钢及其制成的车钩制造技术

本发明专利技术提供一种钢及其制成的车钩，包括以下成分：碳，重量百分比为０．２４－０．３２％；硅，重量百分比为０．２０－０．５０％；锰，重量百分比为１．３０－１．７０％；磷，重量百分比为≤０．０２％；硫，重量百分比为≤０．０２％；铜，重量百分比为≤０．３０％；铬，重量百分比为０．５０－０．８０％；镍，重量百分比为０．４０－０．７０％；钼，重量百分比为０．２５－０．４５％；铝，重量百分比为０．０２－０．０８％；余量为铁及其他不可避免的元素。本发明专利技术提供的钢具有强度高、韧性好的优点，力学性能高于现有的Ｅ级钢的标准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金技术，尤其涉及一种具有较高力学性能的钢及其制成的车钩。
技术介绍
随着工业发展，对钢材料的力学性能要求越来越高。例如铁路货车在“提速、重 载”发展中，铁路货车的总牵引重量大大增加，对货车零部件的制造质量要求也越来越高; 车钩作为货车之间的连接部件，在货车运行中承受着较大拉应力及冲击力；车钩的钩舌为 货车的薄弱部件，在货车的运行过程中容易发生断裂。钩舌在货车运行过程中的断裂通常 为疲劳断裂，而疲劳断裂的产生包括有钩舌的材料韧性较差或材料强度储备不足等原因。由此，为了满足日益发展的工业需求，如为了提高车钩的疲劳寿命，需要提高钢的 强度和韧性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钢及其制成的车钩，以提高钢的力学性能，尤其是提 高钢的强度和韧性，并提供一种力学性能好的车钩。为了实现上述目的，本专利技术提供一种钢，其包括以下成分碳，重量百分比为 0. 24-0. 32% ；硅，重量百分比为0. 20-0. 50% ；锰，重量百分比为1.30-1.70% ；磷，重量百 分比为彡0. 02% ；硫，重量百分比为彡0. 02% ；铜，重量百分比为彡0. 30% ；铬，重量百分比 为0. 50-0. 80% ；镍，重量百分比为0. 40-0. 70% ；钼，重量百分比为0. 25-0. 45% ；铝，重量 百分比为0. 02-0. 08% ；余量为铁及其他不可避免的元素。其中，所述碳的重量百分比优选为0. 25-0. 29%，更优选为0. 25-0. 28%。所述锰的重量百分比优选为1. 35-1. 60%，更优选为1. 35-1. 55%。所述磷的重量百分比优选为彡0. 015%。所述硫的重量百分比优选为彡0. 015%。所述铝的重量百分比优选为0. 02-0. 06%，更优选为0. 02-0. 05%。为了实现上述目的，本专利技术还提供一种由本专利技术提供的钢制成的车钩。本专利技术提供的钢及其制成的车钩具有强度高、韧性好的优点，力学性能高于现有 的E级钢的标准。具体实施例方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术提供一种钢，其包括以下成分碳，重量百分比为0.24-0. 32% ；硅，重量百 分比为0. 20-0. 50% ；锰，重量百分比为1. 30-1. 70% ；磷，重量百分比为< 0. 02% ；硫，重量 百分比为< 0. 02% ；铜，重量百分比为< 0. 30% ；铬，重量百分比为0. 50-0. 80% ；镍，重量 百分比为0. 40-0. 70% ；钼，重量百分比为0. 25-0. 45% ；铝，重量百分比为0. 02-0. 08% ；余 量为铁及其他不可避免的元素。其中，碳的重量百分比优选为0.25-0. 29%，更优选为0.25-0.28%。锰的重量 百分比优选为1.35-1. 60%，更优选为1.35-1.55%。磷的重量百分比优选为< 0.015%。 硫的重量百分比优选为< 0.015%。铝的重量百分比优选为0.02-0. 06%，更优选为 0. 02-0. 05%。硅的重量百分比优选为0.20-0. 40%，更优选为0.21-0. 39%。铬的重量百分比优 选为0. 50-0. 65%，更优选为0. 50-0. 60%。镍的重量百分比优选为0. 40-0. 60%，更优选为 0. 40-0. 55%。钼的重量百分比优选为0. 25-0. 35%，更优选为0. 25-0. 30%。钢的化学成分，基本决定了钢材料的力学性能；冶炼工艺通过提高钢水的纯净度， 降低气体及有害元素的含量，为材料的后续处理提供良好的基础；冶炼工艺后的热处理工 艺可以挖掘材料力学性能的最大潜力。