CN101343716A - 一种低合金铸钢 - Google Patents
一种低合金铸钢 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101343716A CN101343716A CNA2008100222266A CN200810022226A CN101343716A CN 101343716 A CN101343716 A CN 101343716A CN A2008100222266 A CNA2008100222266 A CN A2008100222266A CN 200810022226 A CN200810022226 A CN 200810022226A CN 101343716 A CN101343716 A CN 101343716A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cast steel
- equal
- percent
- low
- alloy cast
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 12
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 5
- 241000271559 Dromaiidae Species 0.000 description 3
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
本发明涉及一种低合金铸钢，具体地说是一种能满足200km/h以上高速动车组制动夹钳要求的铸钢，该铸钢具有如下的化学成分：碳0.26～0.31％、硅0.20～0.60％、锰0.85～1.20％、磷小于等于0.03％、硫小于等于0.03％，镍0.50～0.70％，钒0.13～0.16％，残余元素含量小于等于0.30％，余量为铁。该铸钢具有成分容易控制、合金增添少、生产成本较低、冶炼工艺简单、可焊性好、裂纹倾向小、铸造工艺性能优良，从而更有利于工业化应用等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种低合金铸钢，具体地说是一种能满足200km/h以上高速动车组制动夹钳要求的低合金铸钢。
背景技术
200Km/h动车组制动夹钳技术是200Km/h铁路动车组制动系统的重要部件，其质量性能直接影响着动车组的各项性能指标。日本标准规定制动夹钳铸钢件的力学性能满足以下要求：抗拉强度大于等于690MPa，屈服强度大于等于490MPa，延伸率大于等于13％，断面收缩率大于等于30％，布氏硬度值≥197HBW。目前的产品主要依赖进口，这意味着需要花费大量的外汇。
此外，按照国外的方法生产时，通常还存在下述问题：铸钢的成分不易控制，合金添加量多，生产成本较高，冶炼工艺复杂，可焊性差，铸造工艺性能不太理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种低合金铸钢，该铸钢具有成分容易控制、合金增添少、生产成本较低、冶炼工艺简单、可焊性好、铸造工艺性能优良。该铸钢可以用于铁路部件，也可用于其他工程领域。
按照本发明提供的技术方案，所述低合金铸钢具有如下的化学成分：碳0.26～0.31％、硅0.20～0.60％、锰0.85～1.20％、磷小于等于0.03％、硫小于等于0.03％，镍0.50～0.70％，钒0.13～0.16％，残余元素含量小于等于0.30％，余量为铁；单位为重量百分数。
这种低合金铸钢可用于铸造铁路部件，所述铁路部件主要是制动夹钳等。
这种低合金铸钢的热处理方法包括，先进行正火处理：升温至930～960℃后保温3～5小时，吹风冷却至常温，然后再进行回火处理：升温至580～620℃后保温3～5小时，自然冷却至常温；经正火+回火处理后的力学性能为：抗拉强度大于等于690MPa，屈服强度大于等于490MPa，延伸率大于等于16％，断面收缩率大于等于35％，布氏硬度值为200～255HBW。
当所用的热处理设备具有调节升温速度的功能时，高温正火升温速度为120～200℃/小时；当所用的热处理设备没有调节升温速度的功能且升温速度较快时，在高温正火升温至650～700℃后保温1～2小时，然后再升温至930～960℃。
本发明仅增添了合金元素镍和钒，就能满足200km/h以上高速动车组制动夹钳要求。与日本制动夹钳材料SCMn3B比较，SCMn3B铸钢具有如下的化学成分：碳0.30～0.40％、硅0.30～0.60％、锰1.00～1.60％、磷、硫小于等于0.04％。虽然日本制动夹钳材料SCMn3B中未增添合金元素镍和钒，但其含碳量和含锰量高，塑性和韧性差，裂纹倾向大，可焊性差；SCMn3B热处理工艺为淬火加回火工艺，该热处理工艺工序要求高，工艺操作复杂，而且铸件热处理变形和裂纹倾向大，给实际生产带来了很大的不便。本发明由于添加合金的数量和种类都较少，因此成本较低、冶炼工艺操作简便，这给材料的冶炼带来了较大的方便，热处理工艺简单，有利于工业化实施和推广。因此，本发明具有成分容易控制、合金增添少、生产成本较低、冶炼工艺和热处理工艺简单、裂纹倾向小、可焊性好、铸造工艺性能优良，从而更有利于工业化应用等优点。
附图说明
图1为正火温度对本发明抗拉和屈服强度的影响。
图2为正火温度对本发明塑性和冲击韧性的影响。
图3为本发明的材料经正火处理后的金相组织放大100倍时的图片。
图4为本发明的材料经正火处理后的金相组织放大500倍时的图片。
具体实施方式
在本发明中，用来铸造铁路部件的低合金铸钢的化学成分范围和所达到的力学性能见表1和表2。表1中的其余成分为铁，单位为重量百分数。
表1化学成分(％)
| C | Si | Mn | P | S | Ni | V |
| 0.26～0.31％ | 0.20～0.60％ | 0.85～1.20％ | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.50～0.70％ | 0.13～0.16％ |
表2力学性能
| 抗拉强度 | 屈服强度 | 延伸率 | 断面收缩率 | 布氏硬度值 |
| ≥690MPa | ≥490MPa | ≥16％ | ≥35％ | 200～255HBW |
显然，本发明符合200km/h以上高速动车组制动夹钳对铸钢力学性能的要求。
本发明中，几组典型实施例的化学成分和力学性能见表3和表4。
表3化学成分(％)，其余为Fe
| 序号 | C | Si | Mn | P | S | Ni | V |
| 1 | 0.26 | 0.35 | 0.89 | 0.025 | 0.013 | 0.68 | 0.13 |
| 2 | 0.26 | 0.40 | 0.91 | 0.028 | 0.015 | 0.65 | 0.13 |
| 3 | 0.27 | 0.40 | 1.03 | 0.027 | 0.018 | 0.58 | 0.14 |
| 4 | 0.27 | 0.36 | 1.03 | 0.027 | 0.016 | 0.55 | 0.14 |
| 5 | 0.28 | 0.46 | 0.97 | 0.025 | 0.011 | 0.60 | 0.15 |
| 6 | 0.28 | 0.42 | 1.00 | 0.029 | 0.015 | 0.55 | 0.15 |
