CN110499452A - 合金铸钢、其制作方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种合金铸钢、其制作方法及应用。以重量百分比计，该合金铸钢包括：碳0.12％～0.21％、硅0.15％～0.35％、锰1.21％～1.50％、磷≤0.035％、硫≤0.035％、铬≤0.25％、钼0.31％～0.56％、铝0.02％～0.04％、铌0.02％～0.04％，氮≤0.020％，余量为铁及其他不可避免的元素。具有上述组成的铸钢材料形成的铸钢，由于具有合适的碳、锰、钼和铬的含量，因此提高了铸钢的强度；同时通过控制其他元素在合适的含量与其进行配合，进而在不采用镍的前体下，不仅提高了铸钢强度而且提高了其低温韧性。
Description
技术领域
本发明涉及金属冶炼领域，具体而言，涉及一种合金铸钢、其制作方法及应用。
背景技术
随着国民经济持续增长和市场需求的不断扩展，我国铁路货车整车及相关零部件快速进入俄罗斯等高寒地区，为此需要货车使用的铸钢件具有良好的低温性能。如表1所示，典型的AAR M201-2015的D级钢和ASTM A487中4B的机械性能要求。
表1AAR M201-2015的D级钢和ASTM A487中4B的机械性能要求
通常，人们一直在寻求合适的铸钢成分，以满足上述性能的化学成分范围，并尽量采用低的焊接碳当量和提高低温冲击韧性。如专利CN103436807B，提出了一种新型铸钢成分的技术方案，该方案在达到上述机械性能指标的前提下，碳当量为0.52％～0.58％(碳当量的计算公式为:CE＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15)。其采用添加钒、铌复合细化晶粒，并用铬、镍、钼提高淬透性和提高强度。然而，随着镍在不锈钢和耐热钢领域的广泛使用，使得镍资源日趋匮乏。因此，如何降低镍或不使用镍，以达到同等性能成为了一个研究重点。其次，镍的添加可以提高低温韧性，如果不采用镍，如何保证或提高低温冲击韧性，将是研究难点。另外，为了在铁路货车达到表1的力学性能，则此时碳当量的计算公式为，CE＝C+(Mn+Si)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，如何在新的碳当量计算公式下，不增加碳当量，而保证强度，也将是另外一个难点。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种合金铸钢、其制作方法及应用，以解决现有技术中不含镍铸钢难以保证高强度、高低温韧性的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种合金铸钢，以重量百分比计，合金铸钢包括：碳0.12％～0.21％、硅0.15％～0.35％、锰1.21％～1.50％、磷≤0.035％、硫≤0.035％、铬≤0.25％、钼0.31％～0.56％、铝0.02％～0.04％、铌0.02％～0.04％，氮≤0.020％，余量为铁及其他不可避免的元素。
进一步地，以重量百分比计，优选碳的含量为0.14％～0.19％，优选锰的含量为1.36％～1.50％，优选钼的含量为0.31％～0.45％。
进一步地，上述合金铸钢中，氮、铝、铌的含量满足0≤铝+0.26×铌-2.5×N≤0.010％。
进一步地，上述磷的重量百分比≤0.020％、硫的重量百分比≤0.015％。
进一步地，以合金铸钢的抗拉强度Q值按照Q＝200×碳+25×锰+16×钼+3×铬-63计算，且Q值≥0。
进一步地，碳当量按照如下计算公式CE＝C+(Mn+Si)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15计算，计算得到的碳当量不大于0.60％，优选碳当量不大于0.55％。
进一步地，上述合金铸钢的抗拉强度≥725MPa，优选合金铸钢的屈服强度≥585MPa；优选合金铸钢的伸长率≥17％，优选合金铸钢的断面收缩率≥35％；优选合金铸钢-40℃的夏比V型冲击功≥40J，优选合金铸钢-50℃的夏比V型冲击功≥27J，优选合金铸钢-60℃的夏比V型冲击功≥27J；优选合金铸钢的硬度范围为211HBW～285HBW。
