汽车产业是现代工业文明的象征,在生产和生活中发挥着重要的作用。重型卡车因运输量大、装卸方便且经济实用而被广泛使用。牵引座是重卡中连接牵引车和半挂车的关键部件,直接影响着车辆系统的安全性能,因此要求牵引座用钢具有高强度、高韧性及良好的焊接性能。我国针对牵引座用铸钢研究较少,对牵引座用低合金铸钢进行研究,可提升我国汽车关键零部件的技术水平,促进我国重型卡车制造技术的发展。本文设计低合金铸钢化学成分配比为:C 0.22%～0.28%、Si 0.4%～0.8%、P≤0.03%、S≤0.03%、Mn 0.5%～1.1%、Cr 0.5%～0.7%、Ni 1.0%～2.0%、Mo 0.3%～0.7%、Nb 0.04%～0.05%。通过优化合金成分并设计正火回火、淬火回火、淬火&碳分配(Q&P)三种热处理工艺,研究镍、钼及热处理工艺对低合金铸钢组织与性能的影响。研究结果如下:不同镍含量和不同钼含量低合金钢铸态组织均由珠光体和少量块状铁素体组成。随着镍含量和钼含量的增加,低合金铸钢的组织更加细化均匀。不同镍含量低合金铸钢正火回火态组织为索氏体和铁素体,淬火回火态组织为回火索氏体。正火回火态下,随着镍含量增加,组织更加细化均匀,硬度和抗拉强度逐渐增大,伸长率和冲击功逐渐降低。镍含量为1.0%时,硬度、抗拉强度、伸长率和冲击功分别为191 HB、627.5 MPa、21.5%和51.7 J,强塑积为13.5 GPa·%。淬火回火态下,随着镍含量增加,基体组织中出现条状铁素体,硬度和抗拉强度逐渐增大,伸长率先迅速降低再缓慢上升,冲击功逐渐降低。镍含量为1.0%时,硬度、抗拉强度、伸长率和冲击功分别为217 HB、720 MPa、20.5%和84.04 J,强塑积为14.8 GPa·%。不同钼含量低合金铸钢正火回火态组织为索氏体,淬火回火态组织为回火索氏体。两种热处理状态下,随着钼含量的增加,组织更加均匀、细小,硬度和强度呈上升趋势,上升趋势先快后缓慢,伸长率和冲击功呈下降趋势。钼含量为0.5%时,低合金铸钢的综合性能较好,正火回火态下硬度、抗拉强度、伸长率和冲击功分别为252 HB、820 MPa、15.5%和13.68 J,其强塑积为12.7 GPa·%。淬火回火态下硬度、抗拉强度、伸长率和冲击功分别为278 HB、890 MPa、13.5%和18.62 J,强塑积为12.0 GPa·%。不同Q&P工艺处理后低合金铸钢组织均为板条状马氏体和未腐蚀出形貌的块状马氏体。随着初始淬火温度的升高,马氏体板条形貌变清晰,板条逐渐变长,低合金铸钢的抗拉强度逐渐降低,伸长率和冲击功先升高后降低。随着碳分配时间的延长,组织中出现少量块状的马/奥(M/A)岛状结构,基体上出现白色颗粒状碳化物,低合金铸钢的强度呈下降趋势,伸长率和冲击功先增高后降低。在初始淬火温度为260oC,碳分配时间为10 min时,低合金铸钢的综合性能较好,此时抗拉强度为982 MPa,伸长率为14.44%,冲击功为21.90 J,强塑积为14.1 GPa·%。综合镍和钼对低合金铸钢组织和性能的影响,建议牵引座用低合金铸钢成分为:C 0.26%～0.28%、Si 0.5%～0.7%、P≤0.03%、S≤0.03%、Mn 0.9%～1.1%、Cr 0.5%～0.7%、Ni 0.8%～1.2%、Mo 0.4%～0.6%、Nb 0.04%～0.05%,并根据不同的牵引座使用要求选择不同的热处理工艺。