钩尾框用25mncrnimoa钢生产和性能探究

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1、钩尾框用25MnCrNiMoA钢生产和性能探究　　【摘要】对高速重载车辆钩尾框用25MnCrNiMoA钢材的生产工艺和性能进行了研究，提出合理的电弧炉冶炼加钢包精炼及真空处理工艺，足够的锻造压缩比，满足生产高质量要求的钩尾框。【关键词】锻造钩尾框；25MnCrNiMoA；钢性能；研究我国的车辆面临着大幅度提速的问题，对列车的各项性能和指标都有了一个全新的要求，钩尾框是铁路车辆上的关键配件，在车辆之间起到缓冲作用，要求具有高的强韧性，在大气环境中适用于冷热所有地区。钩尾框的生产过程比较复杂，工艺技术难度也比较大。钩尾框用25MnCrNiMoA钢的使用最为广泛，我国的铁道车辆钩尾框自引进25MnC

2、rNiMoA钢后，生产技术开发人员对其生产工艺、性能的研究和改进一直在进行。1锻造钩尾框生产流程图1锻造钩尾框用材生产流程图5我国铁路车辆的提速进程越来越快，对车辆的各项性能指标提出了更高需要，促进了钩尾框技术的发展和进步，生产技术进一步提高。钩尾框用25MnCrNiMoA钢要求具有高强度、高韧性、低的脆性转变温度。要求有害元素、钢中气体含量低，必须对炉料尽可能净化、采用炉外精炼等措施生产钢水，锻造方式成材，使铸态组织充分破碎、组织致密，以保证钩尾框锻材的综合性能。生产流程图如上图1所示。2钩尾框用25MnCrNiMoA钢生产及性能实验2.1冶炼工艺（1）在钢的冶炼过程中，要控制废钢干燥，减少

3、H的带入，严格控制各杂质元素的含量，特别是P、S、As、Sn、Sb等元素，保证成品的脆性转变温度足够低，使低温冲击合格。为此，可采用加50%以上高炉铁水作炉料。入炉合金经过烘烤，并且对脱碳的速度加以控制，控制好冶炼时的温度和炉渣碱度，温度一般控制在1650～1700℃之间，炉渣含碱度为3.5左右，出钢时挡渣，钢包下渣量控制在30～50mm之间，冶炼初钢水成分达到控制范围。（2）钢水经LF炉对其进行进一步的精炼，对钢水中的各种元素的含量进行精确调整，精炼时间保持在50min左右，加入铝豆、硅铁粉、碳粉对其进行脱氧，并且每吨的加入量都大于2Kg以能保证脱氧的质量，此时炉渣含碱度值应在4～6这个范围

4、内，白渣精炼，以保证精炼钢的质量。（3）在精炼之后，还要对其进行真空处理，使其处在压力≤67Pa的真空环境内保持一刻钟左右，按钙和铝的比例10：1的比例进行钙处理，使钢中夹杂物变性。再实施钢包底吹氩，均匀合金成分，并使夹杂物进一步去除。5最终钢水的化学成分碳含量按中限、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。保护浇注成钢锭。2.2成品化学成分检验通过直读光谱、碳硫联测分析，钢的化学成分及与标准要求对比如表1所示：表125MnCrNiMoA钢与钢的标准

5、对比表元素名称CSiMnPSCrNiMoCu标准含量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检测含量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通过ICP等离子荧光光谱仪、气体分析仪分析，As、Sn、Sb等五害元素均≤0.005%，[O]13～20PPm，[H]0.7～1.5PPm，[N]48～58PPm，达到控制范围，保证了钢的成分合理和钢材本质纯净。2.3钢试样的热

6、塑性检验5取适量的钢原料，并使钢原料所处的环境是真空环境，并把钢原料加热到1250℃，而且温度是以10℃/s的匀速速度在上升，并在温度上升到1250℃的时候，使其保持3min左右的时间，随后在以每秒10℃的匀速速度冷却，当温度下降至650～1250℃之间时，保持这个温度半分钟，并对其施加应变速率，拉断钢原料结束，我们就可以测量出计算钢原料收缩率Z和抗拉强度Rm。从热塑性试验看，25MnCrNiMoA在950～1150℃范围内具有良好的热加工性能。因此，锻造原料毛坯和钩尾框成品锻造均要选择在此温度范围内进行。2.4冲击韧性试验图2钩尾框用25MnCrNiMoA钢冲击功—温度曲线钢材料的冲击性能会

7、随着气温的变化而变化，气温最低时，拉伸性能也最低，钢材料就会变得很脆，易于断裂。本试验取直径1/4处样坯，加工成冲击试样毛坯，调质处理后精磨到试样标准尺寸，拉V型槽，在温度20～-100℃范围内以每20℃为间隔作冲击试验。试验结果如图2。从图2可以看出，温度在零下60℃以上的时候，钩尾框材料的冲击性能处于比较稳定的状态，当气温低于零下60℃时，拉伸性能急剧降低，当气温处在零下80℃以下时，它的拉伸