根据本发明的另一方面，提供了一种上述任一种的合金铸钢的制作方法，该制作方法包括：对铸钢材料进行冶炼铸造成型，得到钢铸件；对钢铸件进行热处理，得到铸钢，热处理包括对钢铸件依次进行高温正火处理、淬火处理和回火处理。
进一步地，上述高温正火处理包括将铸钢件加热到951℃～1050℃保温2～6小时后出炉空冷到室温。
进一步地，上述淬火处理包括将高温正火处理后的铸钢件加热到930℃～950℃保温2～5小时后出炉冷却，淬火处理中的冷却的速度控制为10.1℃/s～100℃/s，优选冷却中采用的冷却介质为含5％～15％的氯化钠水溶液或者水。
进一步地，上述回火处理包括将淬火处理后的铸钢件加热到630℃～680℃保温2～7小时后出炉冷却到室温，回火处理中的冷却在空气、油、水或水溶性介质中进行。
进一步地，上述回火处理得到主要为回火索氏体的金相组织。
根据本发明的又一方面，提供了一种铁路零部件，该铁路零部件采用上述任一种的合金铸钢成型而成。
进一步地，上述铁路零部件为车钩座、车钩、夹钳、制动盘、轴箱体、齿轮箱、钩尾框、转向架、构架、星盘、轴或支撑轴。
应用本发明的技术方案，具有上述组成的铸钢材料形成的铸钢，由于具有合适的碳、锰、钼和铬的含量，因此提高了铸钢的强度；同时通过控制其他元素在合适的含量与其进行配合，进而在不采用镍的前体下，不仅提高了铸钢强度而且提高了其低温韧性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例1的铸钢经高温正火处理+淬火回火处理后的金相组织放大100倍的图片；
图2为本申请实施例1的铸钢经高温正火处理+淬火回火处理后的金相组织放大500倍的图片。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的，现有技术的铸钢中为了达到强度要求，一般都会使用镍；而如果不采用镍现有技术的铸钢组成配方很难保证铸钢的高强度和高低温韧性，为了解决该问题，本申请提供了一种合金铸钢、其制作方法及应用。
在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种合金铸钢，以重量百分比计，该合金铸钢包括：碳0.12％～0.21％、硅0.15％～0.35％、锰1.21％～1.50％、磷≤0.035％、硫≤0.035％、铬≤0.25％、钼0.31％～0.56％、铝0.02％～0.04％、铌0.02％～0.04％，氮≤0.020％，余量为铁及其他不可避免的元素。前述的不可避免的元素不含镍元素，即本申请的合金铸钢不含镍元素。
碳：碳的主要作用是作为间隙固溶元素，以提高铸钢的强度。但是，过高的碳会降低塑性、韧性，尤其是塑性；而过低的碳则需要增加强度元素如锰、钼。从性能和成本的匹配角度，本申请控制含碳量为0.12％～0.21％，优选为0.13％～0.21％。为了保证强度、塑性和韧性的匹配，优选碳的含量控制在0.14％～0.19％(这里的含量以及下述各元素的含量均指重量含量)。
硅：硅的作用主要是在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂进行使用。但过高的硅会对奥氏体和铁素体固溶强化，导致韧性降低，为了达到表1中的要求，控制硅的含量为0.15％～0.35％
锰：锰是提高合金铸钢强度的有效元素，其能有效改善铸钢的低温冲击韧性而且也能改善焊缝低温韧性。另外，在本申请中，锰的添加能促进氮在钢中的溶解度，同时有利于铝和铌的复合添加，形成氮化铝、氮化铝、碳氮化铌等。但当锰超过1.5％时，会增加铸造过程中化学成分偏析导致塑性和韧性降低，但过低的锰则会导致强度不足。为此控制锰的含量为1.21％～1.50％。为了合理控制材料成本，可以将锰含量进一步优化为1.36％～1.50％。
磷和硫：在本合金铸钢中，磷和硫都是有害元素，影响钢的纯净性，过高的磷和硫会降低冲击韧性，尤其是低温韧性。但控制太低，会增加较大的生产成本，综合上述因素控制磷和硫的含量为磷≤0.035％、硫≤0.035％。为了进一步提高冲击韧性，尤其是低温冲击韧性，磷和硫控制的含量进一步优化为磷≤0.020％、硫≤0.015％。