因此，要提高钢的力学性能，化学成分是至关重要 的。其中，碳、锰是提高材料强度的主要元素；降低有害元素的p、s含量，适当增加镍含量， 有利于提高材料的韧性；适当增加锰、铬、钼含量可提高材料的淬透性，同时钼含量增加可 更有效抑制材料的回火脆性；控制铝的含量，可在后续的热处理中细化晶粒。本专利技术还提供了一种由本专利技术提供的钢制成的车钩。该车钩具有较高的力学性 能，强度高、韧性好，可以承受较大的拉应力和冲击力。该车钩可以应用于多种场景中，例 如应用于铁路货车或铁路客车上。实验例本专利技术提供的钢的实验例1-1 1-10的化学成分参见表1 ；实验例1-1 1-10的 钢的力学性能参见表2。其中，实施例1-1 1-10的热处理工艺为现有的热处理工艺，即调 质处理(包括淬火和回火工艺)淬火温度为910°C，保温时间为2小时，水淬；回火温度为 560°C，保温时间为3. 5小时，风冷。表1 表2 由表1和表2可知，本专利技术提供的钢的力学性能都远高于E级钢，屈服强度比E级 钢的标准提高了约20%，抗拉强度比E级钢的标准提高了约13%，冲击功比E级钢的标准提高了约90 %，延伸率和断面收缩率也远高于E级钢；其中，冲击功越高，表示钢的韧性越 好。其中，美国AAR(美国铁路协会)M201标准按强度从低到高将钢划分为以下几个等 级A级钢、B级钢、B+级钢、C级钢、E级钢。最高等级为E级钢。由于具有上述化学成分，本专利技术提供的钢具有较好的力学性能，强度高、韧性好， 力学性能高于E级钢的标准。为了进一步提高材料的力学性能，本专利技术的钢材料尤其可以通过以下热处理工艺 得到，该热处理工艺包括对冶炼产物进行预备热处理和调质热处理工艺，所述预备热处理 为正火处理，调质热处理工艺为淬火和回火处理过程，具体可以包括以下步骤步骤1、对钢进行预备热处理，其中，正火温度为900-960°C，保温时间为3_5小 时，空冷或风冷；其中，正火温度优选为920-950°C，更优为930-950°C，保温时间优选为 3. 5-4. 5小时，更优为4小时；步骤2、对步骤1中进行过预备热处理的钢进行淬火处理，淬火温度为900-920°C， 保温时间为2-3小时，冷却方式为水淬；步骤3、对步骤2中进行过淬火处理的钢进行回火处理，回火温度为520-580°C， 保温时间为3-5小时，冷却方式为水冷；其中回火温度还可以为550-570°C，或者为 530-550 O。本专利技术提供的钢经过预备热处理工序，可以消除钢的铸态组织，细化晶粒，为调质 热处理做好组织准备；并且在回火处理中采用水冷，消除回火脆性，钢的力学性能得到显著提尚。在对钢进行热处理工艺之前，还包括对钢的冶炼工艺。该冶炼工艺可以采用现有 的冶炼工艺，例如可以包括以下步骤步骤al、原材料准备；根据冶炼钢种的成分要求，把冶炼过程中需要的铁合金经 称重后，送至电弧炉炉前，同时把各种造渣材料、增碳剂、氧化材料、还原材料统一送至炉、r -步骤a2、装料；把经过切割、分选，尺寸和重量符合装炉要求的废钢，按“大、中、 小、轻，，互相搭配装入炉料斗中，同时配加增碳剂和部分铁合金，经电瓶车运送加料跨，称重 后，分批次装入电弧炉中。步骤a3、通电熔化；废钢装入电弧炉后，即可通电熔化。采用不同的电流和电压， 把电能转为热能，使废钢熔化成钢水。为加快熔化速度，在通电的过程中，还可以采用吹氧 助熔的工艺。步骤a4、氧化；废钢熔化成钢水后，加入造渣材料，使钢水表面覆盖一层炉渣，在 钢水温度合适的情况下，加入氧化材料，通过碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢，其特征在于，包括以下成分：　　碳，重量百分比为０．２４－０．３２％；　　硅，重量百分比为０．２０－０．５０％；　　锰，重量百分比为１．３０－１．７０％；　　磷，重量百分比为≤０．０２％；　　硫，重量百分比为≤０．０２％；　　铜，重量百分比为≤０．３０％；　　铬，重量百分比为０．５０－０．８０％；　　镍，重量百分比为０．４０－０．７０％；　　钼，重量百分比为０．２５－０．４５％；　　铝，重量百分比为０．０２－０．０８％；　　余量为铁及其他不可避免的元素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦晓锋，陶春国，陆阳，肖利民，温宝利，魏训谦，
申请(专利权)人：齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]