[发明专利]一种铁道货车车钩用低碳马氏体铸钢材料

说明书

本发明公开了一种铁道货车车钩用低碳马氏体铸钢材料，所述材料由铸造态的铸钢材料经淬火和低温回火处理得到，所述材料中马氏体的含量在95%以上，合金总含量≤5%，杂质和缺陷含量少、淬透性高、残余应力小、裂纹倾向小，既具有很高的强度又具有很好的韧性，且具有很好的耐磨损性能，能够很好地满足新型高强度和高韧性机车车辆车钩的应用要求。

技术领域

本发明属于铸钢材料领域，涉及一种低碳马氏体铸钢材料，特别涉及一种铁道货车车钩用低碳马氏体铸钢材料。

背景技术

铁道货车车钩，尤其是重型单元列车或组合列车的车钩，在工作时需要承受极大的载荷，因此要求制造车钩的材料具有较高的抗拉强度和断裂韧性等机械性能。随着我国车钩制造、使用水平逐渐提高，车钩标准亦经过不断升级、完善，最新版本的TB/T456-2008《机车车辆用车钩、钩尾框》与美国最新的AAR M-211-2007标准相比较，已经非常接近。可见我国对铁道货车车钩用材料的要求在不断提高。

从目前检索的车钩材料资料来看，还没有关于用低碳低温回火马氏体钢作为车钩材料的研究，世界上目前在铁道货车车钩中应用较多的材料是索氏体钢，而索氏体钢由于在强度、抗疲劳、耐磨等性能方面存在不足，已很难满足新型高强度和高韧性机车车辆车钩的应用要求。由于传统低碳马氏体钢是经轧制后热处理使用，轧制过程可以消除铸造缺陷，优化组织，因此有良好的强度与韧性配合；而货车挂钩是在铸造态直接经热处理后使用，没有轧制过程，材料中的铸造缺陷无法愈合，材料的缺陷明显多于锻造和轧制态材料，导致韧性低于轧制态材料。因此，在低碳马氏体钢中也没有现成的材料牌号可以满足新型高强度和高韧性机车车辆车钩的应用要求。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种低碳低温回火马氏体铸钢材料，能够满足新型高强度和高韧性机车车辆车钩的应用要求。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种铸钢材料，其主要金相组织为低碳马氏体。

作为优选方式，所述铸钢材料中马氏体的含量为重量百分比95%以上。所述材料的屈服强度不低于1000 MPa、抗拉强度不低于1200 MPa，布氏硬度不低于375HBW～450 HBW。

作为优选方式，所述铸钢材料含有以下重量百分比的化学成分：

C：0.10%～0.30%，Si：0.20%～0.40%，Mn：1.20%～1.50%，P≤0.03%，S≤0.03%，Cr：0.40%～0.60%，Ni：0.35%～0.55%，Mo：0.20%～0.30%，Cu≤0.30%。其中合金总含量≤5%。

本发明还提供了一种所述铸钢材料的制备工艺，具体步骤为：首先对原材料进行冶炼、铸造，然后将所得的铸态材料直接加热到850℃～950℃进行淬火，最后在150℃～250℃进行回火。

作为优选方式，所述制备工艺中淬火温度为930℃，回火温度为200℃。

本发明还提供了一种由上述低碳马氏体铸钢材料制成的铁道货车车钩。

作为优选方式，所述车钩是由两组零件构成的挂钩组合体，第一组零件包括自动车钩钩体、钩舌、钩尾框，第二组零件包括前后档、锁卡、锁卡支架、锁卡提销、提销辊、定心梁。所述挂钩组合体整体拉伸强度不低于460吨，能够满足20000吨重载列车的使用要求。

本发明所述低碳马氏体铸钢与传统马氏体铸钢性能参数对比，如下表所示：