[发明专利]高铁制动盘用钢及其热处理方法

说明书

本发明公开了一种高铁制动盘用钢及其热处理方法，该钢的成分以质量百分比计含有C：0.15‑0.20％、Si：0.35‑0.55％、Mn：0.75‑0.85％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr：0.70‑0.80％、Mo：0.70‑0.90％、Ni：0.25‑0.35％、V：0.15‑0.25％、N：100‑330ppm，余量的Fe和不可避免的杂质。其采用了全新的20CrMoV的成分设计，成本控制合理，有利于工业化生产推广应用。采用的热处理方法的工序包括正火、淬火以及回火，对温度的选择、保温时间的控制恰到好处，制备出的钢同时具有高屈服强度、高韧性的力学性能，充分满足高速动车的使用需要。

技术领域

本发明涉及一种钢及其热处理工艺，具体涉及一种高铁制动盘用钢及其热处理方法。

背景技术

高铁动车组因速度快、运能大、能耗低、污染少和环境适应性强等优点，正日益受到国内外的广泛重视，高铁产业的快速发展也为各国带来了显著的经济效益和社会效益。

制动盘是高速列车制动装置中关键的零部件之一，其作用是使列车减速或者停车。高铁高速制动工况下，伴随着热应力和机械应力的强耦合作用，要求制动盘必须具有优异的综合力学性能。高铁制动盘用钢是制造动车组制动盘的基体材料，其经热处理后可实现高铁制动盘性能的大幅提升。其中，对于高铁制动盘用钢的成分设计以及热处理温度的选择、保温时间是高铁制动盘制造的技术难点。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种全新成分设计的高铁制动盘用钢。

本发明的另一目的是提供一种上述高铁制动盘用钢的热处理方法，使该钢同时具有较高的屈服强度和20℃纵向冲击吸收功。

技术方案：本发明所述的一种高铁制动盘用钢，成分以质量百分比计含有C：0.15-0.20％、Si：0.35-0.55％、Mn：0.75-0.85％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr：0.70-0.80％、Mo：0.70-0.90％、Ni：0.25-0.35％、V：0.15-0.25％、N：100-330ppm，余量的Fe和不可避免的杂质。

该钢的牌号为20CrMoV。

对应于上述高铁制动盘用钢的成分设计，本发明提供一种相匹配的热处理方法，其工序包括正火、淬火以及回火；

其中，正火工序的温度为840～900℃，保温时间为30～80min；

淬火工序选择水为淬火液，温度为860～915℃，保温时间为40～80min；

回火工序的温度为600～680℃，回火保温时间为60～150min。

有益效果：与现有技术相比，该高铁制动盘用钢采用了全新的20CrMoV的成分设计，成本控制合理，有利于工业化生产推广应用。所采用的热处理工艺对温度的选择、保温时间的控制恰到好处，先通过正火保证钢材内部组织平衡，然后通过淬火形成用于提高强度的马氏体组织，最后通过回火消除钢材内部应力，降低钢材的脆性。能够使钢同时具有高屈服强度、高韧性的力学性能，制备出的动车制动盘用钢的屈服强度在1000MPa以上并达到1180-1200MPa，20℃纵向冲击吸收功AKV在80J以上并达到95-110J。充分满足高速动车的使用需要。

具体实施方式

下面，结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：高铁制动盘用钢牌号为20CrMoV，元素组成以质量百分比计含有C：0.20％、Si：0.40％、Mn：0.80％、P：0.008％、S：0.003％、Cr：0.75％、Mo：0.89％、Ni：0.27％、V：0.25％、N：135ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。按本发明的热处理方法进行热处理，采用的具体热处理工序如下：

(1)对毛坯先进行正火处理，控制正火温度840℃；