一种含稀土高性能e+钢的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本发明设及一种含稀±高性能铸钢，属于低合金高强度铸钢技术领域。
【背景技术】：
[0002] 目前，大秦线运煤用C80型敞车16型、17型车钩出现裂纹，该车钩材质为 ZG25MnCrNiM〇-E级铸钢，裂纹失效分析表明，裂纹产生的原因为疲劳断裂及脆性断裂。车钩 服役时承受很大的牵引力、冲击力、拉压交变力，其钩舌、销孔、钩身及16型车钩钩尾凸球部 位还存在磨损，并且车钩常年在露天环境下工作，我国北方冬季气溫低达-20~-40°C，因此 要求重载货车车钩的材料具有高强度、高塑初性、耐低溫冲击性能好、耐疲劳、耐磨性好的 特点;现在普遍存在的问题是，提高强度往往W损失初性为代价。新型E+级铸钢与铁道部E 级铸钢相比，利用稀±特有化学结构，在保证初性指标的同时，提高材料的强度指标，保证 材料的塑初性储备，防止发生早期裂纹与脆性断裂，提高安全可靠性。
[0003] 稀±作为一种合金添加剂在钢中的应用越来越广泛。通过对铁道标准规定的现使 用E级钢的分析研究，我们在现有E级钢的基础上，通过对稀±元素的研究，钢中加入少量稀 ±元素，并研究、调整合金元素组分、含量，研制出性能更加优异的E+级钢，应用于16型、17 型车钩铸件、和谐2号机车车钩及其相关配件，装车试验，满足日益提高的铁道货车重载的 需求。
【发明内容】
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[0004] 本发明的目的是针对现有技术的缺陷和不足，通过调整Mn、Ni、Cr等合金组分，再 加入特有化学结构的稀±元素，提供一种生产简单，成本低且具有高强度的化级铸钢。
[0005] 本发明是由W下技术方案实现的：
[0006] 一种含稀±高性能E+钢，其组成成分的重量百分比含量为：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%，其余为化和微量杂质。
[0007] RE 优选 La 或 Se。
[000引本发明配方的高性能化钢，其强度范围为：
[0009] 屈服强度ReL> 800M化；抗拉强度Rm> 950MPa;延伸率A> 14% ;断面收缩率Z> 30%;冲击初性(-40°C化V2> 31J。
[0010] 本发明的优点是:该钢种具有合金元素少，合金含量低，强度高，生产工艺简单，成 本低等优点，适用于超高强度铁路车辆铸钢件。该钢种通过调整热处理，具有优良的强度和 冲击初性，同时该钢种具有高的疲劳强度和耐磨性。
【具体实施方式】：
[0011] 本发明是一种含稀±高性能化钢，其设计理论如下：
[0012] C是钢中的主要强化元素，提高钢中的碳含量将会增加马氏体转变能力，从而提高 钢的强度，但C含量同样对钢的初性存在显著影响。本发明C含量控制为:ο. 20-0.30 %
[0013] Si是钢中的脱氧元素，Si含量低于0.20%，脱氧效果较差，Si含量较高时焊接裂纹 敏感性增加，本发明Si含量控制为:0.20-0.50 %
[0014] Μη是钢中的重要固溶强化元素。Μη和钢中的S结合形成MnS，从而避免了钢中FeS的 形成。但是，Μη含量过高时，焊接热影响区低溫初性显著降低。本发明控制Μη含量为：1.20- 1.70%
[0015] Ni可W通过晶粒细化W及固溶强化提高钢的强度。Ni能够在不降低钢上平台冲击 功的同时降低钢的初性转变溫度，为了保证钢的初性，本发明控制Ni含量为:0.35-0.80%
[0016] Cr铭与铁形成固溶体，与碳形成多种形式的碳化物，提高钢的强度、硬度和耐磨 性，提高钢的泽透性。本发明控制化含量为:0.30-0.80 %
[0017] Mo是钢中强的碳化物形成元素，能够抑制先共析铁素体的转变，促进贝氏体的转 变。Mo能够显著提高钢的强度，对初性没有损害，同时具有抑制回火脆性的作用。本发明控 制Mo 含量为:0.10-0.30 %
[0018] Re具有极强的化学活性，钢中加入Re后能够净化钢液，改善非金属夹杂物的形态 和分布，改善钢的组织，提高钢的冲击初性，改善低溫性能。在合金铸钢、碳素铸钢中加入稀 ±元素，利用其特有的物理化学特性，对提高铸件的力学性能，改善、稳定工艺性能有着十 分良好的效果。本发明控制RE加入量0.02%-0.2%。优选的，RE为La系和Se系。
[0019] 表1所示为本发明的化学成分;表2所示为本发明的力学性能;表3所示为本发明的 热处理工艺参数
[0020] 表1本发明的化学成分％
[0021]
[0024] 表3本发明的热处理工艺参数
[0025]
[00%] 生产工艺流程：
[0027]电弧炉冶炼(烙化、氧化、升溫、出钢)一一LF炉底吹氣接钢水一一LF炉精炼(还原、 调整成分、溫度）
[00%]电弧炉-LF炉冶炼工艺，大幅度降低钢中的N、0、S、P等杂质有害元素，实现高纯净 度钢水的冶炼，稀±元素在钢中的作用将能更有效的得到控制和更好的得到发挥。利用稀 ±特有的物理化学特性，通过优选化学成分，得到高强初性的化级钢。
[0029] 下面将通过不同实施例和对比例的比较来描述本发明，运些实施例仅是用于解释 的目的，本发明并不局限于运些实施例中。
[0030] 表4为实施例和比较例中的化学成分，其中1-3钢为发明例，4-5钢为比较例，比较 例4钢为高Μ的E级钢，比较例5钢为高C、高Μη、高碳当量的E级钢。表5为实施例和比较例钢 的常规力学性能。
[0031] 表4实施例的化学成分％
[0032]
[0035]
【主权项】
1. 一种含稀土高性能E+钢，其特征是:其组成成分的重量百分比含量为： 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%，其余为Fe和微量杂质。2. 根据权利要求1所述的一种含稀土高性能E+钢，其特征是:RE为La或Se。
【专利摘要】本发明涉及一种含稀土高性能E+钢，解决了铁道部E级铸钢存在的问题。包括Fe、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、RE，各成分的重量百分比含量为：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％，其余为Fe和微量杂质。RE优选La和Se。本发明钢种合金元素少，合金含量低，强度高，生产工艺简单，成本低，适用于超高强度铁路车辆铸钢件。该钢种通过调整热处理，具有优良的强度和冲击韧性，同时具有高的疲劳强度和耐磨性。
【IPC分类】C22C38/04, C22C38/08, C22C38/02, C22C38/16, C22C38/12, C22C38/18
【公开号】CN105671429
【申请号】CN201610185788
【发明人】王光明, 张挨元, 张秀清, 单水维, 李志杰, 高伟, 王虎明, 张小东, 李卫国, 左文博, 刘江, 王瑞
【申请人】内蒙古第一机械集团有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月30日