[发明专利]锻造钩尾框高强度、高韧性专用焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及焊丝，尤其是涉及一种锻造钩尾框高强度、高韧性专用焊丝。

背景技术

钩尾框、车钩是列车的关键部件，传统的钩尾框、车钩为铸造件，随着铁路运输向高速重载方向发展，对车钩材料的性能要求越来越高。由于铸造件韧性差、抗拉强度弱，列车提速重载后容易产生裂痕，威胁行驶安全，因此美国AAR-M-211及新制订的TB456-97都明确规定了铁路用C级钢车钩其材质为调质C级钢。在我国，韧性不足和低温抗脆能力差是铁路货车车钩存在的主要缺陷。因此钩尾框拉断造成的铁路运输行车事故时有发生，为确保铁路行车安全保驾护航，当前，我国已经采用机械性能优良，尤其是低温冲击性能好的调质处理的C级钢来生产新型钩尾框，并且以锻造、热处理、焊接方式来替代传统的铸造方式。为了配合新型钩尾框的生产，研制低温冲击性能好，具有优异机械性能的焊丝，已经迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种锻造钩尾框高强度、高韧性专用焊丝，以解决现有钩尾框和车钩进行埋弧焊时，缺乏耐低温冲击性能好，具有优异机械性能的专用焊丝的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：它由下列化学成分按所述质量百分比制成：Cr 0.30—0.50％，Mo 0.30—0.50％，C 0.07—0.11％，Si 0.38—0.55％，Mn 1.30—1.55％，Ni 1.25％—1.50％，Nb 0.01—0.03％，V 0.01—0.03％，Ti 0.05—0.08％，B 0.005—0.01％，P≤0.01％，S≤0.02％，余量为铁和不可避免的杂质。

作为优选，在本发明组分中：Cr 0.45％，Mo 0.35％，C 0.09％，Si 0.50％，Mn 1.35％，Ni 1.25％，Nb 0.02％，V 0.03％，Ti 0.07％，B 0.006％，P≤0.010％，S≤0.011％，余量为铁和不可避免的杂质。

作为优选，在本发明组分中：Cr 0.35％，Mo 0.45％，C 0.07％，Si 0.45％，Mn 1.45％，Ni 1.35％，Nb 0.01％，V 0.02％，Ti 0.06％，B 0.008％，P≤0.01％，S≤0.02％，余量为铁和不可避免的杂质。

在本发明化学成分中，焊丝中的Cr含量控制在0.30—0.50％内，可提高焊缝中针状铁素体含量并细化铁素体晶粒，能显著提高焊缝强度和低温韧性。

本焊丝中C含量控制在0.07—0.11％，当C>0.1％时，焊缝的淬硬性增加，韧度降低，为了保证焊缝具有较好的韧性、焊接性能和塑性，焊丝含碳量以0.09％为佳。

Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，焊丝中的含锰量在1.30—1.55％时，能提高焊缝的强度和硬度，提高焊缝的淬性，改善焊缝的热加工性能。Si与Mn起着联合脱氧作用，可从熔化的金属中以分离氧化和分离汽化作用带走氧，当本发明中Si的含量控制在0.45—0.50％时，具有良好的脱氧效果，同时还可增强焊缝延展性、增大抗张强度。

焊丝中Ni含量控制在1.25—1.50％内，尤其为1.25—1.30％时，可让焊缝保持很好的强度，并提高焊缝的抗腐蚀性和低温冲击韧性。

Mo控制在0.30—0.50％内，可细化针状铁素体晶粒组织，并可增强从其它合金元素获得的沉淀硬化效果。特别是0.35—0.40％的Mo，可提高了焊缝钢的淬透性，并通过降低珠光体转变温度来提高焊缝的强度和硬度。

此外，本发明通过加入总质量0.05—0.08％的Ti，焊接时可以有效地防止在热影响区产生晶间应力腐蚀裂纹，并且Ti的氮化物可以可以有效地抑制先共析铁素体的形成，使焊缝获得细小、均匀的针状铁素体组织。

焊丝中的B控制在0.005—0.008％时，可以使焊缝具有高的淬透性，并能在焊缝冷却初期促进低碳的贝氏体形成。

焊丝中的Nb控制在0.01—0.03％时，可以细化晶粒，Nb的氮化物、碳化物可在高温奥氏体区内溶解，又在低温奥氏体区内析出，也有助于相变过程的控制，可改善焊接性能，并有助于保证焊缝具有高强度和良好韧性。

当焊丝中的V在0.01—0.03％时，不仅可细化组织晶粒，降低焊缝再结晶温度，提高焊缝强度和韧性，还具有十分显著的析出强化效果。