一種含稀土高性能e+鋼的制作方法
【技術領域】：
[0001] 本發明設及一種含稀±高性能鑄鋼，屬于低合金高強度鑄鋼技術領域。
【背景技術】：
[0002] 目前，大秦線運煤用C80型敞車16型、17型車鉤出現裂紋，該車鉤材質為 ZG25MnCrNiM〇-E級鑄鋼，裂紋失效分析表明，裂紋產生的原因為疲勞斷裂及脆性斷裂。車鉤 服役時承受很大的牽引力、沖擊力、拉壓交變力，其鉤舌、銷孔、鉤身及16型車鉤鉤尾凸球部 位還存在磨損，并且車鉤常年在露天環境下工作，我國北方冬季氣溫低達-20~-40°C，因此 要求重載貨車車鉤的材料具有高強度、高塑初性、耐低溫沖擊性能好、耐疲勞、耐磨性好的 特點;現在普遍存在的問題是，提高強度往往W損失初性為代價。新型E+級鑄鋼與鐵道部E 級鑄鋼相比，利用稀±特有化學結構，在保證初性指標的同時，提高材料的強度指標，保證 材料的塑初性儲備，防止發生早期裂紋與脆性斷裂，提高安全可靠性。
[0003] 稀±作為一種合金添加劑在鋼中的應用越來越廣泛。通過對鐵道標準規定的現使 用E級鋼的分析研究，我們在現有E級鋼的基礎上，通過對稀±元素的研究，鋼中加入少量稀 ±元素，并研究、調整合金元素組分、含量，研制出性能更加優異的E+級鋼，應用于16型、17 型車鉤鑄件、和諧2號機車車鉤及其相關配件，裝車試驗，滿足日益提高的鐵道貨車重載的 需求。
【發明內容】
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[0004] 本發明的目的是針對現有技術的缺陷和不足，通過調整Mn、Ni、Cr等合金組分，再 加入特有化學結構的稀±元素，提供一種生產簡單，成本低且具有高強度的化級鑄鋼。
[0005] 本發明是由W下技術方案實現的：
[0006] 一種含稀±高性能E+鋼，其組成成分的重量百分比含量為：C:0.20-0.30、Si: 0.20-0.50、Mn: 1.20-1.70、Cr :0.30-0.80、Ni :0.35-0.80、Mo :0.10-0.30，P<0.01、S< 0.01、〇1<0.30、尺6:0.02-0.2%，其余為化和微量雜質。
[0007] RE 優選 La 或 Se。
[000引本發明配方的高性能化鋼，其強度范圍為：
[0009] 屈服強度ReL> 800M化；抗拉強度Rm> 950MPa;延伸率A> 14% ;斷面收縮率Z> 30%;沖擊初性(-40°C化V2> 31J。
[0010] 本發明的優點是:該鋼種具有合金元素少，合金含量低，強度高，生產工藝簡單，成 本低等優點，適用于超高強度鐵路車輛鑄鋼件。該鋼種通過調整熱處理，具有優良的強度和 沖擊初性，同時該鋼種具有高的疲勞強度和耐磨性。
【具體實施方式】：
[0011] 本發明是一種含稀±高性能化鋼，其設計理論如下：
[0012] C是鋼中的主要強化元素，提高鋼中的碳含量將會增加馬氏體轉變能力，從而提高 鋼的強度，但C含量同樣對鋼的初性存在顯著影響。本發明C含量控制為:ο. 20-0.30 %
[0013] Si是鋼中的脫氧元素，Si含量低于0.20%，脫氧效果較差，Si含量較高時焊接裂紋 敏感性增加，本發明Si含量控制為:0.20-0.50 %
[0014] Μη是鋼中的重要固溶強化元素。Μη和鋼中的S結合形成MnS，從而避免了鋼中FeS的 形成。但是，Μη含量過高時，焊接熱影響區低溫初性顯著降低。本發明控制Μη含量為：1.20- 1.70%
[0015] Ni可W通過晶粒細化W及固溶強化提高鋼的強度。Ni能夠在不降低鋼上平臺沖擊 功的同時降低鋼的初性轉變溫度，為了保證鋼的初性，本發明控制Ni含量為:0.35-0.80%
[0016] Cr銘與鐵形成固溶體，與碳形成多種形式的碳化物，提高鋼的強度、硬度和耐磨 性，提高鋼的澤透性。本發明控制化含量為:0.30-0.80 %
