一种低合金铸钢制造技术

一种低合金铸钢，其特征在于，所述铸钢的化学成分为：碳０．２６～０．３１％、硅０．２０～０．６０％、锰０．８５～１．２０％、磷小于等于０．０３％、硫小于等于０．０３％，镍０．５０～０．７０％，钒０．１３～０．１６％，残余元素含量小于等于０．３０％，余量为铁；单位为重量百分数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低合金铸钢，具体地说是一种能满足200km/h以上高速动 车组制动夹钳要求的低合金铸钢。
技术介绍
200Km/h动车组制动夹钳技术是200Km/h铁路动车组制动系统的重要部 件，其质量性能直接影响着动车组的各项性能指标。日本标准规定制动夹钳铸 钢件的力学性能满足以下要求抗拉强度大于等于690MPa,屈服强度大于等于 490MPa，延伸率大于等于13%，断面收縮率大于等于30%，布氏硬度值》 197HBW。目前的产品主要依赖进口，这意味着需要花费大量的外汇。此外，按照国外的方法生产时，通常还存在下述问题铸钢的成分不易控 制，合金添加量多，生产成本较高，冶炼工艺复杂，可焊性差，铸造工艺性能 不太理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低合金铸钢，该铸钢具有成分容易控制、合金增 添少、生产成本较低、冶炼工艺简单、可焊性好、铸造工艺性能优良。该铸钢 可以用于铁路部件，也可用于其他工程领域。按照本专利技术提供的技术方案，所述低合金铸钢具有如下的化学成分碳0.26~0.31%、硅0.20 0.60%、锰0.85~1.20%、磷小于等于0.03%、硫小于等于 0.03%,镍0.50~0.70%，钒0.13~0.16%，残余元素含量小于等于0.30%，余量为 铁；单位为重量百分数。这种低合金铸钢可用于铸造铁路部件，所述铁路部件主要是制动夹钳等。这种低合金铸钢的热处理方法包括，先进行正火处理升温至930 96(TC后 保温3 5小时，吹风冷却至常温，然后再进行回火处理升温至580 620'C后保 温3 5小时，自然冷却至常温；经正火+回火处理后的力学性能为抗拉强度大 于等于690MPa，屈服强度大于等于490MPa，延伸率大于等于16%，断面收縮 率大于等于35%，布氏硬度值为200 255HBW。当所用的热处理设备具有调节升温速度的功能时，高温正火升温速度为 120 20(TC/小时；当所用的热处理设备没有调节升温速度的功能且升温速度较快 时，在高温正火升温至650 70(TC后保温1~2小时，然后再升温至930~960°C 。本专利技术仅增添了合金元素镍和钒，就能满足200km/h以上高速动车组制动 夹钳要求。与日本制动夹钳材料SCMn3B比较，SCMn3B铸钢具有如下的化学 成分碳0.30~0.40%、硅0.30~0.60%、锰1.00~1.60%、磷、硫小于等于0.04%。 虽然日本制动夹钳材料SCMn3B中未增添合金元素镍和钒，但其含碳量和含锰 量高，塑性和韧性差，裂纹倾向大，可焊性差；SCMri3B热处理工艺为淬火加回 火工艺，该热处理工艺工序要求高，工艺操作复杂，而且铸件热处理变形和裂纹倾向大，给实际生产带来了很大的不便。本专利技术由于添加合金的数量和种类 都较少，因此成本较低、冶炼工艺操作简便，这给材料的冶炼带来了较大的方 便，热处理工艺简单，有利于工业化实施和推广。因此，本专利技术具有成分容易 控制、合金增添少、生产成本较低、冶炼工艺和热处理工艺简单、裂纹倾向小、 可焊性好、铸造工艺性能优良，从而更有利于工业化应用等优点。 附图说明图1为正火温度对本专利技术抗拉和屈服强度的影响。图2为正火温度对本专利技术塑性和冲击韧性的影响。 图3为本专利技术的材料经正火处理后的金相组织放大100倍时的图片。 图4为本专利技术的材料经正火处理后的金相组织放大500倍时的图片。 具体实施例方式在本专利技术中，用来铸造铁路部件的低合金铸钢的化学成分范围和所达到的 力学性能见表1和表2。表1中的其余成分为铁，单位为重量百分数。