專利名稱：：一種低合金鑄鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種低合金鑄鋼，具體地說是一種能滿足200km/h以上高速動(dòng)車組制動(dòng)夾鉗要求的低合金鑄鋼。
背景技術(shù)：
：200Km/h動(dòng)車組制動(dòng)夾鉗技術(shù)是200Km/h鐵路動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的重要部件，其質(zhì)量性能直接影響著動(dòng)車組的各項(xiàng)性能指標(biāo)。日本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定制動(dòng)夾鉗鑄鋼件的力學(xué)性能滿足以下要求抗拉強(qiáng)度大于等于690MPa,屈服強(qiáng)度大于等于490MPa，延伸率大于等于13%，斷面收縮率大于等于30%，布氏硬度值》197HBW。目前的產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口，這意味著需要花費(fèi)大量的外匯。此外，按照國(guó)外的方法生產(chǎn)時(shí)，通常還存在下述問題鑄鋼的成分不易控制，合金添加量多，生產(chǎn)成本較高，冶煉工藝復(fù)雜，可焊性差，鑄造工藝性能不太理想。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種低合金鑄鋼，該鑄鋼具有成分容易控制、合金增添少、生產(chǎn)成本較低、冶煉工藝簡(jiǎn)單、可焊性好、鑄造工藝性能優(yōu)良。該鑄鋼可以用于鐵路部件，也可用于其他工程領(lǐng)域。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述低合金鑄鋼具有如下的化學(xué)成分碳0.26~0.31%、硅0.200.60%、錳0.85~1.20%、磷小于等于0.03%、硫小于等于0.03%,鎳0.50~0.70%，釩0.13~0.16%，殘余元素含量小于等于0.30%，余量為鐵；單位為重量百分?jǐn)?shù)。這種低合金鑄鋼可用于鑄造鐵路部件，所述鐵路部件主要是制動(dòng)夾鉗等。這種低合金鑄鋼的熱處理方法包括，先進(jìn)行正火處理升溫至93096(TC后保溫35小時(shí)，吹風(fēng)冷卻至常溫，然后再進(jìn)行回火處理升溫至580620'C后保溫35小時(shí)，自然冷卻至常溫；經(jīng)正火+回火處理后的力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度大于等于690MPa，屈服強(qiáng)度大于等于490MPa，延伸率大于等于16%，斷面收縮率大于等于35%，布氏硬度值為200255HBW。當(dāng)所用的熱處理設(shè)備具有調(diào)節(jié)升溫速度的功能時(shí)，高溫正火升溫速度為12020(TC/小時(shí)；當(dāng)所用的熱處理設(shè)備沒有調(diào)節(jié)升溫速度的功能且升溫速度較快時(shí)，在高溫正火升溫至65070(TC后保溫1~2小時(shí)，然后再升溫至930~960°C。本發(fā)明僅增添了合金元素鎳和釩，就能滿足200km/h以上高速動(dòng)車組制動(dòng)夾鉗要求。與日本制動(dòng)夾鉗材料SCMn3B比較，SCMn3B鑄鋼具有如下的化學(xué)成分碳0.30~0.40%、硅0.30~0.60%、錳1.00~1.60%、磷、硫小于等于0.04%。雖然日本制動(dòng)夾鉗材料SCMn3B中未增添合金元素鎳和釩，但其含碳量和含錳量高，塑性和韌性差，裂紋傾向大，可焊性差；SCMri3B熱處理工藝為淬火加回火工藝，該熱處理工藝工序要求高，工藝操作復(fù)雜，而且鑄件熱處理變形和裂紋傾向大，給實(shí)際生產(chǎn)帶來了很大的不便。本發(fā)明由于添加合金的數(shù)量和種類都較少，因此成本較低、冶煉工藝操作簡(jiǎn)便，這給材料的冶煉帶來了較大的方便，熱處理工藝簡(jiǎn)單，有利于工業(yè)化實(shí)施和推廣。因此，本發(fā)明具有成分容易控制、合金增添少、生產(chǎn)成本較低、冶煉工藝和熱處理工藝簡(jiǎn)單、裂紋傾向小、可焊性好、鑄造工藝性能優(yōu)良，從而更有利于工業(yè)化應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。圖1為正火溫度對(duì)本發(fā)明抗拉和屈服強(qiáng)度的影響。圖2為正火溫度對(duì)本發(fā)明塑性和沖擊韌性的影響。圖3為本發(fā)明的材料經(jīng)正火處理后的金相組織放大100倍時(shí)的圖片。圖4為本發(fā)明的材料經(jīng)正火處理后的金相組織放大500倍時(shí)的圖片。具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，用來鑄造鐵路部件的低合金鑄鋼的化學(xué)成分范圍和所達(dá)到的力學(xué)性能見表1和表2。表1中的其余成分為鐵，單位為重量百分?jǐn)?shù)。表1化學(xué)成分(％)<table>complextableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明在850105(TC范圍內(nèi)^生行正火熱夂b理，正火溫度對(duì)本發(fā)明力學(xué)性的影響見圖l和圖2。