钼：锰是提高合金铸钢强度的有效元素，同时钼也是提高塑性的关键元素。但是，过高的钼会降低韧性，过低则会无法保证铸钢件获得回火索氏体的能力。为此控制钼的含量为0.31％～0.56％。为了合理控制材料成本，可以将钼含量进一步优化为0.31％～0.45％。
铬：铬为是提高合金铸钢强度的有效元素，且铬、锰、钼的组合作用，更加增强了钢的淬透性和强度。过高的铬的添加会导致碳当量的增加，过低的铬则会无法达到合适的强度。为此，控制铬的含量≤0.25％，优选为0.08％～0.25％。
铝和铌配合用于细化晶粒，尤其是奥氏体晶粒细化，氮主要是为配合铝和铌以形成一定量的氮化物，氮化物可以促进铸钢在铸造过程和高温正火的晶粒细化。此外铝还可以作为有效的脱氧剂。但是过高的铝会增加非金属夹杂物缺陷和开裂倾向，过低的铝则无法细化晶粒，为此，控制铝的含量为0.02％～0.04％。铌的添加还可以减少奥氏体混晶的存在，但过高的铌会严重降低低温冲击韧性，过低的铌则无法和铝复合。为此控制铌的含量为0.02％～0.04％。为了形成适量氮化物，控制氮≤0.020％，进一步优选需满足0≤铝+0.26×铌-2.5×N≤0.010％。
综上，具有上述组成的铸钢材料形成的铸钢，由于具有合适的碳、锰、钼和铬的含量，因此提高了铸钢的强度；同时通过控制其他元素在合适的含量与其进行配合，进而在不采用镍的前体下，不仅提高了铸钢强度而且提高了其低温韧性。
优选地，拟定以铸钢材料形成的铸钢的抗拉强度Q值按照Q＝200×碳+25×锰+16×钼+3×铬-63计算：Q是快速判断本发明获得强度的能力，Q≥0，为了保证较好的强度，Q值最好在5以上。通过上述公式的指导，方便现场配料时，反馈冶炼的成分是否满足强度要求。通过该公式可以对成分进行进一步的调节。
另外，碳当量公式是当前衡量材料焊接性能的重要指标。通过该指标可以快速判断材料的焊接性能如何，以及材料后续需要大概的焊接工艺。为了提高焊接性能，优选碳当量按照如下计算公式CE＝C+(Mn+Si)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15计算，计算得到的碳当量不大于0.60％，进一步优选碳当量不大于0.55％。碳当量越低，选择的焊接方法简单，预热温度低(甚至不需要预热)，选择的焊丝成本也低等。
本申请优选合金铸钢的抗拉强度≥725MPa，优选合金铸钢的屈服强度≥585MPa；优选合金铸钢的伸长率≥17％，进一步优选伸长率≥20％；优选合金铸钢的断面收缩率≥35％；优选合金铸钢-40℃的夏比V型冲击功≥40J，优选合金铸钢-50℃的夏比V型冲击功≥27J，优选合金铸钢-60℃的夏比V型冲击功≥27J；优选合金铸钢的硬度范围为211HBW～285HBW。由此可见，本申请的合金铸钢完全符合AAR M201-2015的D级钢和ASTM A487中4B的机械性能要求。
在本申请又一种典型的实施方式中，提供了一种上述任一种合金铸钢的制作方法，该制作方法包括：对铸钢材料进行冶炼铸造成型，得到钢铸件；对钢铸件进行热处理，得到铸钢，上述热处理包括对钢铸件依次进行高温正火处理、淬火处理和回火处理。
利用本申请的铸钢原料进行冶炼铸造成型后进行热处理，所得到的铸钢由于具有合适的碳、锰、钼和铬的含量，因此提高了铸钢的强度；同时通过控制其他元素在合适的含量与其进行配合，进而在不采用镍的基础上，不仅提高了铸钢强度而且提高了其低温韧性。且在配料改进的基础上，通过上述热处理方式进一步提高了合金铸钢的综合力学性能。
为了使上述各元素的作用充分发挥，优选采用电弧炉冶炼工艺或中频感应炉冶炼工艺对铸钢材料进行冶炼铸造成型。
其中，电弧炉冶炼工艺的流程可以参考现有技术，优选参考如下过程实施：
1.入炉料要求：为保证微量有害元素如Sn、Sb和As等控制在尽可能低的范围，采用优质生铁及大块优质废钢作为冶炼炉料。炉料可以是各类碳素钢、成分相近的同类钢、符合要求的生铁及各类相关的铁合金、铝块等，车削料、轻薄料应挤压成块，大料、长料应切割成合适块料。封闭式容器、易爆物、有色金属以及其它有害物质不应入炉。所有熔炼后期加入的炉料必须应经450℃以上、不少于2h的保温烘烤；其他入炉材料也应保持干燥。
2.精选炉料并装料操作：按工艺要求将相应的炉料投入电弧炉内，废钢装入前炉底加入5.0％～7.0％的石灰，以确保先期去磷，并保护炉底。
