[发明专利]一种耐低温承压铸钢件制备方法

说明书

本发明公开了一种耐低温承压铸钢件制备方法，包括如下步骤：(1)根据铸钢件的形状设计并制作模具，再采用铸造砂和模具制作铸钢件砂型；(2)采用中频炉熔炼钢水；(3)将钢水浇注到铸钢件砂型内，冷却、保温去应力处理、脱砂、打磨得到铸钢件；(4)对铸钢件进行热处理，所述热处理是指先将铸钢件升温至800～950℃保温2h出炉，在50min内冷却至室温；再将铸钢件入炉升温至500～650℃保温3h出炉，在100min内冷却至室温。本发明通过对C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni等元素进行合理配比并添加适量镧、铈、钛、硼等微量元素，在确保材料具有良好焊接性能前提下，同时提高铸钢件的强度和韧性，尤其是提高了铸钢件的抗低温冲击性，使其更适宜于低温环境下的装配、使用。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种耐低温承压铸钢及其制 备方法。

背景技术

中国造高铁、地铁逐步遍及世界各地，也开始进入高寒地区，低温运 行环境急需具有较强耐低温性的零部件配套。以壁厚60mm的高铁、地铁 电机压圈为例，常用耐低温承压铸钢材料生产的压圈产品，其力学性能检 测结果：抗拉强度在550～650Mpa；屈服压强≥300Mpa；在常温下的冲击功 AKv≥50J/cm²；在-20℃下的冲击功AKv≥27J/cm²。由此可见，温度越低， 其耐冲击功AKv能力越弱，因此常年处于寒冷地区使用的类似铸钢件的适 用范围受限。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种耐低温的承压铸钢件及其 制备方法，与常规材料相比较，该铸钢的冲击韧性尤其是低温冲击韧性更 好。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐低温承压铸钢件制备方法，包括如下步骤：

(1)根据铸钢件的形状设计并制作模具，再采用铸造砂和模具制作铸 钢件砂型；

(2)将铸钢件材料所需钢水采用中频炉熔炼，所述铸钢件材料包括以 下组分及其质量百分比：碳0.15％～0.25％，硅0.15％～0.6％，锰0.7％～ 1.5％，镍0.3％～0.6％，铬0.0％～0.3％，钼0.0％～0.1％，镧0.0015％～0.004％， 铈0.02％～0.05％，钛0.025％～0.1％，硼0.0015％～0.006％，余量为铁和不可 避免的杂质；

(3)将步骤(2)熔炼的钢水浇注在步骤(1)制作的铸钢件砂型内， 冷却、保温去应力处理、脱砂、打磨得到铸钢件；

(4)对铸钢件进行热处理，所述热处理是指先将铸钢件升温至800～950℃ 保温2h出炉，在50min内冷却至室温；再将铸钢件入炉升温至500～650℃ 保温3h出炉，在100min内冷却至室温。

进一步地，以质量百分含量计所述铸钢材料包括：碳0.19％，硅0.19％， 锰1.1％，镍0.36％，铬0.1％，钼0.06％，镧0.0016％，铈0.042％，钛0.0296％， 硼0.00213％，余量为铁和不可避免的杂质。

进一步地，步骤(4)中所述冷却采用空冷、水冷或风冷。

本发明还提供了一种由上述方法制备的铸钢件，该铸钢件的抗拉强度 ≥560Mpa，屈服强度≥370Mpa，在常温下的冲击功AKv≥70J/cm²；在-40℃ 的冲击功AKv≥35J/cm²。

与现有材料相比较，本发明具有如下有益效果：

(1)通过添加镧、铈、钛、硼等微量元素，使材料组织细化，同时提 高铸钢件的强度和韧性，使其抗冲击能力更强；

(2)通过提高镍含量，可提高铸钢件的低温冲击性能，使其更适合于 低温环境下使用；