[发明专利]合金铸钢及其热处理方法，及该合金铸钢制造的货车牵引缓冲装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金铸钢及其热处理方法，还涉及一种由该合金铸钢制造的货车牵引缓冲装置。

背景技术

随着铁路快速发展的需要，铁路需实现客运高速化、快速化、轻量化，货运重载化、快捷化。我国新一代大轴重货车的研制，对新一代大轴重货车牵引缓冲装置提出了更高的要求，牵引缓冲装置作为铁路车辆连接系统的重要部件，其质量性能直接影响着铁路车辆的各项性能指标。目前，国际上普遍采用美国AAR标准中规定的Ｅ级钢材料作为铁路车辆牵引缓冲装置用材料。

目前，Ｅ级钢材料的各项性能要求达到：抗拉强度大于等于820Mpa，屈服强度大于等于690Mpa，延伸率大于等于14%，断面收缩率大于等于30%, -40℃下V型缺口冲击吸收功大于等于27J。

然而随着铁路货车的重载化和快速化，重载货车车钩受力复杂，Ｅ级钢材料的强度及塑韧性等已越来越不能满足我国重载货车牵引缓冲装置的需要。比如，目前大秦线2万吨编组的重载货车17号车钩钩舌运行过程中S面出现无法修复的疲劳裂纹，这在一定程度上反映了E级钢铸钢材料不能很好的适用2万吨以上编组的重载货车。

公开号为CN 101748338A的中国专利揭示了一种用于货车牵引缓冲装置的合金铸钢，但该合金铸钢的合金添加量较多，工业应用成本高，特别是贵重金属元素Ni的添加量高达0.90～1.10%，拉高了生产成本，直接导致该种合金铸钢及由其制作的货车牵引缓冲装置价格偏贵；而过量的锰增加了铸钢材料的成分偏析现象，增大了铸钢材料的热裂倾向，同时还增加了铸钢材料过热敏感性，使得铸钢材料在热处理过程中晶粒长大倾向大大加强，从而使该种合金铸钢的热处理温度适应范围窄，稳定性弱。晶粒过大直接使得铸件低温冲击吸收功大幅下降，从而影响重载货车牵引缓冲装置的使用寿命。

因此，为适应铁路重载运输的发展，为满足新一代大轴重货车设计的需要，开发新一代重载货车牵引缓冲装置用铸钢材料变得尤为迫切。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提供一种成本适中、综合力学性能较好的合金铸钢。该合金铸钢适用于制造货车牵引缓冲装置，尤其适合制造重载货车牵引缓冲装置。

本发明的目的通过以下一种合金铸钢来实现，其各组分及其重量百分比如下：碳0.24%～0.30%；硅0.20%～0.40%；锰0.80%～1.19%；磷小于等于0.030%；硫小于等于0.030%；铬0.70%～0.90%；镍0.45%～0.65%；钼0.25%～0.45%；铜小于等于0.30%，余量为铁以及不可避免的杂质。

优选，所述锰的重量百分比为0.81% ～ 1.18%；进一步优选，所述锰的重量百分比为0.83% ～ 1.10%。

优选，所述钼的重量百分比为0.28% ～ 0.45%；进一步优选，所述钼的重量百分比为0.31%～ 0.45%；更进一步优选，所述钼的重量百分比为0.35%～0.45%之间。

优选，所述铬为0.70% ～ 0.89%；进一步优选，所述铬为0.70% ～ 0.80%。

优选，所述硅的重量百分比为0.21% ～ 0.39%；进一步优选，所述硅的重量百分比位于0.21%～0.35%。

优选，所述磷的重量百分比小于等于0.019%，硫的重量百分比小于等于0.010%；进一步优选，所述磷的重量百分比小于等于0.017%，硫的重量百分比小于等于0.005%。

优选，所述合金铸钢的金相组织为回火索氏体组织。

本发明的另一目的在于提供一种成本适中、综合力学性能优良的的货车牵引缓冲装置。

本发明的目的通过提供如下的一种货车牵引缓冲装置来实现：其使用前述的合金铸钢制造而成。

优选的，所述货车牵引缓冲装置为车钩钩体、钩舌或车钩尾框等。

本发明的另一目的在于提供一种处理工艺简单、力学性能优异的合金铸钢的热处理方法。

本发明的目的通过提供如下的一种合金铸钢热处理方法来实现，其包括以下步骤：首先淬火处理升温至900℃～920℃后保温3～5小时，水淬；随后进行回火处理，升温至580～600℃后保温3～4小时，空冷或水冷，优先水冷。

本发明的有益效果主要体现在：通过合理设置较低的合金添加量，制造成本适中，并实现了较好的综合力学性能。