[发明专利]一种低合金铸钢、制造方法及其应用

说明书

本发明涉及冶金领域，公开了一种低合金铸钢、制造方法及其应用。低合金铸钢按重量百分比计包括碳0.22％～0.29％、硅0.20％～0.40％、锰0.61％～0.79％、磷≤0.020％、硫≤0.015％、铬1.00％～1.10％、镍1.10％～1.20％、钼0.61％～0.81％、铝0.02％～0.06％、铌0.02％～0.05％；此外还含钨0.11％～0.21％，且须满足0.65％≤钼+0.26×钨≤0.90％；余量为铁及其他不可避免的元素。本发明的低合金铸钢能有效地抑制加热过程中奥氏体晶粒长大，细化晶粒，同时强化基体和提高了低温冲击韧性，并且低合金铸钢的强度和淬透性较好。本发明的低合金铸钢的制造方法用于制造上述的低合金铸钢。本发明的低合金铸钢能够用于制造铁路机车零部件。

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体而言，涉及一种低合金铸钢、制造方法及其应用。

背景技术

为了促进铁道行业绿色节能技术的发展，尽量挖掘材料的性能极限以使得铁路机车铸钢零部件的轻量化，是人们一直追求的技术趋势。美国铁路协会(AAR)于2005年修订发布的M-201-05的标准，其中提出了各个等级钢的化学成分范围和机械性能要求，其中屈服强度最高为700MPa级，碳当量最大容许量为0.88。众所周知，在相同热处理条件下，为了提高铸钢件的强度，必然要提高含碳量和合金含量，而增加铸钢件的碳当量会影响焊接性能。

因此，为了满足M-201-05标准碳当量最大容许的范围内，尽量提高屈服强度的等级，同时应具有优越的塑性和韧性性能，长久以来人们需要寻找合适的铸钢成分。一些现有的研究成果中，为了达到900MPa级屈服强度，其成分碳当量最低已经达到了0.94以上。由此可见，目前的技术在匹配强度和碳当量的关系，提高屈服强度和节约合金元素的添加，还需要进一步成分设计。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的包括提供一种低合金铸钢及其制造方法，可得到在较低的碳当量情况下，具有较高的屈服强度，且具有优越的塑性和韧性性能。本发明的另一目的在于提供上述的低合金铸钢在制造铁路机车零部件中的应用。

本发明的实施例是这样实现的：

一种低合金铸钢，其按质量百分比计包括：

碳0.22％～0.29％、硅0.20％～0.40％、锰0.61％～0.79％、磷≤0.020％、硫≤0.015％、铬1.00％～1.10％、镍1.10％～1.20％、钼0.61％～0.81％、铝0.02％～0.06％、铌0.02％～0.05％、钨0.11％～0.21％，余量为铁及其他不可避免的元素；

其中，钼与钨的含量满足0.65％≤钼+0.26×钨≤0.90％。

在本发明的一种实施例中，低合金铸钢按质量百分比计包括：

碳0.25％～0.29％、硅0.20％～0.40％、锰0.61％～0.79％、磷≤0.015％、硫≤0.010％、铬1.00％～1.10％、镍1.10％～1.20％、钼0.61％～0.81％、铝0.02％～0.06％、铌0.02％～0.05％、钨0.11％～0.21％，余量为铁及其他不可避免的元素；

其中，钼与钨的含量满足0.65％≤钼+0.26×钨≤0.90％。

在本发明的一种实施例中，低合金铸钢的碳当量CE在0.75％～0.95％之间，碳当量CE满足以下公式：

CE＝C％+(Mn％+Si％)/6+(Cr％+Mo％+V％)/5+(Ni％+Cu％)/15

其中，C％表示碳的质量百分比，Mn％表示锰的质量百分比，Si％表示硅的质量百分比，Cr％表示铬的质量百分比，Mo％表示钼的质量百分比，V％表示钒的质量百分比，Ni％表示镍的质量百分比，Cu％表示铜的质量百分比。

在本发明的一种实施例中，碳当量CE在0.83％～0.88％之间。