CN103614651A

CN103614651A - 一种铁路车辆钩尾框用钢及其热处理工艺

Info

Publication number: CN103614651A
Application number: CN201310616782.7A
Authority: CN
Inventors: 李德跃; 宋俊涛; 涛雅; 高志国; 孙睿哲; 高海冬; 王靖宇; 周彦; 孙雪丽
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd; Inner Mongolia Baotou Steel Union Co Ltd
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: CN103614651B

Abstract

一种铁路车辆钩尾框用钢及其热处理工艺，属于材料成型和热处理技术领域。钢坯的(重量百分比)化学成分为：C0.24-0.28％，Si0.20-0.40％，Mn1.2-1.5％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr0.40-0.80％，Mo0.20-0.30％，Ni0.35-0.55％，RE≤0.0010％，余量为Fe和不可避免的杂质。调质工艺为：水淬温度880～930℃，回火温度580±50℃。热处理后的屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥850MPa，延伸率≥14％，常温条件和V型缺口下纵向冲击功大于27J，Z向性能大于30％，各类非金属夹杂物均小于1.5级。当C≤0.25％时要求距淬火顶端11mm处的硬度值≥30HRC，当0.28％≥C％>0.25％时，要求距淬火顶端11mm处的硬度值≥33HRC。试样加热工艺制度为910±10℃，保温30±5分钟。

Description

一种铁路车辆钩尾框用钢及其热处理工艺

技术领域

属于材料成型技术领域，特别涉及钢的热处理工艺。

背景技术

钩尾框是铁道货车车辆上的关键配件。根据货车额定载重量60吨、70吨及80吨不同，分别对应13B、17及16三种不同型号的钩尾框。我国铁道车辆钩尾框一直采用25MnCrNiMoA钢铸造成型，该钢种成分设计及铸造工艺全部从美国引进。钩尾框使用条件恶劣，受冲击力大，特别是在冬季时容易出现断裂现象。随着铁道车辆向高速重载方向发展，铸造钩尾框性能已不能满足车辆运输要求，强度、韧性良好的锻造钩尾框将取而代之。锻造钩尾框力学性能、尺寸精度等要求较高，对制造钩尾框用圆钢的冶金质量要求很高。锻造钩尾框所用钢种为25MnCrNiMoA，该钢种为铁道车辆用锻造钩尾框的专用钢材牌号，国内外尚无该钢种的产品标准，所有技术条件均由原铁道部自行制定。

发明内容

本发明的目的是公开一种铁路车辆钩尾框用钢及其热处理工艺，其钢坯的化学成分及含量(重量百分比)应符合：C0.24-0.28％，Si0.20-0.40％，Mn1.2-1.5％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr0.40-0.80％，Mo0.20-0.30％，Ni0.35-0.55％，RE≤0.0010％，余量为Fe和不可避免的杂质。属于稀土微合金化钢，稀土为脱氧剂。其以热轧状态交货，压缩比≥3。调质处理工艺为：880～930℃水淬，580±50℃回火。其特征在于经调质处理后的钩尾框用圆钢屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥850MPa，延伸率≥14％，常温条件和V型缺口下纵向冲击功大于27J，Z向性能大于30％。各类非金属夹杂物均小于1.5级。

本发明的突出优点是钩尾框用圆钢的淬透性好，当C≤0.25％时要求距淬火顶端11mm处的硬度值≥30HRC，当0.28％≥C％>0.25％时，要求距淬火顶端11mm处的硬度值≥33HRC。试样加热工艺制度为910±10℃，保温30±5分钟。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：

钢坯的(重量百分比)化学成分为：C0.47％，Si0.26％，Mn1.07％，P0.015％，S0.008％，Cr1.04％，Mo0.21％，Ce0.0005％，余量为Fe和不可避免的杂质。加热温度影响轧前的原始奥氏体晶粒大小，各道次的轧制温度及终轧温度影响道次之间及终轧后的奥氏体再结晶程度及再结晶后的晶粒大小。它对钢材的性能起着重要作用，它控制的好坏直接影响到钢材的合格率。采用推钢式加热炉加热钢坯，结合现场生产设备状况及钢种特点，控制预热段温度≤800℃，加热I段温度1130～1180℃，加热II段温度1200～1260℃，均热段温度1150～1250℃，经过Φ850mm开坯机及七机架连轧机将连铸坯轧制成Φ160mm圆钢。钢坯开轧温度1064～1116℃，终轧温度927～949℃。鉴于该钢种合金含量较高，轧后圆钢以堆垛方式缓冷，且下铺上盖其它钢种热钢。圆钢堆垛温度550～627℃。

在830℃淬火+630℃回火工艺条件下进行热处理，试验钢的各项力学性能见表1，非金属夹杂物评级见表2。对首批7炉钩尾框用Φ160mm圆钢逐炉进行了酸浸低倍检验，检验结果见表3。低倍试样上未见缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、晶间裂纹等缺陷。

表1 力学性能检验结果

项目

Rp0.2(MPa)

Rm(MPa)

A(％)

Z(％)

-40℃Akv(J)

J11mm(HRC)

结果

862～930

902～1005

16.0～18.0

54.0～65.0

61～126

37.1～42.6

要求

≥690

≥850

≥14

≥30

≥27

≥33

表2 非金属夹杂物检验结果(级)

项目	A	B	C	D	A+C
						结果	1.5	0～1	0～1	1～1.5	≤1.5
要求	≤2.0	≤2.0	≤2.0	≤2.0	≤2.5

表3 酸浸低倍检验结果(级)

项目	一般疏松	中心疏松	偏析	一般点状偏析	边缘点状偏析
						结果	0.5～1.0	0.5～1.5	0.5	无	无
标准	≤2	≤2	≤2	不得有	不得有

Claims

1.一种铁路车辆钩尾框用钢，其特征在于以重量百分比计化学成分含量为：C0.24-0.28％，Si0.20-0.40％，Mn1.2-1.5％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr0.40-0.80％，Mo0.20-0.30％，Ni0.35-0.55％，RE≤0.0010％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种铁路车辆钩尾框用钢，其特征在于所述圆钢为稀土微合金化钢，稀土为脱氧剂。

3.根据权利要求1所述的一种铁路车辆钩尾框用钢，其特征在于交货状态为热轧态，热轧压缩比≥3；经热处理后的圆钢屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥850MPa，延伸率≥14％，常温条件和V型缺口下纵向冲击功大于27J，Z向性能大于30％；各类非金属夹杂物均小于1.5级。

4.如权利要求1所述特征的一种铁路车辆钩尾框用钢的热处理工艺，其特征在于水淬温度880～930℃，回火温度580±50℃。

5.根据权利要求4所述的一种钩尾框用圆钢的热处理工艺，其特征在于当C≤0.25％时要求距淬火顶端11mm处的硬度值≥30HRC，当0.28％≥C％>0.25％时，要求距淬火顶端11mm处的硬度值≥33HRC；试样加热工艺制度为910±10℃，保温30±5分钟。