3.熔化炉料并造渣脱磷操作：用允许的最大功率通电，推料助熔。熔清碳应保证氧化期脱碳量不小于0.30％。熔化结束后，钢中的碳、锰、磷及其他要求检验的主要元素应符合规定要求。
4.氧化脱磷脱碳操作：氧化过程宜采用矿、氧综合氧化操作，以保证顺利脱磷、去气、去夹杂。当熔池温度达到1600℃时，应加锰铁进行预脱氧，使熔池锰含量在0.90～1.1％以上。预脱氧完成后，测温，取样分析碳、磷、锰含量。当WC≥0.10％、WP≥0.020％、WMn≥0.20％，且熔池温度不低于出钢温度时，允许扒净氧化渣。
5.还原期脱氧脱硫操作：氧化渣扒渣完毕后迅速加入2～3％的干燥薄渣料并大功率供电使干渣快速熔化并覆盖钢液，以防止钢液吸气和降温。稀薄渣形成后，向熔池插纯铝0.50kg/(t钢)进行预脱氧，并向熔渣表面均匀地喷、撒一定量的还原剂(碳粉、碳化硅粉等)；尽量保证炉膛有较好的密封性，以促进白渣快速形成。白渣在熔池内保持时间应不少于10min。
6.调整成分出钢操作：在白渣状态下取样分析全元素，不合格应补加相关合金进行成分调整，当所有元素成分含量合格后，进行测温，温度达到规定要求后，进行出钢操作。出钢后应保证包内镇静时间不少于5min。
7.浇注操作：浇注温度和浇注速度根据铸件的工艺要求而定，始浇温度宜不高于1600℃。当所有条件均满足后方可进行铸件成型浇注操作，完成钢铸件的制作。
中频感应炉冶炼工艺也可以参考现有技术，优选参考如下过程：
1.炉料准备：由于中频炉不具备脱碳、脱磷及脱硫能力功能，而且到了熔炼后期还有增磷和增硫的趋势，所以要熔炼出上述要求的钢液，必须对入炉废钢的成分进行控制。
2.将上述准备好的炉料进行抛丸除锈处理，确保入炉废钢的清洁，同时将其他入炉原料如铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、纯铝块及硅钙合金等应进行450℃保温2小时的烘烤。
3.先加入小块料废钢，保护炉底，再加入铬铁、钼铁等高熔点合金，后加入大块料废钢。满功率进行炉料熔化。待钢锭化清后，调整碳、硅、锰、铬、钼、铌等主要合金至目标范围内。
4.将钢液温度调整到出钢温度后，包内加纯铝块后出钢，并实施浇注。完成钢铸件制作。
在本申请一种优选的实施例中，上述高温正火处理包括将铸钢件加热到951℃～1050℃保温2～6小时后出炉空冷到室温。由于采用了铝铌氮的晶粒细化技术，可以在高温加热，以保证整个铸件的成分均匀一致，从而保证性能一致。
在本申请另一种优选的实施例中，上述淬火处理包括将高温正火处理后的铸钢件加热到930℃～950℃保温2～5小时后出炉冷却，淬火处理中的冷却的速度控制为10.1℃/s～100℃/s，优选冷却中采用的冷却介质为含5％～15％的氯化钠水溶液或者水。这将使铸钢件整个截面获得以淬火马氏体为主的显微组织。随后将淬火处理完成的铸钢件进行回火处理，以获得需要的综合力学性能。
在本申请另一种优选的实施例中，上述回火处理包括将淬火处理后的铸钢件加热到630℃～680℃保温2～7小时后出炉冷却到室温，回火处理中的冷却在空气、油、水或水溶性介质中进行。回火温度采用630℃以上回火可以保证铸件具有更为优越的塑性和韧性。回火处理得到主要为回火索氏体的金相组织。
在本申请又一种典型的实施方式中，提供了一种铁路零部件，该铁路零部件采用上述的合金铸钢成型而成。
由于本申请的铸钢的力学性能能够满足表1中的要求，因此应用其的铁路零部件的能够更好地适应高寒环境的要求。优选上述铁路零部件为车钩座、车钩、夹钳、制动盘、轴箱体、齿轮箱、钩尾框、转向架、构架、星盘、轴、支撑轴。
另外，本申请的铸钢还可以制备成其他同等机械性能要求及焊接性能要求高的零部件，或者需要轻量化和高强度的其他领域零部件，优选为焊接构架、轴、支撑轴等。
以下将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
本发明中，机械性能的测定依据的是A.A.R标准美国铁道协会标准M-201-05的相关规定，所用试样为基尔试块。其中碳当量的计算:CE＝C+(Mn+Si)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。
以下实施例中，组分含量均以其质量百分含量计。
