[发明专利]用于高速列车制动盘的合金铸钢及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘

说明书

本发明公开了一种用于高速列车制动盘的合金铸钢及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘，其组分及其各组分的重量百分含量是：根据权利要求1所述的合金铸钢，其特征在于，其组分及其各组分的重量百分含量是：碳0.18～0.26%；硅0.30～0.50%；锰0.68～1.40%；磷≤0.025%；硫≤0.013%；铬1.10～1.82%；镍0.90～1.50%；钼0.65～1.02%；钒0.22～0.34%；其他组分的含量总和≤0.30%，其中钨小于0.1%；铁为余量。本发明的有益效果主要体现在：通过锰、镍、铬、钼、钒等合金元素和铸钢材料中碳、硅等主要成分的合理配比及热处理，使晶粒细化，提高了合金铸钢材料的淬透性和热强性能，且常温强度和高温强度均有较大幅度的提高，而具有优良的综合力学性能。用其制造的制动盘完全能够满足工况高速列车使用技术要求。

技术领域

本申请是申请日为2012.6.28，申请号为201210217930.3，发明名称为用于高速列车制动盘的合金铸钢及其热处理方法以及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘的分案申请。

本发明涉及一种用于高速列车制动盘的合金铸钢及及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘。

背景技术

制动盘是高速列车制动系统的重要部件，尤其是250Km/h及更高速的动车组，制动盘的质量性能直接影响着动车组的各项性能指标。当高速列车需要制动时，对于制动盘质量性能影响最大的是制动盘所使用的合金铸钢材料的各项力学性能指标及抗裂纹性能。

日本专利文献特开2005-36312提供了一种适用于200公里/小时高速运行时的耐磨耗性和韧性较好的制动盘用钢及盘形制动装置，然而由于其公开的制动盘用钢材料的组分配比非常宽泛，因此，所获得的制动盘材料的综合性能，尤其在抗裂纹性能方面往往无法满足更高速度等级列车的制动要求。目前国内现有高速列车铸钢制动盘主要依赖进口，且价格昂贵。

因此，为满足我国高速铁路发展的需要，开发一种综合力学性能优良、抗裂纹性能好、制造容易，且性价比高的高速列车制动盘用材料合金铸钢显得尤为迫切。

发明内容

本发明的第一目的在于：提供一种制造容易、化学组分和配比合理、综合力学性能优良，抗裂纹性能好、适用于更高速度等级的高速列车制动盘的合金铸钢，尤其是适用于250公里/小时及以上的高速列车制动盘的合金铸钢。

本发明的第一目的是通过以下及进一步优化的系列技术方案来实现的：

一种用于高速列车制动盘的合金铸钢，其组分及其各组分的重量百分含量是：碳0.18～0.26%；硅0.16～0.50%；锰0.55～1.40%；磷小于等于0.03%；硫小于等于0.03%；铬0.90～2.00%；镍0.71～1.80%；钼0.65～1.20%；钒0.20～0.35%；包括钛、钨和铌在内的其他组分的含量总和小于等于0.30%，其中钨小于0.1%；铁为余量。

在上述技术方案中，所述合金铸钢热处理后的金相组织为索氏体组织。索氏体基体组织相对于“马氏体+贝氏体”基体组织而言，强度和硬度稍低一些，但伸长率和塑性高，综合性能好。制动盘制动时，承受反复冷热疲劳作用，要求材料既要有较高的强度，又有较好的塑性，物化综合性能要好。因此索氏体基体组织的铸钢材料更适合于制作所述的制动盘。

本发明的合金铸钢可以采用现有技术中的感应电炉炼钢工艺方法或类似的炼钢工艺进行制备。所述高速列车合金钢制动盘毛坯的铸造方法，可以采用通常的铸造方法。

下面详细描述一下本发明的合金铸钢所含的各化学成分在铸钢冶炼中所起的作用、含量范围及其优选的含量范围。

碳是扩大γ相区的元素，但因渗碳体的形成，不能无限固溶。钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击韧性降低。因此为了保证材料有好的综合性能，含碳量不能过高。在本发明中，将碳含量控制在0.18～0.26%；进一步优选的碳含量为0.18～0.25%。