本发明专利技术公开一种高耐蚀高强度铁道车辆用耐候钢及其制造方法，其化学成分按质量百分比计，C：0.015％～0.065％、Si：0.10％～0.50％、Mn：0.20％-0.60％、P：0.015％以下、S：0.008％以下、Ti：0.01％～0.08％、Nb：0.005％～0.05％、Cr：2.15％～4.0％、Ni：0.12％～1.0％，Cu：0.20％～0.60％、Al：0.01％～0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术转炉控制时铬含量1.5％，连铸坯加热温度为1200～1260，粗轧开轧温度1100℃以上，精轧开轧温度1100～980℃，终轧温度950～880℃，卷取温度560～660℃，本发明专利技术钢钢屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥650MPa，其耐大气腐蚀性能高，具有极佳的强韧性匹配、良好的低温冲击韧性和良好的焊接性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金
，涉及耐候钢的生产，具体是。
技术介绍
随着我国铁路运输的快速发展，铁路货车重载、提速已迫在眉睫。减轻车辆自重、 提高承载能力和使用寿命是实现铁路运输提速和重载的主要手段。车辆自重的降低，可使车辆轻量化，增加载重量。减轻车辆自重的有效措施之一就是采用高强度耐候钢。现在普遍采用的是450MPa级高强耐候钢，已不能满足铁路车辆对强度的更高要求。铁路货车在运行过程中不断受到大气环境腐蚀和动载荷磨损，恶劣的应用环境， 迫使所采用的钢材必须具有高耐腐蚀性能。铁道部门曾对现有耐候钢材料制造的铁路车辆腐蚀情况进行了全面调查，结果表明，现有普通高强耐候钢的耐蚀性能不能满足铁路车辆设计年限25年的技术需求。采用不锈钢代替耐候钢制造铁道车辆，成本高，同时还有焊接、 加工等一系列问题需要解决。铝合金材料在大气环境下的耐蚀性良好，但强度较低，通常采用铆接而不是焊接，而且车辆的中梁等承载部件和铆接材料仍采用钢铁材料，在铆接部位存在严重的电偶腐蚀问题。为提高铁道车辆设计使用寿命，延长厂修周期，因此需要开发一种比现有高耐候钢强度更高、耐蚀性更好的高强度高耐蚀耐候钢。专利号US6066833的专利，介绍了一种采用控轧控冷方法生产的高强度低屈强比耐{侯及其生产方法(Thermomechanically controlled processed high strength weathering steel with low yield/tensile ratio)，该钢屈服强度约为 483_518MPa，屈强比小于0. 85。该专利采用了 Nb-Ti-Mo微合金成分设计，特别添加了 0. 06% -0. 14%的V 元素。添加V不但增加制造成本，而且会恶化钢板的焊接性能和低温冲击韧性，屈服强度级别只达到483-518MPa，强度级别低。专利号ZL200810197846. 3的专利，介绍了一种屈服强度大于550ΜΙ^级超低碳热轧耐候钢，具有优良的低温冲击韧性、焊接性和耐大气腐蚀性，但添加了合金元素 Μο(^0.4%),使成本大大提高；又添加了合金元素Ca，虽然通过Ca处理可以控制夹杂物的形态，但如果处理不当，会发生钢包水口结瘤现象，恶化钢的浇铸性能。专利号ZL200810304030.6的专利，介绍了一种高强度耐大气腐蚀热轧带钢及其生产方法，具有高强度、高韧性、高塑性、低屈强比等综合性能，该钢的屈服强度级别为 450ΜΙ^级，强度级别低。专利号ZL2009103010M. 0专利，介绍了一种高强度耐大气腐蚀钢及其生产方法， 该专利技术专利特别添加了 V元素(0. 09%-0. 15%)，添加V元素不但增加了制造成本，而且不利于钢板的焊接性能和低温冲击韧性。专利号ZL200510111858. 6专利，介绍了一种高强度低合金耐大气腐蚀钢及其生产方法，该专利技术专利中添加了 Nb (彡0. 07% )、Ti (彡0. 025% )和Mo (彡0. 35% )的两种或两种以上，Nb和Mo用量较大，成本高。同时又添加了合金元素Ca，虽然通过Ca处理可以控制夹杂物的形态，但如果处理不当，会发生钢包水口结瘤现象，恶化钢的浇铸性能。