專利名稱：：一種低合金鑄鋼的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種低合金鑄鋼，具體地說是一種能滿足200km/h以上高速動車組制動夾鉗要求的低合金鑄鋼。
背景技術：
：200Km/h動車組制動夾鉗技術是200Km/h鐵路動車組制動系統的重要部件，其質量性能直接影響著動車組的各項性能指標。日本標準規定制動夾鉗鑄鋼件的力學性能滿足以下要求抗拉強度大于等于690MPa,屈服強度大于等于490MPa，延伸率大于等于13%，斷面收縮率大于等于30%，布氏硬度值》197HBW。目前的產品主要依賴進口，這意味著需要花費大量的外匯。此外，按照國外的方法生產時，通常還存在下述問題鑄鋼的成分不易控制，合金添加量多，生產成本較高，冶煉工藝復雜，可焊性差，鑄造工藝性能不太理想。
發明內容本發明的目的是提供一種低合金鑄鋼，該鑄鋼具有成分容易控制、合金增添少、生產成本較低、冶煉工藝簡單、可焊性好、鑄造工藝性能優良。該鑄鋼可以用于鐵路部件，也可用于其他工程領域。按照本發明提供的技術方案，所述低合金鑄鋼具有如下的化學成分碳0.26~0.31%、硅0.200.60%、錳0.85~1.20%、磷小于等于0.03%、硫小于等于0.03%,鎳0.50~0.70%，釩0.13~0.16%，殘余元素含量小于等于0.30%，余量為鐵；單位為重量百分數。這種低合金鑄鋼可用于鑄造鐵路部件，所述鐵路部件主要是制動夾鉗等。這種低合金鑄鋼的熱處理方法包括，先進行正火處理升溫至93096(TC后保溫35小時，吹風冷卻至常溫，然后再進行回火處理升溫至580620'C后保溫35小時，自然冷卻至常溫；經正火+回火處理后的力學性能為抗拉強度大于等于690MPa，屈服強度大于等于490MPa，延伸率大于等于16%，斷面收縮率大于等于35%，布氏硬度值為200255HBW。當所用的熱處理設備具有調節升溫速度的功能時，高溫正火升溫速度為12020(TC/小時；當所用的熱處理設備沒有調節升溫速度的功能且升溫速度較快時，在高溫正火升溫至65070(TC后保溫1~2小時，然后再升溫至930~960°C。本發明僅增添了合金元素鎳和釩，就能滿足200km/h以上高速動車組制動夾鉗要求。與日本制動夾鉗材料SCMn3B比較，SCMn3B鑄鋼具有如下的化學成分碳0.30~0.40%、硅0.30~0.60%、錳1.00~1.60%、磷、硫小于等于0.04%。雖然日本制動夾鉗材料SCMn3B中未增添合金元素鎳和釩，但其含碳量和含錳量高，塑性和韌性差，裂紋傾向大，可焊性差；SCMri3B熱處理工藝為淬火加回火工藝，該熱處理工藝工序要求高，工藝操作復雜，而且鑄件熱處理變形和裂紋傾向大，給實際生產帶來了很大的不便。本發明由于添加合金的數量和種類都較少，因此成本較低、冶煉工藝操作簡便，這給材料的冶煉帶來了較大的方便，熱處理工藝簡單，有利于工業化實施和推廣。因此，本發明具有成分容易控制、合金增添少、生產成本較低、冶煉工藝和熱處理工藝簡單、裂紋傾向小、可焊性好、鑄造工藝性能優良，從而更有利于工業化應用等優點。圖1為正火溫度對本發明抗拉和屈服強度的影響。圖2為正火溫度對本發明塑性和沖擊韌性的影響。圖3為本發明的材料經正火處理后的金相組織放大100倍時的圖片。圖4為本發明的材料經正火處理后的金相組織放大500倍時的圖片。具體實施例方式在本發明中，用來鑄造鐵路部件的低合金鑄鋼的化學成分范圍和所達到的力學性能見表1和表2。表1中的其余成分為鐵，單位為重量百分數。表1化學成分(％)<table>complextableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發明在850105(TC范圍內^生行正火熱夂b理，正火溫度對本發明力學性的影響見圖l和圖2。