Le locomotive del gruppo 640 sono locomotive a vapore con tender, delle Ferrovie dello Stato, per treni viaggiatori a 3 assi motori accoppiati e asse portante anteriore.
Le locomotive sono la versione a vapore surriscaldato e a semplice espansione del precedente gruppo 630, con cui condividono gran parte delle caratteristiche, tra cui il motore a due cilindri interni, le dimensioni e il tender a tre assi.
La caldaia è dello stesso tipo della locomotiva 625 a 12 bar di pressione, produce lo stesso quantitativo di vapore e sviluppa la stessa potenza di 800 CV; tuttavia, in virtù delle ruote motrici di maggiore diametro -1850 mm contro 1.510 mm-, raggiunge la velocità di 100 km/h. La produzione oraria di vapore asciutto è quindi pari a 6.500 kg.
Il forno, la griglia e la superfici di riscaldamento e surriscaldamento sono anch'essi uguali a quelle della 625.
I cilindri motori hanno il diametro di 540 mm e la corsa di 700 mm.
La distribuzione del vapore ai cilindri è del tipo a stantuffo con leveraggio di comando sistema Walschaerts. La macchina sviluppa uno sforzo di trazione massimo di 10.000 kg e allo spunto, in condizioni normali di aderenza, pari a 6.290 kg; in marcia a 75 km/h lo sforzo di trazione sviluppabile in continuità è di 2.880 kg
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