| 7 | 0.29 | 0.42 | 1.05 | 0.028 | 0.017 | 0.58 | 0.16 |
| 8 | 0.30 | 0.38 | 0.96 | 0.030 | 0.022 | 0.52 | 0.14 |
| 9 | 0.31 | 0.48 | 1.07 | 0.030 | 0.022 | 0.60 | 0.16 |
表4力学性能
本发明在850～1050℃范围内进行正火热处理，正火温度对本发明力学性能的影响见图1和图2。
由图1、图2可知，随正火温度的提高，本发明的强度略有提高，而塑性先升后降，在930～960℃范围内正火，本发明的力学性能均能满足200km/h以上高速动车组制动夹钳对力学性能要求，即抗拉强度大于等于690MPa，屈服强度大于等于490MPa，延伸率大于等于16％，断面收缩率大于等于35％，布氏硬度值为200～255HBW。
本发明经正火处理后的金相组织为铁素体+珠光体组织，具体形态见图3、图4。
制动夹钳原来采用的材料SCMn3B热处理方法：先进行正火处理：升温至870～890℃后保温3～4小时，油冷，然后再进行回火处理：升温至580～600℃后保温3～4小时，自然冷却至常温。这种热处理方法的缺陷是：铸件裂纹倾向大，温度控制范围小，工艺操作复杂，污染较大，生产成本高。
而采用本发明的低合金铸钢后，其热处理方法，先进行正火处理：升温至930～960℃后保温3～5小时，吹风冷却至常温，然后再进行回火处理：升温至580～620℃后保温3～5小时，自然冷却至常温。该热处理方法，铸件裂纹倾向小，温度控制范围大，工艺操作简单，污染小，生产成本低。
上述铸钢成分和性能完全满足200km/h以上高速动车组制动夹钳要求，并且具有更好的强韧性能。与日本制动夹钳材料SCMn3B相比，本发明由于添加了合金元素，使晶粒细化，强化了铁素体，强度和塑性大幅度提高，具有优良的综合力学性能；由于本发明添加的合金元素种类、数量都较少，焊接碳当量较低，铸件裂纹倾向小，具有优良的可焊性和铸造工艺性能，热处理工艺简单，便于该材料在铁路工业以及其他工程领域的应用；本发明只添加了两种合金元素Ni和V，制造成本比较低，便于工业应用时降低生产成本，进一步扩大其应用领域；同时本发明添加的Ni和V在熔炼过程中烧损少，元素成分较易控制，工艺性能好，便于工业化生产应用和控制。
本发明的材料可用来铸造铁路部件，如制动夹钳等低合金铸钢件，也可以用来铸造其他有相似力学性能要求的部件，如制动杠杆、齿轮芯、车钩附件等。
Claims (6)
1、一种低合金铸钢，其特征在于，所述铸钢的化学成分为：碳0.26～0.31％、硅0.20～0.60％、锰0.85～1.20％、磷小于等于0.03％、硫小于等于0.03％，镍0.50～0.70％，钒0.13～0.16％，残余元素含量小于等于0.30％，余量为铁；单位为重量百分数。
2、如权利要求1所述的低合金铸钢，其特征在于，这种低合金铸钢用于铸造铁路部件。
3、如权利要求2所述的低合金铸钢，其特征在于，所述铁路部件为制动夹钳。
4、如权利要求1所述的低合金铸钢，其特征在于，所述铸钢经高温正火+回火处理后的力学性能为：抗拉强度大于等于690MPa，屈服强度大于等于490MPa，延伸率大于等于16％，断面收缩率大于等于35％，布氏硬度值为200～255HBW。
5、如权利要求1所述低合金铸钢的热处理方法，其特征在于，先进行正火处理：升温至930～960℃后保温3～5小时，吹风冷却至常温，然后再进行回火处理：升温至580～620℃后保温3～5小时，自然冷却至常温。
6、如权利要求5所述低合金铸钢的热处理方法，其特征在于，当所用的热处理设备具有调节升温速度的功能时，在正火时的升温速度为120～200℃/小时；当所用的热处理设备没有调节升温速度的功能且升温速度较快时，在高温正火升温至650～700℃后保温1～2小时，然后再升温至930～960℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100222266A CN101343716B (zh) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | 一种低合金铸钢 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100222266A CN101343716B (zh) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | 一种低合金铸钢 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101343716A true CN101343716A (zh) | 2009-01-14 |
| CN101343716B CN101343716B (zh) | 2010-12-01 |
Family
ID=40245828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100222266A Active CN101343716B (zh) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | 一种低合金铸钢 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101343716B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101845592A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-09-29 | 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 低合金铸钢及其冶炼、热处理方法 |
| CN103484634A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-01 | 无锡阳工机械制造有限公司 | 一种c级钢热处理方法 |
| CN103510024A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 用于高速列车制动盘的合金铸钢及其热处理方法以及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘 |
| CN105779893A (zh) * | 2012-06-28 | 2016-07-20 | 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 用于高速列车制动盘的合金铸钢及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3715490B1 (en) * | 2019-03-29 | 2023-08-23 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method of casting steel alloy component and cast component |
-
2008
