[发明专利]一种低合金铸钢

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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％，断面收缩率大于等于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。

发明内容

本发明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。

按照本发明提供的技术方案，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930～960℃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℃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％，断面收缩率大于等于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120～200℃/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650～700℃后保温1～2小时，然后再升温至930～960℃。

本发明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；SCMn₃B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。本发明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，本发明具有成分容易控制、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为正火温度对本发明抗拉和屈服强度的影响。

图2为正火温度对本发明塑性和冲击韧性的影响。

图3为本发明的材料经正火处理后的金相组织放大100倍时的图片。

图4为本发明的材料经正火处理后的金相组织放大500倍时的图片。

具体实施方式

在本发明中，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(％)