实施例1
一种低碳当量低温用低合金铸钢，其各组分及其质量百分比如下：碳0.17％、硅0.24％、锰1.36％、磷0.012％、硫0.009％、铬0.22％、钼0.33％、铝0.04％、铌0.03％，氮为163ppm，余量为及其他不可避免的元素。碳当量为0.55％。
在该实施例中，采用前述的电弧冶炼工艺得到钢铸件，钢铸件的后热处理过程采用高温正火和淬火回火处理。具体地，高温正火处理工艺为将钢铸件加热到980℃保温3小时，然后出炉进行空冷；淬火工艺为将高温正火后的钢铸件加热到930℃保温2小时，出炉在含10％氯化钠水溶液中冷却到室温，铸钢整体冷却速度为42.5℃/s。回火工艺为，将淬火处理后的铸钢件加热到650℃保温5.0小时，再出炉在水中冷却到室温。
以上实施例1的低合金铸钢经过以上示例的处理以后，所获得的金相组织主要为回火索氏体，具体金相组织图样如图1和图2所示，由图1和图2可以看到典型的回火索氏体金相形貌，并且，晶粒尺寸明显细化，组织均匀性非常良好。
对以上实施例1的低合金铸钢(经过上述热处理后)进行机械性能测定，获得以下测试结果：抗拉强度731MPa，屈服强度614MPa，伸长率25.5％，断面收缩率54％，-40℃的夏比V型冲击功(平均值)116J，-50℃的夏比V型冲击功(平均值)101J，-60℃的夏比V型冲击功(平均值)92J，硬度212HBW。
实施例2～21、对比例1至5
其中实施例2～16与实施例1过程相同，具体组分及含量、碳当量见表2，其中实施例17至21的配方与实施例1相同，热处理过程分别如下。其中对比例1至3的数据来自CN103436807B的相关数据，对比例4至5来自发明人试验数据。
实施例17
在该实施例中，采用前述的电弧冶炼工艺得到钢铸件，钢铸件的后热处理过程采用高温正火和淬火回火处理。具体地，高温正火处理工艺为将钢铸件加热到951℃保温6小时，然后出炉进行空冷；淬火工艺为将高温正火后的钢铸件加热到939℃保温3小时，出炉在含8％氯化钠水溶液中冷却到室温，铸钢整体冷却速度为31.5℃/s。回火工艺为，将淬火处理后的铸钢件加热到645℃保温6.0小时，再出炉在油中冷却到室温。
实施例18
在该实施例中，采用前述的电弧冶炼工艺得到钢铸件，钢铸件的后热处理过程采用高温正火和淬火回火处理。具体地，高温正火处理工艺为将钢铸件加热到970℃保温4小时，然后出炉进行空冷；淬火工艺为将高温正火后的钢铸件加热到950℃保温2小时，出炉在含15％氯化钠水溶液中冷却到室温，铸钢整体冷却速度为98.7℃/s。回火工艺为，将淬火处理后的铸钢件加热到630℃保温7.0小时，再出炉在空气中冷却到室温。
实施例19
在该实施例中，采用前述的电弧冶炼工艺得到钢铸件，钢铸件的后热处理过程采用高温正火和淬火回火处理。具体地，高温正火处理工艺为将钢铸件加热到1050℃保温3小时，然后出炉进行空冷；淬火工艺为将高温正火后的钢铸件加热到930℃保温6小时，出炉在含5％氯化钠水溶液中冷却到室温，铸钢整体冷却速度为17.2℃/s。回火工艺为，将淬火处理后的铸钢件加热到680℃保温2.0小时，再出炉在水溶剂介质中冷却到室温。
实施例20
在该实施例中，采用前述的电弧冶炼工艺得到钢铸件，钢铸件的后热处理过程采用高温正火和淬火回火处理。具体地，高温正火处理工艺为将钢铸件加热到960℃保温6小时，然后出炉进行空冷；淬火工艺为将高温正火后的钢铸件加热到940℃保温2小时，出炉在含12％氯化钠水溶液中冷却到室温，铸钢整体冷却速度为86.6℃/s。回火工艺为，将淬火处理后的铸钢件加热到665℃保温5.0小时，再出炉在水中冷却到室温。
实施例21
在该实施例中，采用前述的电弧冶炼工艺得到钢铸件，钢铸件的后热处理过程采用高温正火和淬火回火处理。具体地，高温正火处理工艺为将钢铸件加热到960℃保温3小时，然后出炉进行空冷；淬火工艺为将高温正火后的钢铸件加热到930℃保温2小时，出炉在水中冷却到室温，铸钢整体冷却速度为10.5℃/s。回火工艺为，将淬火处理后的铸钢件加热到630℃保温6.0小时，再出炉在水中冷却到室温。
表2(质量百分比，％)
各实施例和对比例的铸钢的机械性能测试结果见表3。
表3机械性能
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
