本發(fā)明涉及鑄件材料的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低合金高強(qiáng)度的B50E54C鑄件材料及及鑄件制備的方法。
背景技術(shù)：
美國(guó)GE公司280噸重卡用低速行星架是大型工程車輛用鑄鋼件行星架，它需要高強(qiáng)度材料來(lái)滿足其使用要求，同時(shí)為控制成本，需控制材料的合金成分，即需要一種低合金高強(qiáng)度材料來(lái)滿足使用要求。GE公司多年來(lái)在世界各地積極尋找合格的供應(yīng)商，但是由于材料開發(fā)難度大，鑄件質(zhì)量要求高，一直未找到合適且具備批量供貨能力的供應(yīng)商。而GE相關(guān)材料鑄件年需求量大，缺口巨大，具有廣闊的市場(chǎng)前景和經(jīng)濟(jì)效益。
為了提高逐漸材料的質(zhì)量和強(qiáng)度，滿足大型工程車輛用鑄鋼件行星架的高強(qiáng)度使用要求，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，有必要提出一種低合金高強(qiáng)度的B50E54C鑄件材料及及鑄件制備的方法，使鑄件產(chǎn)品達(dá)到合金含量低、力學(xué)性能強(qiáng)度指標(biāo)高、硬度指標(biāo)高、使用壽命長(zhǎng)等要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低合金高強(qiáng)度的B50E54C鑄件材料，其旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中大型工程車輛用鑄鋼件行星架用鑄件材料開發(fā)難度大，生產(chǎn)成本高，強(qiáng)度不足，使用壽命短的技術(shù)問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種低合金高強(qiáng)度的B50E54C鑄件材料，由以下組分按照質(zhì)量％組成：C為0.25～0.35％，Mn為1.00～1.60％，Si為0.25～0.60％，P為≤0.05％，S為≤0.05％，Mo為0.25～0.50％，其余為Fe，合計(jì)100％。
作為優(yōu)選，由以下組分按照質(zhì)量％組成：C為0.28～0.35％，Mn為1.10～1.50％，Si為0.30～0.50％，P為≤0.03％，S為≤0.02％，Mo為0.30～0.40％，其余為Fe，合計(jì)100％。
作為優(yōu)選，由以下組分按照質(zhì)量％組成：C為0.32％，Mn為1.30％，Si為0.40％，P為0.02％，S為0.01％，Mo為0.35％，其余為Fe，合計(jì)100％。
作為優(yōu)選，由所述的一種低合金高強(qiáng)度的鑄件材料構(gòu)成的鑄件本體的抗拉強(qiáng)度Rm≥1035MPa，規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp0.2≥862MPa，斷后伸長(zhǎng)率A≥10％，斷面收縮率Z≥25％，布氏硬度HB≥280N/mm2。
一種制備由一種低合金高強(qiáng)度的B50E54C鑄件材料鑄件制備的方法，采用中頻爐煉鋼，并采用適當(dāng)提高M(jìn)o含量的冶煉工藝，Mo含量的上限控制在0.40～0.50％。
一種制備由一種低合金高強(qiáng)度的B50E54C鑄件材料鑄件制備的方法，鑄件鑄造工藝中采用金屬鋁模，并應(yīng)用CAE進(jìn)行模擬分析。
一種制備由一種低合金高強(qiáng)度的B50E54C鑄件材料鑄件制備的方法，鑄件的熱處理工藝采用正火、回火加調(diào)質(zhì)的工藝，調(diào)質(zhì)時(shí)保持介質(zhì)循環(huán)。
一種制備由一種低合金高強(qiáng)度的B50E54C鑄件材料鑄件制備的方法，鑄件產(chǎn)生裂紋時(shí)采用補(bǔ)焊工藝進(jìn)行預(yù)防，所述的補(bǔ)焊工藝參數(shù)為：預(yù)熱溫度≥200℃、層間溫度≤350℃、焊補(bǔ)電流控制在170～210A范圍內(nèi)，電壓控制在22～28V范圍內(nèi)，采用直流反接，焊條選用J757Ni。
本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種低合金高強(qiáng)度的B50E54C鑄件材料及及鑄件制備的方法，較現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：①鑄件材料成分以碳鋼為基材，僅加入了少量的Mo元素，有效地控制了材料成本；②鑄件采用正、回火加調(diào)質(zhì)的工藝，調(diào)質(zhì)時(shí)保持介質(zhì)循環(huán)，能有效解決鑄件材質(zhì)中加入了適量的Mo而使鑄件壁厚相差較大的問題，確保了調(diào)質(zhì)后的鑄件件硬度高且均勻、力學(xué)性能良好；③采用金屬鋁模進(jìn)行鑄造，確保了鑄件的尺寸精度；④由于鑄件極易產(chǎn)生裂紋，選擇合適的焊補(bǔ)工藝是預(yù)防鑄件產(chǎn)生裂紋的措施之一，本發(fā)明制訂了焊補(bǔ)工藝規(guī)范，通過(guò)預(yù)熱、保溫、焊補(bǔ)、焊條的選擇來(lái)解決鑄件產(chǎn)生裂紋的問題。
