[發(fā)明專利]一種用于低溫環(huán)境的高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)的材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810614115.8
• 申請(qǐng)日: 2018-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108707826B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張恒巖;張金剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汶上海緯機(jī)車(chē)配件有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/02
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/60;C21D1/18;C21D6/00
• 代理公司: 濟(jì)寧匯景知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37254
• 代理人: 徐國(guó)印

一種用于低溫環(huán)境的高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)的材料，其特征是高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)材料組分及其質(zhì)量百分比如下：碳含量0.15?0.27%，硅含量0.3?0.6%，錳含量0.6?1.0%，鉻含量0.5?0.9%，鉬含量0.3?0.7%，鎳含量1.5?2.0%，鋁含量0.01?0.03%，銅含量0.05?0.09%，銻含量0.03?0.06%，磷含量＜0.005%，硫含量＜0.01%，其余為鐵；本發(fā)明結(jié)合不同元素對(duì)合金鋼韌性的影響，合理調(diào)節(jié)合金元素的比例，制成制動(dòng)盤(pán)的材料，鑄件通過(guò)合理的熱處理和冷處理工藝的結(jié)合，制動(dòng)盤(pán)鑄件低溫下的沖擊吸收功明顯提高，達(dá)到低溫條件下制動(dòng)盤(pán)的運(yùn)行要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制動(dòng)盤(pán)用材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于低溫環(huán)境的高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)的材料。

背景技術(shù)

制動(dòng)盤(pán)是動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，制動(dòng)盤(pán)的優(yōu)劣直接影響了動(dòng)車(chē)組的安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性，隨著高速列車(chē)在全國(guó)各地的快速發(fā)展,不同地區(qū)環(huán)境條件不同，對(duì)于制動(dòng)盤(pán)的要求也不同。由于我國(guó)東北等地區(qū)氣候嚴(yán)寒，制動(dòng)盤(pán)在冬季服役溫度常常低至－30℃～－60℃，制動(dòng)盤(pán)一般由合金鋼制成，合金鋼具有低溫脆性的特點(diǎn)，當(dāng)溫度低于某一溫度值（韌脆臨界轉(zhuǎn)變溫度Tk）時(shí)，合金鋼沖擊吸收功明顯降低，合金鋼由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，嚴(yán)重影響制動(dòng)盤(pán)的安全性。目前正常環(huán)境溫度使用的制動(dòng)盤(pán)雖然抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度較大，但是低溫沖擊吸收功kv2要求大于27J（室溫20℃指標(biāo)）,低溫環(huán)境下沖擊吸收功會(huì)隨之減小，不能達(dá)到低溫環(huán)境下使用性能要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于低溫環(huán)境的高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)的材料，提供一種適用于低溫高速運(yùn)行環(huán)境下的高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)材料。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種用于低溫環(huán)境的高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)的材料，其特征是高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)材料組分及其質(zhì)量百分比如下：碳含量0.15-0.27%，硅含量0.3-0.6%，錳含量0.6-1.0%，鉻含量0.5-0.9%，鉬含量0.3-0.7%，鎳含量1.5-2.0%，鋁含量0.01-0.03%，銅含量0.05-0.09%，銻含量0.03-0.06%，磷含量＜0.005%，硫含量＜0.01%，其余為鐵和不可避免的微量雜質(zhì)。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過(guò)對(duì)制動(dòng)盤(pán)材料元素的分析，得出低溫環(huán)境下不同元素對(duì)于制動(dòng)盤(pán)材料低溫脆性的影響，適當(dāng)改變制動(dòng)盤(pán)材料原有元素的比例，并且加入一些能夠降低低溫脆性的元素，不僅能夠滿足制動(dòng)盤(pán)材料的力學(xué)性能，也能明顯提升低溫條件下制動(dòng)盤(pán)材料的沖擊吸收功。本發(fā)明中主要元素的作用機(jī)理如下：

碳：碳是僅次于鐵的主要元素，它直接影響鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和焊接性能等，當(dāng)鋼中含碳量在0.8%以下時(shí)，隨著含碳量的增加，鋼材的強(qiáng)度和硬度提高，而塑性和韌性降低；隨著含碳量的增加，冷脆性和時(shí)效敏感性增大，耐大氣銹蝕性下降。

鋁：鋁作為脫氧劑或合金化元素加入鋼中，鋁脫氧能力比硅、錳強(qiáng)得多。鋁在鋼中的主要作用是細(xì)化晶粒、固定鋼中的氮，從而顯著提高鋼的沖擊韌性，降低冷脆傾向和時(shí)效傾向性。

硅：硅是煉鋼過(guò)程中重要的還原劑和脫氧劑，對(duì)于碳鋼中的很多材質(zhì)來(lái)說(shuō)，都含有0.5%以下的Si，這些Si一般是由于煉鋼過(guò)程中作為還原劑和脫氧劑而帶入的。

磷：磷是由礦石帶入鋼中的，一般說(shuō)磷也是有害元素。磷雖能使鋼材的強(qiáng)度、硬度增高，但引起塑性、沖擊韌性顯著降低。特別是在低溫時(shí)，它使鋼材顯著變脆，這種現(xiàn)象稱冷脆。冷脆使鋼材的冷加工及焊接性變壞，含磷愈高，冷脆性愈大。

硫：硫來(lái)源于煉鋼的礦石與燃料焦炭。它是鋼中的一種有害元素。硫以硫化鐵(FeS)的形態(tài)存在于鋼中，F(xiàn)eS和Fe形成低熔點(diǎn)(985℃)化合物。當(dāng)鋼材熱加工時(shí)，由于FeS化合物的過(guò)早熔化而導(dǎo)致工件開(kāi)裂，這種現(xiàn)象稱為“熱脆”。降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕档湍透g性。