鉤尾框用25mncrnimoa鋼生產(chǎn)和性能探究

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1、鉤尾框用25MnCrNiMoA鋼生產(chǎn)和性能探究　　【摘要】對(duì)高速重載車輛鉤尾框用25MnCrNiMoA鋼材的生產(chǎn)工藝和性能進(jìn)行了研究，提出合理的電弧爐冶煉加鋼包精煉及真空處理工藝，足夠的鍛造壓縮比，滿足生產(chǎn)高質(zhì)量要求的鉤尾框。【關(guān)鍵詞】鍛造鉤尾框；25MnCrNiMoA；鋼性能；研究我國(guó)的車輛面臨著大幅度提速的問(wèn)題，對(duì)列車的各項(xiàng)性能和指標(biāo)都有了一個(gè)全新的要求，鉤尾框是鐵路車輛上的關(guān)鍵配件，在車輛之間起到緩沖作用，要求具有高的強(qiáng)韌性，在大氣環(huán)境中適用于冷熱所有地區(qū)。鉤尾框的生產(chǎn)過(guò)程比較復(fù)雜，工藝技術(shù)難度也比較大。鉤尾框用25MnCrNiMoA鋼的使用最為廣泛，我國(guó)的鐵道車輛鉤尾框自引進(jìn)25MnC

2、rNiMoA鋼后，生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)人員對(duì)其生產(chǎn)工藝、性能的研究和改進(jìn)一直在進(jìn)行。1鍛造鉤尾框生產(chǎn)流程圖1鍛造鉤尾框用材生產(chǎn)流程圖5我國(guó)鐵路車輛的提速進(jìn)程越來(lái)越快，對(duì)車輛的各項(xiàng)性能指標(biāo)提出了更高需要，促進(jìn)了鉤尾框技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步提高。鉤尾框用25MnCrNiMoA鋼要求具有高強(qiáng)度、高韌性、低的脆性轉(zhuǎn)變溫度。要求有害元素、鋼中氣體含量低，必須對(duì)爐料盡可能凈化、采用爐外精煉等措施生產(chǎn)鋼水，鍛造方式成材，使鑄態(tài)組織充分破碎、組織致密，以保證鉤尾框鍛材的綜合性能。生產(chǎn)流程圖如上圖1所示。2鉤尾框用25MnCrNiMoA鋼生產(chǎn)及性能實(shí)驗(yàn)2.1冶煉工藝（1）在鋼的冶煉過(guò)程中，要控制廢鋼干燥，減少

3、H的帶入，嚴(yán)格控制各雜質(zhì)元素的含量，特別是P、S、As、Sn、Sb等元素，保證成品的脆性轉(zhuǎn)變溫度足夠低，使低溫沖擊合格。為此，可采用加50%以上高爐鐵水作爐料。入爐合金經(jīng)過(guò)烘烤，并且對(duì)脫碳的速度加以控制，控制好冶煉時(shí)的溫度和爐渣堿度，溫度一般控制在1650～1700℃之間，爐渣含堿度為3.5左右，出鋼時(shí)擋渣，鋼包下渣量控制在30～50mm之間，冶煉初鋼水成分達(dá)到控制范圍。（2）鋼水經(jīng)LF爐對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的精煉，對(duì)鋼水中的各種元素的含量進(jìn)行精確調(diào)整，精煉時(shí)間保持在50min左右，加入鋁豆、硅鐵粉、碳粉對(duì)其進(jìn)行脫氧，并且每噸的加入量都大于2Kg以能保證脫氧的質(zhì)量，此時(shí)爐渣含堿度值應(yīng)在4～6這個(gè)范圍

4、內(nèi)，白渣精煉，以保證精煉鋼的質(zhì)量。（3）在精煉之后，還要對(duì)其進(jìn)行真空處理，使其處在壓力≤67Pa的真空環(huán)境內(nèi)保持一刻鐘左右，按鈣和鋁的比例10：1的比例進(jìn)行鈣處理，使鋼中夾雜物變性。再實(shí)施鋼包底吹氬，均勻合金成分，并使夾雜物進(jìn)一步去除。5最終鋼水的化學(xué)成分碳含量按中限、合金元素在中限以上控制，S控制在低于0.010%、P低于0.015%以下，As、Sn、Sb等五害元素控制在0.005%以下，[O]≤20PPm，[H]≤1.5PPm，[N]≤60PPm。保護(hù)澆注成鋼錠。2.2成品化學(xué)成分檢驗(yàn)通過(guò)直讀光譜、碳硫聯(lián)測(cè)分析，鋼的化學(xué)成分及與標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)比如表1所示：表125MnCrNiMoA鋼與鋼的標(biāo)準(zhǔn)

5、對(duì)比表元素名稱CSiMnPSCrNiMoCu標(biāo)準(zhǔn)含量0.24～0.280.20～0.401.20～1.50≦0.025≦0.0250.40～0.600.35～0.550.20～0.30≦0.20檢測(cè)含量0.25～0.260.25～0.351.25～1.350.007～0.0120.004～0.0080.51～0.580.47～0.540.26～0.300.01～0.04通過(guò)ICP等離子熒光光譜儀、氣體分析儀分析，As、Sn、Sb等五害元素均≤0.005%，[O]13～20PPm，[H]0.7～1.5PPm，[N]48～58PPm，達(dá)到控制范圍，保證了鋼的成分合理和鋼材本質(zhì)純凈。2.3鋼試樣的熱

6、塑性檢驗(yàn)5取適量的鋼原料，并使鋼原料所處的環(huán)境是真空環(huán)境，并把鋼原料加熱到1250℃，而且溫度是以10℃/s的勻速速度在上升，并在溫度上升到1250℃的時(shí)候，使其保持3min左右的時(shí)間，隨后在以每秒10℃的勻速速度冷卻，當(dāng)溫度下降至650～1250℃之間時(shí)，保持這個(gè)溫度半分鐘，并對(duì)其施加應(yīng)變速率，拉斷鋼原料結(jié)束，我們就可以測(cè)量出計(jì)算鋼原料收縮率Z和抗拉強(qiáng)度Rm。從熱塑性試驗(yàn)看，25MnCrNiMoA在950～1150℃范圍內(nèi)具有良好的熱加工性能。因此，鍛造原料毛坯和鉤尾框成品鍛造均要選擇在此溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。2.4沖擊韌性試驗(yàn)圖2鉤尾框用25MnCrNiMoA鋼沖擊功—溫度曲線鋼材料的沖擊性能會(huì)

7、隨著氣溫的變化而變化，氣溫最低時(shí)，拉伸性能也最低，鋼材料就會(huì)變得很脆，易于斷裂。本試驗(yàn)取直徑1/4處樣坯，加工成沖擊試樣毛坯，調(diào)質(zhì)處理后精磨到試樣標(biāo)準(zhǔn)尺寸，拉V型槽，在溫度20～-100℃范圍內(nèi)以每20℃為間隔作沖擊試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖2。從圖2可以看出，溫度在零下60℃以上的時(shí)候，鉤尾框材料的沖擊性能處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)氣溫低于零下60℃時(shí)，拉伸性能急劇降低，當(dāng)氣溫處在零下80℃以下時(shí)，它的拉伸