由圖l、圖2可知，隨正火溫度的提高，本發明的強度略有提高，而塑性先升后降，在930960'C范圍內正火，本發明的力學性能均能滿足200km/h以上高速動車組制動夾鉗對力學性能要求，即抗拉強度大于等于690MPa，屈服強度大于等于490MPa，延伸率大于等于16%，斷面收縮率大于等于35%，布氏硬度值為200255HBW。本發明經正火處理后的金相組織為鐵素體+珠光體組織，具體形態見圖3、圖4。制動夾鉗原來采用的材料SCMn3B熱處理方法先進行正火處理升溫至870890'C后保溫34小時，油冷，然后再進行回火處理升溫至58060(TC后保溫34小時，自然冷卻至常溫。這種熱處理方法的缺陷是鑄件裂紋傾向大，溫度控制范圍小，工藝操作復雜，污染較大，生產成本高。而采用本發明的低合金鑄鋼后，其熱處理方法，先進行正火處理升溫至93096(TC后保溫3~5小時，吹風冷卻至常溫，然后再進行回火處理升溫至580620'C后保溫35小時，自然冷卻至常溫。該熱處理方法，鑄件裂紋傾向小，溫度控制范圍大，工藝操作簡單，污染小，生產成本低。上述鑄鋼成分和性能完全滿足200km/h以上高速動車組制動夾鉗要求，并且具有更好的強韌性能。與日本制動夾鉗材料SCMn3B相比，本發明由于添加了合金元素，使晶粒細化，強化了鐵素體，強度和塑性大幅度提高，具有優良的綜合力學性能；由于本發明添加的合金元素種類、數量都較少，焊接碳當量較低，鑄件裂紋傾向小，具有優良的可焊性和鑄造工藝性能，熱處理工藝簡單，便于該材料在鐵路工業以及其他工程領域的應用；本發明只添加了兩種合金元素Ni和V，制造成本比較低，便于工業應用時降低生產成本，進一步擴大其應用領域；同時本發明添加的Ni和V在熔煉過程中燒損少，元素成分較易控制，工藝性能好，便于工業化生產應用和控制。本發明的材料可用來鑄造鐵路部件，如制動夾鉗等低合金鑄鋼件，也可以用來鑄造其他有相似力學性能要求的部件，如制動杠桿、齒輪芯、車鉤附件等。權利要求1、一種低合金鑄鋼，其特征在于，所述鑄鋼的化學成分為碳0.26～0.31％、硅0.20～0.60％、錳0.85～1.20％、磷小于等于0.03％、硫小于等于0.03％，鎳0.50～0.70％，釩0.13～0.16％，殘余元素含量小于等于0.30％，余量為鐵；單位為重量百分數。2、如權利要求l所述的低合金鑄鋼，其特征在于，這種低合金鑄鋼用于鑄造鐵路部件。3、如權利要求2所述的低合金鑄鋼，其特征在于，所述鐵路部件為制動夾鉗。4、如權利要求1所述的低合金鑄鋼，其特征在于，所述鑄鋼經高溫正火+回火處理后的力學性能為抗拉強度大于等于690MPa，屈服強度大于等于490MPa，延伸率大于等于16%，斷面收縮率大于等于35%，布氏硬度值為200255HBW。5、如權利要求1所述低合金鑄鋼的熱處理方法，其特征在于，先進行正火處理升溫至93096(TC后保溫35小時，吹風冷卻至常溫，然后再進行回火處理升溫至580620。C后保溫35小時，自然冷卻至常溫。6、如權利要求5所述低合金鑄鋼的熱處理方法，其特征在于，當所用的熱處理設備具有調節升溫速度的功能時，在正火時的升溫速度為12020(TC/小時；當所用的熱處理設備沒有調節升溫速度的功能且升溫速度較快時，在高溫正火升溫至65070(TC后保溫1~2小時，然后再升溫至930~960°C。全文摘要本發明涉及一種低合金鑄鋼，具體地說是一種能滿足200km/h以上高速動車組制動夾鉗要求的鑄鋼，該鑄鋼具有如下的化學成分碳0.26～0.31％、硅0.20～0.60％、錳0.85～1.20％、磷小于等于0.03％、硫小于等于0.03％，鎳0.50～0.70％，釩0.13～0.16％，殘余元素含量小于等于0.30％，余量為鐵。該鑄鋼具有成分容易控制、合金增添少、生產成本較低、冶煉工藝簡單、可焊性好、裂紋傾向小、鑄造工藝性能優良，從而更有利于工業化應用等優點。文檔編號C21D1/26GK101343716SQ20081002222公開日2009年1月14日申請日期2008年6月27日優先權日2008年6月27日發明者錢坤才申請人:南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司