表1化学成分(％) <table> complex table see original document page 4 </column></row><table><table>complex table see original document page 5</column></row><table>本专利技术在850 105(TC范围内^生行正火热夂b理，正火温度对本专利技术力学性的影响见图l和图2。由图l、图2可知，随正火温度的提高，本专利技术的强度略有提高，而塑性先 升后降，在930 960'C范围内正火，本专利技术的力学性能均能满足200km/h以上高 速动车组制动夹钳对力学性能要求，即抗拉强度大于等于690MPa，屈服强度大 于等于490MPa，延伸率大于等于16%，断面收縮率大于等于35%，布氏硬度值 为200 255HBW。本专利技术经正火处理后的金相组织为铁素体+珠光体组织，具体形态见图3、 图4。制动夹钳原来采用的材料SCMn3B热处理方法先进行正火处理升温至 870 890'C后保温3 4小时，油冷，然后再进行回火处理升温至580 60(TC后 保温3 4小时，自然冷却至常温。这种热处理方法的缺陷是铸件裂纹倾向大， 温度控制范围小，工艺操作复杂，污染较大，生产成本高。而采用本专利技术的低合金铸钢后，其热处理方法，先进行正火处理升温至930 96(TC后保温3~5小时，吹风冷却至常温，然后再进行回火处理升温至 580 620'C后保温3 5小时，自然冷却至常温。该热处理方法，铸件裂纹倾向小， 温度控制范围大，工艺操作简单，污染小，生产成本低。上述铸钢成分和性能完全满足200km/h以上高速动车组制动夹钳要求，并 且具有更好的强韧性能。与日本制动夹钳材料SCMn3B相比，本专利技术由于添加 了合金元素，使晶粒细化，强化了铁素体，强度和塑性大幅度提高，具有优良 的综合力学性能；由于本专利技术添加的合金元素种类、数量都较少，焊接碳当量 较低，铸件裂纹倾向小，具有优良的可焊性和铸造工艺性能，热处理工艺简单， 便于该材料在铁路工业以及其他工程领域的应用；本专利技术只添加了两种合金元 素Ni和V，制造成本比较低，便于工业应用时降低生产成本，进一步扩大其应 用领域；同时本专利技术添加的Ni和V在熔炼过程中烧损少，元素成分较易控制， 工艺性能好，便于工业化生产应用和控制。本专利技术的材料可用来铸造铁路部件，如制动夹钳等低合金铸钢件，也可以 用来铸造其他有相似力学性能要求的部件，如制动杠杆、齿轮芯、车钩附件等。权利要求1、一种低合金铸钢，其特征在于，所述铸钢的化学成分为碳0.26～0.31％、硅0.20～0.60％、锰0.85～1.20％、磷小于等于0.03％、硫小于等于0.03％，镍0.50～0.70％，钒0.13～0.16％，残余元素含量小于等于0.30％，余量为铁；单位为重量百分数。2、 如权利要求l所述的低合金铸钢，其特征在于，这种低合金铸钢用于铸 造铁路部件。3、 如权利要求2所述的低合金铸钢，其特征在于，所述铁路部件为制动夹钳。4、 如权利要求1所述的低合金铸钢，其特征在于，所述铸钢经高温正火+ 回火处理后的力学性能为抗拉强度大于等于690MPa，屈服强度大于等于 490MPa，延伸率大于等于16%，断面收縮率大于等于35%，布氏硬度值为 200 255HBW。5、 如权利要求1所述低合金铸钢的热处理方法，其特征在于，先进行正火 处理升温至930 96(TC后保温3 5小时，吹风冷却至常温，然后再进行回火处 理升温至580 620。C后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低合金铸钢，其特征在于，所述铸钢的化学成分为：碳０．２６～０．３１％、硅０．２０～０．６０％、锰０．８５～１．２０％、磷小于等于０．０３％、硫小于等于０．０３％，镍０．５０～０．７０％，钒０．１３～０．１６％，残余元素含量小于等于０．３０％，余量为铁；单位为重量百分数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱坤才，
申请(专利权)人：南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：32