一种转向架构架用耐候钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种转向架构架用耐候钢及其制备方法，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢包含C 0.14～0.16％，Si 0.40～0.65％，Mn0.40～0.65％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cu 0.45～0.60％，Cr 0.90～1.20％，Ni 0.80～1.20％，V 0.08～0.12％，Mo 0.40～0.60％，Alt 0.010～0.045％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术通过合理的成分添加和综合控轧控冷技术，获得一种具备优良拉伸性能、低温焊接性能、低温疲劳性能和低温冲击性能，尤其是良好耐腐蚀性能的高铁转向架构架用耐候钢。蚀性能的高铁转向架构架用耐候钢。

【技术实现步骤摘要】
一种转向架构架用耐候钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于合金钢冶炼
，具体涉及一种转向架构架用耐候钢及其制备方法，更具体涉及一种用于高寒地区高铁动车组转向架构架用耐候钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]转向架构架是铁道车辆上最重要的部件之一，它不仅直接承载来自车体的重量，同时还保证车辆在直线和曲线上顺利运行。由于轨道线路存在各种不平顺现象，因此转向架在其上运行时将承受来自轨道的各种冲击，这些冲击载荷将通过轮对和一系列悬挂装置直接传递给构架，再加上电机和齿轮箱以及制动载荷，构架在转向架运行过程中，将承受复杂的交变弯曲、拉压载荷，而且可能在高寒地区服役。因此，在选择转向架构架材料时，该材料必须具有良好的机械性能、焊接性能和疲劳性能。而且，我国幅员辽阔，南方以及沿海潮湿多雨地区所带来的腐蚀问题也对行车安全造成了极大的隐患，这就要求高铁动车组转向架构架用钢同时还应具有良好的耐腐蚀性能。
[0003]目前，我国高铁动车组转向架用钢全部采用国外进口材料，主要有欧系的S355J2W钢和日系的SMA490BW钢。采用国外转向架用钢，不仅价格高昂，而且存在一定的制约风险。一旦国外对我国高铁转向架用钢出口管制，将对我国复兴号动车组品牌带来不可预估的损失。到目前为止，国产转向架用钢仅局限用于最高运营速度不大于160km/h的普通客车车辆上，在高铁动车组上的运用尚属空白。
[0004]中国专利技术专利申请CN111321350A公开了一种铁路转向架用16MnDR钢板及其制造方法。采用此专利技术生产的钢板仅能够满足时速160km/h动力集中动车组电力机车转向架用钢的性能要求，而且16MnDR原本只是一种低温压力容器钢板，在成分设计上只考虑了通过控制Ni含量来改善低温性能，而没有考虑实际运用中所需要解决的耐腐蚀问题，其机械性能和抗疲劳性能也不能令人满意。
[0005]中国专利技术专利申请CN110029279A公开了一种屈服强度390MPa级别高铁转向架构架用钢及其制备方法。此专利技术钢力学性能不佳，且未对疲劳性能和耐腐蚀性能进行表征。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种转向架构架用耐候钢及其制备方法，本专利技术通过合理成分添加和综合细化技术，改善了现有转向架构架用耐候钢的低温韧性、耐腐蚀性能和抗疲劳性能。
[0007]用于实现本专利技术上述目的技术方案如下：
[0008]一方面，本专利技术提供一种转向架构架用耐候钢，按重量百分比计，其包含C 0.14～0.16％，Si 0.40～0.65％，Mn 0.40～0.65％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cu 0.45～0.60％，Cr 0.90～1.20％，Ni 0.80～1.20％，V 0.08～0.12％，Mo 0.40～0.60％，Alt 0.010～0.045％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0009]优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，Si为0.40～0.50％。
[0010]优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，Mn为0.40～0.55％。
[0011]优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，P≤0.010％。
[0012]优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，S≤0.008％。
[0013]优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，Cu为0.45～0.50％。
[0014]优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，Mo为0.40～0.50％。
[0015]优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，Alt为0.020～0.035％。
[0016]在一个优选的技术方案中，所述转向架构架用耐候钢包含：C 0.14～0.16％，Si 0.40～0.50％，Mn 0.40～0.55％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cu 0.45～0.50％，Cr 0.90～1.20％，Ni 0.80～1.20％，V 0.08～0.12％，Mo 0.40～0.50％，Alt 0.020～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0017]优选地，本专利技术所述转向架构架用耐候钢的组织特征为细小的铁素体和珠光体组织，组织晶粒度大于9.0级。