本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說(shuō)明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種低合金高強(qiáng)度的鑄件材料，由以下組分按照質(zhì)量％組成：C為0.25～0.35％，Mn為1.00～1.60％，Si為0.25～0.60％，P為≤0.05％，S為≤0.05％，Mo為0.25～0.50％，其余為Fe，合計(jì)100％。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種制備由一種低合金高強(qiáng)度的鑄件材料構(gòu)成的鑄件的方法，采用中頻爐煉鋼，并采用適當(dāng)提高M(jìn)o含量的冶煉工藝，Mo含量的上限控制在0.40～0.50％；鑄件鑄造工藝中采用金屬鋁模，并應(yīng)用CAE進(jìn)行模擬分析；鑄件的熱處理工藝采用正火、回火加調(diào)質(zhì)的工藝，調(diào)質(zhì)時(shí)保持介質(zhì)循環(huán)；鑄件產(chǎn)生裂紋時(shí)采用補(bǔ)焊工藝進(jìn)行預(yù)防，所述的補(bǔ)焊工藝參數(shù)為：預(yù)熱溫度≥200℃、層間溫度≤350℃、焊補(bǔ)電流控制在170～210A范圍內(nèi)，電壓控制在22～28V范圍內(nèi)，采用直流反接，焊條選用J757Ni。
在本發(fā)明實(shí)施例中，采用中頻爐煉鋼與適當(dāng)提高M(jìn)o含量相結(jié)合的冶煉工藝，既方便冶煉操作和質(zhì)量控制，又降低了生產(chǎn)成本；采用金屬鋁模可確保鑄件的尺寸精度，由于該鑄件材質(zhì)極易產(chǎn)生裂紋，特別是圓角處，通過(guò)多次改進(jìn)工藝，采用不同的工藝方法：冷鐵、補(bǔ)貼或冷鐵+補(bǔ)貼，并采用多種不同的工藝進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)用CAE進(jìn)行應(yīng)力場(chǎng)分析，對(duì)流動(dòng)場(chǎng)、充型過(guò)程和凝固過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，從中找出最合適的鑄造工藝進(jìn)行鑄造，達(dá)到提高鑄件的質(zhì)量，減少裂紋產(chǎn)生的目的；由于鑄件極易產(chǎn)生裂紋，選擇合適的焊補(bǔ)工藝是預(yù)防鑄件產(chǎn)生裂紋的措施之一，通過(guò)預(yù)熱、保溫、焊補(bǔ)、焊條的選擇來(lái)解決鑄件產(chǎn)生裂紋的問題。
在本發(fā)明實(shí)施例中，鑄件材質(zhì)為在碳鋼的基礎(chǔ)上加入適量的Mo，由于鑄件壁厚相差較大，最厚處為150mm，最薄處為50mm，選擇恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚥拍艽_保鑄件本體性能達(dá)到要求，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，鑄件采用正、回火加調(diào)質(zhì)的工藝，調(diào)質(zhì)時(shí)保持介質(zhì)循環(huán)，采用專用的吊具、專用的淬火池、專人負(fù)責(zé)，確保調(diào)質(zhì)均勻，使調(diào)質(zhì)后的鑄件硬度高且均勻、力學(xué)性能良好。
實(shí)施例一、
由本發(fā)明的一種低合金高強(qiáng)度的鑄件材料制備而成的鑄件，鑄件材料的化學(xué)組成為C為：C為0.25％，Mn為1.00％，Si為0.25％，P為0.01％，S為0.01％，Mo為0.25％，其余為Fe，合計(jì)100％，在采用中頻爐煉鋼時(shí)，可不添加Mo，也可加入適量的Mo，使鑄件中的Mo含量在0.3～0.4％。
實(shí)施例二、
由本發(fā)明的一種低合金高強(qiáng)度的鑄件材料制備而成的鑄件，鑄件材料的化學(xué)組成為C為0.32％，Mn為1.30％，Si為0.40％，P為0.02％，S為0.01％，Mo為0.35％，其余為Fe，合計(jì)100％，在采用中頻爐煉鋼時(shí)，可適當(dāng)提高M(jìn)o含量，將Mo的含量從0.35％提高至0.4～0.5％。
實(shí)施例三、
由本發(fā)明的一種低合金高強(qiáng)度的鑄件材料制備而成的鑄件，鑄件材料的化學(xué)組成為C為0.35％，Mn為1.60％，Si為0.60％，P為≤0.05％，S為≤0.05％，Mo為0.50％，其余為Fe，合計(jì)100％，在采用中頻爐煉鋼時(shí)，不需要添加Mo。
實(shí)施例一、實(shí)施例二、實(shí)施例三中的鑄件熱處理時(shí)均采用正、回火加調(diào)質(zhì)的工藝，且產(chǎn)生裂紋時(shí)采用補(bǔ)焊工藝進(jìn)行預(yù)防，補(bǔ)焊工藝參數(shù)為：預(yù)熱溫度≥200℃、層間溫度≤350℃、焊補(bǔ)電流控制在170～210A范圍內(nèi)，電壓控制在22～28V范圍內(nèi)，采用直流反接，焊條選用J757Ni。
實(shí)施例一、實(shí)施例二、實(shí)施例三中的鑄件本體的抗拉強(qiáng)度Rm≥1035MPa，規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp0.2≥862MPa，斷后伸長(zhǎng)率A≥10％，斷面收縮率Z≥25％，布氏硬度HB≥280N/mm2，鑄件本體強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值的90％，具有合金含量低、力學(xué)性能強(qiáng)度指標(biāo)高、硬度指標(biāo)高、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
本發(fā)明提供的一種低合金高強(qiáng)度的B50E54C鑄件材料及及鑄件制備的方法，工藝穩(wěn)定，材料性能穩(wěn)定可靠，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。