[发明专利]牵引销钢及其调质热处理工艺和牵引销

说明书

本申请涉及一种牵引销钢及其调质热处理工艺和牵引销，属于牵引装置材料技术领域。一种牵引销钢，按重量百分数计，牵引销钢的主要成分为：C：0.48％‑0.53％，Si：0.20％‑0.35％，Mn：0.70％‑0.80％，P：≤0.020％，S:≤0.010％，Cr：0.95％‑1.10％，Ni：≤0.20％，Mo：0.01％‑0.07％，Al：0.015％‑0.03％，余量的Fe。在50Cr钢的成分范围内，添加了Al和Mo元素，并进一步限定了各个成分的含量，提高了牵引销钢的淬透性，使得牵引销钢具有较好的屈服强度、拉伸强度和伸长率，综合拉伸性能更适合用于牵引。

技术领域

本申请涉及牵引装置材料技术领域，且特别涉及一种牵引销钢及其调质热处理工艺和牵引销。

背景技术

牵引销是半挂车与牵引车连接在一起并承受牵引力的重要连接部件，当车组在起步、制动或在坡道上行驶时，其所受的冲击力更大，因此必须有足够的强度和韧性，同时因牵引销与鞍座经常相互冲击并产生相对运动，故连接表面需耐磨和具有较高的硬度。牵引销使用圆钢材料，经过锻造后，再进行调质处理，牵引销获得满足要求的拉伸性能要求。成品的牵引销的拉伸性能，与圆钢材料的化学成分、牵引销的外形尺寸、牵引销的调质热处理工艺有关。

目前牵引销常用材质为40Cr钢、50Cr钢，但该材质的钢经工艺处理仍然不能满足强度和韧性的良好兼顾。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供一种牵引销钢及其调质热处理工艺和牵引销，相比于50Cr钢，以提高牵引销钢的强度和韧性。

第一方面，本申请实施例提供了一种牵引销钢，按重量百分数计，牵引销钢的主要成分为：C：0.48％-0.53％，Si：0.20％-0.35％，Mn：0.70％-0.80％，P：≤0.020％，S:≤0.010％，Cr：0.95％-1.10％，Ni：≤0.20％，Mo：0.01％-0.07％，Al：0.015％-0.03％，余量的Fe。

本申请实施例在50Cr钢的成分范围内，添加了Al和Mo元素。适量的铝可起到细化晶粒、强化基体的作用，Mo可有效提高钢的淬透性，并抑制合金钢由于回火而引起的脆性。并进一步限定了各个成分的含量，提高了牵引销钢的淬透性，使得牵引销钢具有较好的屈服强度、拉伸强度和伸长率，综合拉伸性能更适合用于牵引。

在本申请的部分实施例中，Mn、Cr、Ni以及Mo的重量百分含量之和为1.79％-2.17％。Mn、Cr、Ni以及Mo的重量百分含量在该范围内时，能够提高钢材的淬透性；钢材在经过回火后，能够增加组织中回火索氏体的含量，进而提高钢材的强度和韧性。但Mn、Cr、Ni以及Mo的重量百分含量之和太高、超出该范围的话，则会导致钢材强度过高，韧性降低，无法有效的兼顾强度及韧性，另外会导致成本过高，不利于钢材的广泛应用。

在本申请的部分实施例中，Mo的重量百分含量与Mn、Cr、Ni、Mo的重量百分含量之和的比值为0.005-0.035。当Mn、Cr、Ni、Mo的重量百分含量在上述范围内时，各个元素能够充分发挥作用，使得钢材在具有一定淬透性的同时具有一定的回火脆性，以提高牵引销钢的强度和韧性。

在本申请的部分实施例中，牵引销钢在调质热处理过程中的淬火温度为850℃-885℃，淬火保温时间为80min-100min。在本申请限定的Mn、Cr、Ni以及Mo的重量百分含量之和为1.79％-2.17％的情况下，通过限定淬火温度为850℃-885℃，可有效提高钢的淬透性，使截面较大的零件也可获得很高比例的马氏体组织，在调质状态下可获得综合机械性能优良的回火索氏体。

在本申请的部分实施例中，牵引销钢在调质热处理过程中的回火温度为530℃-560℃，回火保温时间为110min-130min。在本申请限定元素成分含量以及Mo/(Ni+Cr+Mn+Mo)＝0.005-0.035的情况下，通过限定回火温度为530℃-560℃，可使钢中碳化物保持较细小的弥散颗粒，使调质热处理的合金钢能够得到较好的强度与韧性。