[0018]优选地，本专利技术所述转向架构架用耐候钢的夹杂物评级为A粗系≤1.0，A细系≤1.5；B粗系≤1.0,B细系≤1.5；C粗系≤1.0,C细系≤1.5；D粗系≤1.0,D细系≤1.5；(B+C+D)粗系≤1.5，(B+C+D)细系≤3.0。
[0019]优选地，本专利技术所述转向架构架用耐候钢的抗拉强度≥700MPa，屈服强度≥550MPa，断后伸长率≥18％；依据TB/T 2375，相对于Q345B的周期浸润腐蚀速率≤50％。
[0020]优选地，本专利技术所述转向架构架用耐候钢在
‑
40℃时，其横向冲击性能K
V2
≥180J。
[0021]优选地，本专利技术所述转向架构架用耐候钢焊接接头在室温的拉压疲劳极限≥350MPa；在
‑
40℃的拉压疲劳极限≥450MPa，低温焊接接头疲劳性能良好，未出现低温脆性。
[0022]另一方面，本专利技术提供一种上述转向架构架用耐候钢的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0023](1)将预处理铁水及废钢加入炉内，进行转炉冶炼、钢包精炼(LF)和真空循环脱气精炼(RH)；
[0024](2)连续铸钢，得到连铸板坯；
[0025](3)将步骤(2)得到的连铸板坯加热轧制成钢板；
[0026](4)将步骤(3)得到的钢板正火，即得。
[0027]优选地，所述步骤(1)为：将预处理铁水及废钢加入炉内熔炼，后进行钢包炉精炼和真空炉脱气精炼，钢包精炼(LF)和真空循环脱气精炼(RH)工序采用洁净钢冶炼技术；
[0028]优选地，所述步骤(2)中，所述连续铸钢为全程采用无氧化保护浇注，并配以凝固末端轻压下和电磁搅拌，钢中微量元素的加入采用中包或结晶器喂入，可以保障微量元素的收率，在结晶器喂入时，微量元素的收率很高，但是对铸坯的表面有影响，需要注意铸坯的检查和清理；
[0029]优选地，所述步骤(2)中，出钢温度为1560～1570℃；
[0030]优选地，所述步骤(2)中，浇注温度为1540～1555℃；
[0031]优选地，所述步骤(3)中，将步骤(2)得到的连铸板坯进行加热，充分奥氏体化，使微合金元素充分固溶，加热温度为1250～1280℃，保温1.5～2h，后轧制；优选地，所述轧制分两个阶段进行，即粗轧阶段和精轧阶段，粗轧阶段开轧温度设定在1100℃以上，钢的塑性好，强度低，易于轧制，精轧阶段开轧温度设定在1100～980℃，终轧温度设定在850～800
℃；
[0032]优选地，所述步骤(4)中，将步骤(3)得到的钢板进行正火，正火加热温度为880～930℃，优选为890～910℃，正火保温的时间为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转向架构架用耐候钢，按重量百分比计，其包含C 0.14～0.16％，Si 0.40～0.65％，Mn 0.40～0.65％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cu 0.45～0.60％，Cr 0.90～1.20％，Ni 0.80～1.20％，V 0.08～0.12％，Mo 0.40～0.60％，Alt 0.010～0.045％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的转向架构架用耐候钢，其特征在于，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，Si为0.40～0.50％；优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，Mn为0.40～0.55％；优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，P≤0.010％；优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，S≤0.008％；优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，Cu为0.45～0.50％；优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，Mo 0.40～0.50％；优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢中，Alt 0.020～0.035％；优选地，按重量百分比计，所述转向架构架用耐候钢包含：C 0.14～0.16％，Si 0.40～0.50％，Mn0.40～0.55％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cu 0.45～0.50％，Cr 0.90～1.20％，Ni 0.80～1.20％，V 0.08～0.12％，Mo 0.40～0.50％，Alt 0.020～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1或2所述的转向架构架用耐候钢，其特征在于，所述转向架构架用耐候钢的组织特征为细小的铁素体和珠光体组织，组织晶粒度大于9.0级。4.根据权利要求1至3中任一项所述的转向架构架用耐候钢，其特征在于，所述转向架构架用耐候钢的抗拉强度≥700MPa，屈服强度≥550MPa，断后伸长率≥18％；依据TB/T 2375，相对于Q345B的周期浸润腐蚀速率≤50％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的转向架构架用耐候钢，其特征在于，所述转...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹鸿祥，吴毅，张关震，张澎湃，张恒，李翔，张弘，丛韬，吴斯，冯亦得，王玮，李文博，赵飒，徐璐，
申请(专利权)人：北京中铁科新材料技术有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：