[0017] Mo是鋼中強的碳化物形成元素，能夠抑制先共析鐵素體的轉變，促進貝氏體的轉 變。Mo能夠顯著提高鋼的強度，對初性沒有損害，同時具有抑制回火脆性的作用。本發明控 制Mo 含量為:0.10-0.30 %
[0018] Re具有極強的化學活性，鋼中加入Re后能夠凈化鋼液，改善非金屬夾雜物的形態 和分布，改善鋼的組織，提高鋼的沖擊初性，改善低溫性能。在合金鑄鋼、碳素鑄鋼中加入稀 ±元素，利用其特有的物理化學特性，對提高鑄件的力學性能，改善、穩定工藝性能有著十 分良好的效果。本發明控制RE加入量0.02%-0.2%。優選的，RE為La系和Se系。
[0019] 表1所示為本發明的化學成分;表2所示為本發明的力學性能;表3所示為本發明的 熱處理工藝參數
[0020] 表1本發明的化學成分％
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[0024] 表3本發明的熱處理工藝參數
[0025]
[00%] 生產工藝流程：
[0027]電弧爐冶煉(烙化、氧化、升溫、出鋼)一一LF爐底吹氣接鋼水一一LF爐精煉(還原、 調整成分、溫度）
[00%]電弧爐-LF爐冶煉工藝，大幅度降低鋼中的N、0、S、P等雜質有害元素，實現高純凈 度鋼水的冶煉，稀±元素在鋼中的作用將能更有效的得到控制和更好的得到發揮。利用稀 ±特有的物理化學特性，通過優選化學成分，得到高強初性的化級鋼。
[0029] 下面將通過不同實施例和對比例的比較來描述本發明，運些實施例僅是用于解釋 的目的，本發明并不局限于運些實施例中。
[0030] 表4為實施例和比較例中的化學成分，其中1-3鋼為發明例，4-5鋼為比較例，比較 例4鋼為高Μ的E級鋼，比較例5鋼為高C、高Μη、高碳當量的E級鋼。表5為實施例和比較例鋼 的常規力學性能。
[0031] 表4實施例的化學成分％
[0032]
[0035]
【主權項】
1. 一種含稀土高性能E+鋼，其特征是:其組成成分的重量百分比含量為： C:0·20-0·30、Si:0·20-0·50、Mn:1·20-1·70、Cr:0.30-0.80、Ni:0.35-0·80、Μ〇:0.10- 0.30，P<0.01、S<0.01、Cu<0.30、RE:0.02-0·2%，其余為Fe和微量雜質。2. 根據權利要求1所述的一種含稀土高性能E+鋼，其特征是:RE為La或Se。
【專利摘要】本發明涉及一種含稀土高性能E+鋼，解決了鐵道部E級鑄鋼存在的問題。包括Fe、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、RE，各成分的重量百分比含量為：C：0.20-0.30、Si：0.20-0.50、Mn：1.20-1.70、Cr：0.30-0.80、Ni：0.35-0.80、M0：0.10-0.30，其中P≤0.01、S≤0.01、Cu≤0.30、RE加入量0.02-0.2％，其余為Fe和微量雜質。RE優選La和Se。本發明鋼種合金元素少，合金含量低，強度高，生產工藝簡單，成本低，適用于超高強度鐵路車輛鑄鋼件。該鋼種通過調整熱處理，具有優良的強度和沖擊韌性，同時具有高的疲勞強度和耐磨性。
【IPC分類】C22C38/04, C22C38/08, C22C38/02, C22C38/16, C22C38/12, C22C38/18
【公開號】CN105671429
【申請號】CN201610185788
【發明人】王光明, 張挨元, 張秀清, 單水維, 李志杰, 高偉, 王虎明, 張小東, 李衛國, 左文博, 劉江, 王瑞
【申請人】內蒙古第一機械集團有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月30日