具有上述组成的铸钢材料形成的铸钢，由于具有合适的碳、锰、钼和铬的含量，因此提高了铸钢的强度；同时通过控制其他元素在合适的含量与其进行配合，进而在不采用镍的前体下，不仅提高了铸钢强度而且提高了其低温韧性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种合金铸钢，其特征在于，以重量百分比计，所述合金铸钢包括：
碳0.12％～0.21％、硅0.15％～0.35％、锰1.21％～1.50％、磷≤0.035％、硫≤0.035％、铬≤0.25％、钼0.31％～0.56％、铝0.02％～0.04％、铌0.02％～0.04％，氮≤0.020％，余量为铁及其他不可避免的元素。
2.根据权利要求1所示的合金铸钢，其特征在于，以重量百分比计，优选所述碳的含量为0.14％～0.19％，优选所述锰的含量为1.36％～1.50％，优选所述钼的含量为0.31％～0.45％。
3.根据权利要求1所述的合金铸钢，其特征在于，所述合金铸钢中，所述氮、所述铝、所述铌的含量满足0≤铝+0.26×铌-2.5×N≤0.010％。
4.根据权利要求1所述的合金铸钢，其特征在于，所述磷的重量百分比≤0.020％、硫的重量百分比≤0.015％。
5.根据权利要求1所述的合金铸钢，其特征在于，以所述合金铸钢的抗拉强度Q值按照Q＝200×碳+25×锰+16×钼+3×铬-63计算，且Q值≥0。
6.根据权利要求1所述的合金铸钢，其特征在于，碳当量按照如下计算公式CE＝C+(Mn+Si)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15计算，计算得到的所述碳当量不大于0.60％，优选所述碳当量不大于0.55％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的合金铸钢，其特征在于，所述合金铸钢的抗拉强度≥725MPa，优选所述合金铸钢的屈服强度≥585MPa；优选所述合金铸钢的伸长率≥17％，优选所述合金铸钢的断面收缩率≥35％；优选所述合金铸钢-40℃的夏比V型冲击功≥40J，优选所述合金铸钢-50℃的夏比V型冲击功≥27J，优选所述合金铸钢-60℃的夏比V型冲击功≥27J；优选所述合金铸钢的硬度范围为211HBW～285HBW。
8.一种权利要求1至7中任一项所述的合金铸钢的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
对铸钢材料进行冶炼铸造成型，得到钢铸件；
对所述钢铸件进行热处理，得到铸钢，所述热处理包括对所述钢铸件依次进行高温正火处理、淬火处理和回火处理。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述高温正火处理包括将铸钢件加热到951℃～1050℃保温2～6小时后出炉空冷到室温。
10.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述淬火处理包括将高温正火处理后的铸钢件加热到930℃～950℃保温2～5小时后出炉冷却，所述淬火处理中的冷却的速度控制为10.1℃/s～100℃/s，优选所述冷却中采用的冷却介质为含5％～15％的氯化钠水溶液或者水。
11.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述回火处理包括将淬火处理后的铸钢件加热到630℃～680℃保温2～7小时后出炉冷却到室温，所述回火处理中的冷却在空气、油、水或水溶性介质中进行。
12.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述回火处理得到主要为回火索氏体的金相组织。
13.一种铁路零部件，其特征在于，所述铁路零部件采用权利要求1至7中任一项所述的合金铸钢成型而成。
14.根据权利要求13所述的铁路零部件，其特征在于，所述铁路零部件为车钩座、车钩、夹钳、制动盘、轴箱体、齿轮箱、钩尾框、转向架、构架、星盘、轴或支撑轴。
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