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】對高速重載車輛鉤尾框用25MnCrNiMoA鋼材的生產(chǎn)工藝和性能進行了研究，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?！娟P(guān)鍵詞】鍛造鉤尾框；25MnCrNiMoA；鋼性能；研究我國的車輛面臨著大幅度提速的問題，對列車的各項性能和指標都有了一個全新的要求，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，我國的鐵道車輛鉤尾框自引進25MnC

2、rNiMoA鋼后，生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)人員對其生產(chǎn)工藝、性能的研究和改進一直在進行。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我國鐵路車輛的提速進程越來越快，對車輛的各項性能指標提出了更高需要，促進了鉤尾框技術(shù)的發(fā)展和進步，生產(chǎn)技術(shù)進一步提高。鉤尾框用25MnCrNiMoA鋼要求具有高強度、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)及性能實驗2.1冶煉工藝（1）在鋼的冶煉過程中，要控制廢鋼干燥，減少

3、H的帶入，嚴格控制各雜質(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)過烘烤，并且對脫碳的速度加以控制，控制好冶煉時的溫度和爐渣堿度，溫度一般控制在1650～1700℃之間，爐渣含堿度為3.5左右，出鋼時擋渣，鋼包下渣量控制在30～50mm之間，冶煉初鋼水成分達到控制范圍。（2）鋼水經(jīng)LF爐對其進行進一步的精煉，對鋼水中的各種元素的含量進行精確調(diào)整，精煉時間保持在50min左右，加入鋁豆、硅鐵粉、碳粉對其進行脫氧，并且每噸的加入量都大于2Kg以能保證脫氧的質(zhì)量，此時爐渣含堿度值應(yīng)在4～6這個范圍

4、內(nèi)，白渣精煉，以保證精煉鋼的質(zhì)量。（3）在精煉之后，還要對其進行真空處理，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的比例進行鈣處理，使鋼中夾雜物變性。再實施鋼包底吹氬，均勻合金成分，并使夾雜物進一步去除。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。保護澆注成鋼錠。2.2成品化學(xué)成分檢驗通過直讀光譜、碳硫聯(lián)測分析，鋼的化學(xué)成分及與標準要求對比如表1所示：表125MnCrNiMoA鋼與鋼的標準

5、對比表元素名稱CSiMnPSCrNiMoCu標準含量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℃的時候，使其保持3min左右的時間，隨后在以每秒10℃的勻速速度冷卻，當溫度下降至650～1250℃之間時，保持這個溫度半分鐘，并對其施加應(yīng)變速率，拉斷鋼原料結(jié)束，我們就可以測量出計算鋼原料收縮率Z和抗拉強度Rm。從熱塑性試驗看，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)進行。2.4沖擊韌性試驗圖2鉤尾框用25MnCrNiMoA鋼沖擊功—溫度曲線鋼材料的沖擊性能會

7、隨著氣溫的變化而變化，氣溫最低時，拉伸性能也最低，鋼材料就會變得很脆，易于斷裂。本試驗取直徑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準尺寸，拉V型槽，在溫度20～-100℃范圍內(nèi)以每20℃為間隔作沖擊試驗。試驗結(jié)果如圖2。從圖2可以看出，溫度在零下60℃以上的時候，鉤尾框材料的沖擊性能處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，當氣溫低于零下60℃時，拉伸性能急劇降低，當氣溫處在零下80℃以下時，它的拉伸