专利号ZL2007100453^. X专利，介绍了一种高耐蚀高强度耐候钢及其制造方法， 该钢通过添加Cu、Cr、M等合金元素及采用控轧控冷工艺得到较高的强度及优良的耐蚀性能。该专利技术专利添加了 4. 50-5. 50%的Cr元素，如此高的Cr含量要求，会导致炼钢过程中加入大量的铬铁，过高的Cr含量会增加炼钢难度，不易操作，而且Cr含量过高会严重恶化钢的焊接性能，该专利未提供对低温冲击韧性的保证。专利号ZL200610125365. 2专利，介绍了一种高强度耐候钢及其生产方法， 该钢具有高强度、优异的低温冲击韧性，但延伸率偏低。而且又添加了合金元素 Mo(0. 10% -0. 40% )，增加了成本；采用的是淬火+回火调质工艺，延长了生产周期。纵观上述专利所披露的技术，均存在一定的不足，不能完全满足我国铁路车辆的服役要求。
技术实现思路
针对现有的耐候钢的耐蚀性能不能满足铁路车辆设计年限25年的技术需求及对铁路车辆重载、提速的要求，公开了，其耐蚀性能比现有传统高强耐候钢提高1.0倍以上，屈服强度级别为550MPa，断后延伸率在 20%以上，具有优良的低温冲击韧性和优良的焊接性能。本专利技术其化学成分按质量百分比计，包括C :0. 015% 0.065%、Si :0. 10% 0. 50%, Mn 0. 20% -0. 60%, P :0. 015% 以下、S :0. 008% 以下、Ti :0. 01% 0. 08%, Nb 0. 005 % 0. 05 %、Cr :2. 15 % 4. 0 %、Ni :0. 12 % 1. 0 %，Cu :0. 20 % 0. 60 %、Al 0. 01% 0. 05%，余量为！^以及不可避免的杂质。本专利技术所采用化学成分的理由如下C 是提高强度最经济有效的合金元素，但C含量过高会恶化钢的焊接性能及降低钢的耐大气腐蚀性能，本专利技术采用的是超低碳设计，提高钢的焊接性能；可以获得均勻单一的组织，提高钢的耐大气腐蚀性能。本专利技术C含量为0. 015% 0. 065%。Si 通过固溶强化提高钢的强度，同时也提高钢的耐大气腐蚀性能，但含量过高， 会使焊接性能下降，为此将其含量控制在0. 10% 0. 50%。Mn:具有较高的固溶强化作用，能显著降低钢的相变温度，细化钢的显微组织，是重要的强韧性元素，但Mn含量过高，会使钢的淬透性大增，恶化钢的焊接性能，为此将其含量控制在0. 20% -0. 60%。P:是传统耐候钢中的主要元素，但如果其含量过高，会降低钢的焊接性能和低温冲击韧性，本专利技术中采用极低的P含量，其控制范围P < 0. 015%。S:是钢中的有害元素，产生的硫化物夹杂严重影响钢的力学性能，为此本专利技术中尽量降低其含量，其控制在0. 008%以下。Ti 是强碳氮化物形成元素，在板坯再加热过程中阻止奥氏体晶粒长大，有利于轧后获得均勻细小的组织，提高钢的强度和低温韧性。另外在钢板焊接过程中，钢中的TiC和 TiN能显著阻止热影响区晶粒长大，从而有力于钢板焊接性能的提高。本专利技术中Ti控制在 0. 01% 0. 08%。Nb 是强碳氮化物形成元素，通过析出强化提高钢的强度。另一方面强烈抑制奥氏体再结晶，使钢在较高温度下轧制，细化晶粒，提高钢的强度和低温韧性。本专利技术中Nb控制在 0. 005% 0. 05%。Cu 是提高钢耐蚀性能主要的合金元素，同时通过固溶强化、沉淀强化提高钢的强度。但如果含量过高，会导致钢的热脆。为此本专利技术中控制其含量在0.20% 0.60%。Ni 是显著提高钢耐蚀性能的合金元素，同时能有效阻止由于Cu的热脆引起的网裂。但其价格昂贵，应控制其添加含量。本专利技术中控制其含量在0.12% 1.00%。Cr 能使钢表面形成致密的钝化膜，显著提高钢的钝化能力，从而提高钢的耐大气腐蚀性能。Cr含量在控制在2. 15% -4. 0%，可使钢的耐大气腐蚀性能比传统耐候钢提高 1.0倍以上。Al 是钢中的主要脱氧元素，添加适当的Al可以细化晶粒，改善钢的性能。但其含量超本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤莲，王东明，郭晓宏，刘志伟，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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