美國專利US5482675涉及壹種高強度、細晶粒中低碳合金鋼。該鑄鋼由碳0.15-0.21%,矽0.35-0.65%,錳0.90-1.30%,硫?0?50.025%,P?0?50.025%,鉻0.25-0.60%,鉬0.10-0.30%,余量為鐵和雜質。在合適的淬火和回火溫度下,鋼的強度、塑性和低溫韌性可以滿足AAR-M-201標準對C級鋼的要求。歐洲專利EP1306458公開了壹種具有耐腐蝕性、耐應力腐蝕開裂性和強度與韌性的適當平衡的渦輪轉子鋼,其包含(重量%) C: 0.01-0.10%,Si: 0.01-0.50%,Mn: 0。鎳:2-7%,鉬:0.3-3%,氮:0.01-0.10%,此外還有硼:0.0005-0.005%,鈣:0.001-0.009%,稀土元素:0。合金鋼的熱處理采用淬火後在500-700℃回火兩次以上。通過選擇合適的成分配比,該鋼的抗拉強度、屈服點和斷後伸長率可以滿足AAR對C級鋼的要求。
低合金高強度鑄鋼材料在我國的發展歷史並不長。目前C級鋼有ZG24SiMnVTi、ZG25MnCrNiMo、ZG32MnMoNiCu三種。其中ZG24SiMnVTi鑄鋼采用正火+回火熱處理,其力學性能為σb 688.8MPa,σS 472.3MPa,δ4 24.3%,ψ 54%,Akv(常溫)71.8J/cm2。該鋼的強度和塑性滿足AAR對C級鋼的要求。戚墅堰機車車輛技術研究所研制的ZG25MnCrNiMo C級鋼含C 0.25%,Si 0.36%,Mn 1.36%,S 0.031%,P 0.028%,Cr 0.42%,Ni 0.43%,Mo 0.21%,采用正火+回火熱處理,力學性能σb 640MPa,σS 470MPa,ψ 56內蒙古第壹機械廠研制的ZG32MnMoNiCu鋼車鉤材料含有鉬、鎳、銅等合金元素。屬於調質C級鋼,力學性能為σb 623MPa,σS 417MPa,δ4 22%,ψ 45%,Akv(-40℃) 27J。
韌性不足和抗低溫脆性差是我國鐵路貨車車鉤的主要缺陷。美國20世紀70年代對車鉤損壞原因的綜合研究表明,C級鋼經調質處理後具有回火馬氏體和下貝氏體組織,有利於提高鋼材的低溫韌性,更適合制造車鉤。因此,生產調質C級鋼,提高鋼的綜合力學性能,是今後我國鐵路車鉤材料研發的方向。