由圖l、圖2可知，隨正火溫度的提高，本發(fā)明的強(qiáng)度略有提高，而塑性先升后降，在930960'C范圍內(nèi)正火，本發(fā)明的力學(xué)性能均能滿足200km/h以上高速動(dòng)車組制動(dòng)夾鉗對(duì)力學(xué)性能要求，即抗拉強(qiáng)度大于等于690MPa，屈服強(qiáng)度大于等于490MPa，延伸率大于等于16%，斷面收縮率大于等于35%，布氏硬度值為200255HBW。本發(fā)明經(jīng)正火處理后的金相組織為鐵素體+珠光體組織，具體形態(tài)見圖3、圖4。制動(dòng)夾鉗原來采用的材料SCMn3B熱處理方法先進(jìn)行正火處理升溫至870890'C后保溫34小時(shí)，油冷，然后再進(jìn)行回火處理升溫至58060(TC后保溫34小時(shí)，自然冷卻至常溫。這種熱處理方法的缺陷是鑄件裂紋傾向大，溫度控制范圍小，工藝操作復(fù)雜，污染較大，生產(chǎn)成本高。而采用本發(fā)明的低合金鑄鋼后，其熱處理方法，先進(jìn)行正火處理升溫至93096(TC后保溫3~5小時(shí)，吹風(fēng)冷卻至常溫，然后再進(jìn)行回火處理升溫至580620'C后保溫35小時(shí)，自然冷卻至常溫。該熱處理方法，鑄件裂紋傾向小，溫度控制范圍大，工藝操作簡(jiǎn)單，污染小，生產(chǎn)成本低。上述鑄鋼成分和性能完全滿足200km/h以上高速動(dòng)車組制動(dòng)夾鉗要求，并且具有更好的強(qiáng)韌性能。與日本制動(dòng)夾鉗材料SCMn3B相比，本發(fā)明由于添加了合金元素，使晶粒細(xì)化，強(qiáng)化了鐵素體，強(qiáng)度和塑性大幅度提高，具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能；由于本發(fā)明添加的合金元素種類、數(shù)量都較少，焊接碳當(dāng)量較低，鑄件裂紋傾向小，具有優(yōu)良的可焊性和鑄造工藝性能，熱處理工藝簡(jiǎn)單，便于該材料在鐵路工業(yè)以及其他工程領(lǐng)域的應(yīng)用；本發(fā)明只添加了兩種合金元素Ni和V，制造成本比較低，便于工業(yè)應(yīng)用時(shí)降低生產(chǎn)成本，進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域；同時(shí)本發(fā)明添加的Ni和V在熔煉過程中燒損少，元素成分較易控制，工藝性能好，便于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用和控制。本發(fā)明的材料可用來鑄造鐵路部件，如制動(dòng)夾鉗等低合金鑄鋼件，也可以用來鑄造其他有相似力學(xué)性能要求的部件，如制動(dòng)杠桿、齒輪芯、車鉤附件等。權(quán)利要求1、一種低合金鑄鋼，其特征在于，所述鑄鋼的化學(xué)成分為碳0.26～0.31％、硅0.20～0.60％、錳0.85～1.20％、磷小于等于0.03％、硫小于等于0.03％，鎳0.50～0.70％，釩0.13～0.16％，殘余元素含量小于等于0.30％，余量為鐵；單位為重量百分?jǐn)?shù)。2、如權(quán)利要求l所述的低合金鑄鋼，其特征在于，這種低合金鑄鋼用于鑄造鐵路部件。3、如權(quán)利要求2所述的低合金鑄鋼，其特征在于，所述鐵路部件為制動(dòng)夾鉗。4、如權(quán)利要求1所述的低合金鑄鋼，其特征在于，所述鑄鋼經(jīng)高溫正火+回火處理后的力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度大于等于690MPa，屈服強(qiáng)度大于等于490MPa，延伸率大于等于16%，斷面收縮率大于等于35%，布氏硬度值為200255HBW。5、如權(quán)利要求1所述低合金鑄鋼的熱處理方法，其特征在于，先進(jìn)行正火處理升溫至93096(TC后保溫35小時(shí)，吹風(fēng)冷卻至常溫，然后再進(jìn)行回火處理升溫至580620。C后保溫35小時(shí)，自然冷卻至常溫。6、如權(quán)利要求5所述低合金鑄鋼的熱處理方法，其特征在于，當(dāng)所用的熱處理設(shè)備具有調(diào)節(jié)升溫速度的功能時(shí)，在正火時(shí)的升溫速度為12020(TC/小時(shí)；當(dāng)所用的熱處理設(shè)備沒有調(diào)節(jié)升溫速度的功能且升溫速度較快時(shí)，在高溫正火升溫至65070(TC后保溫1~2小時(shí)，然后再升溫至930~960°C。全文摘要本發(fā)明涉及一種低合金鑄鋼，具體地說是一種能滿足200km/h以上高速動(dòng)車組制動(dòng)夾鉗要求的鑄鋼，該鑄鋼具有如下的化學(xué)成分碳0.26～0.31％、硅0.20～0.60％、錳0.85～1.20％、磷小于等于0.03％、硫小于等于0.03％，鎳0.50～0.70％，釩0.13～0.16％，殘余元素含量小于等于0.30％，余量為鐵。該鑄鋼具有成分容易控制、合金增添少、生產(chǎn)成本較低、冶煉工藝簡(jiǎn)單、可焊性好、裂紋傾向小、鑄造工藝性能優(yōu)良，從而更有利于工業(yè)化應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C21D1/26GK101343716SQ20081002222公開日2009年1月14日申請(qǐng)日期2008年6月27日優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日發(fā)明者錢坤才申請(qǐng)人:南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司