- 2008-06-27 CN CN2008100222266A patent/CN101343716B/zh active Active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101845592A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-09-29 | 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 低合金铸钢及其冶炼、热处理方法 |
| CN101845592B (zh) * | 2010-05-18 | 2011-12-28 | 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 低合金铸钢及其冶炼、热处理方法 |
| CN103510024A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 用于高速列车制动盘的合金铸钢及其热处理方法以及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘 |
| CN103510024B (zh) * | 2012-06-28 | 2016-05-25 | 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 用于高速列车制动盘的合金铸钢及其热处理方法以及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘 |
| CN105779893A (zh) * | 2012-06-28 | 2016-07-20 | 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 用于高速列车制动盘的合金铸钢及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘 |
| CN105779893B (zh) * | 2012-06-28 | 2018-08-10 | 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 用于高速列车制动盘的合金铸钢及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘 |
| CN103484634A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-01 | 无锡阳工机械制造有限公司 | 一种c级钢热处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101343716B (zh) | 2010-12-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103510024B (zh) | 用于高速列车制动盘的合金铸钢及其热处理方法以及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘 | |
| CN101671792B (zh) | 弹簧钢及其制备方法 | |
| CN102953008B (zh) | 合金锻钢与其热处理方法及其应用 | |
| CN101748338B (zh) | 铁路车辆的车钩用高强度铸钢及其制造方法 | |
| CN101368251B (zh) | 一种大厚度临氢设备用钢板及其生产工艺 | |
| CN112281080A (zh) | 一种轨道车辆制动盘用低合金钢及其热处理方法 | |
| CN102953007B (zh) | 合金铸钢及其热处理方法,及该合金铸钢制造的货车牵引缓冲装置 | |
| CN100467657C (zh) | 低合金铸钢 | |
| CN105112774A (zh) | 高强韧性低中碳微合金风冷硬化弹簧钢及其成形和热处理工艺 | |
| CN100445411C (zh) | 含稀土元素的铸钢 | |
| CN104357744A (zh) | 一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢及生产方法 | |
| CN103789600B (zh) | 过共晶高铬铸铁制备方法 | |
| CN101343716B (zh) | 一种低合金铸钢 | |
| CN102876982A (zh) | 一种车轴用钢及其制造方法 | |
| CN110257695B (zh) | 一种含铜cadi耐磨材料及其热处理工艺 | |
| CN111485167A (zh) | 一种稀土微合金化25MnCrNiMoA钩尾框用热轧圆钢及其生产方法 | |
| CN105624562A (zh) | 一种超高强度抽油杆用钢及制造方法 | |
| CN113930681A (zh) | 一种高淬透性高疲劳寿命耐低温弹簧扁钢及其生产方法 | |
| CN102900793A (zh) | 高速列车制动盘 | |
| CN101845592B (zh) | 低合金铸钢及其冶炼、热处理方法 | |
| CN103882301B (zh) | J55级低成本电阻焊石油套管用钢及其制造方法 | |
| CN103484794B (zh) | 一种多元合金铸铁的制备方法 | |
| CN113403460A (zh) | 一种稀土处理的耐低温型铁路车厢用钢q450ewr1的制备方法 | |
| CN104962840A (zh) | 汽车发动机胀断连杆用钢 | |
| CN114807773B (zh) | 一种高力学性能风力发电机轴用钢及其制备工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 213000 Wuyi Road, Jiangsu, Changzhou, No. 258 Patentee after: CRRC QISHUYAN INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: 213011 Wuyi Road, Changzhou, Jiangsu, No. 1, No. Patentee before: CSR QISHUYAN INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 213000, No. 258, Wuyi Road, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee after: CRRC Qishuyan Locomotive and Rolling Stock Technology Research Institute Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 213000, No. 258, Wuyi Road, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee before: CRRC QISHUYAN INSTITUTE Co.,Ltd. Country or region before: China |