero di pezzi difettosi sia maggiore del numero di accettazione indicato nel prospetto A della norma UNI ISO (per i valori QL indicati al paragrafo 6.10) la relativa partita deve essere rifiutata. Per la prova di cui al paragrafo 6.5 della presente Specifica, bisogna attenersi a quanto ivi previsto. 7.3 Non sono ammesse ripetizioni di prove. Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 10 di 14

11 Allegati Allegato 1: ELENCO DEI CEPPI: Cat./Prog. Tipo Disegno Peso unitario [kg] Quantitativo approssimato di suole corrispondenti a 10 t 259/226 i2m , /227 u , Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 11 di 14

12 Allegati Allegato 2: ESAME MICROGRAFICO SENZA ATTACCO: ASPETTO DELLA GRAFITE, INGRANDIMENTO 100 X Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 12 di 14

13 Allegati Allegato 3: ESAME MICROGRAFICO: ASPETTO DELLA GRAFITE DOPO ATTACCO Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 13 di 14

14 Allegati Allegato 4: SUOLE: Cat./Prog. Tipo h (mm) 259/226 i2m /227 u 145 Codice identificazione: n Esp. 00 Pagina 14 di 14