專利名稱：一種鐵路貨車零部件用屈服強(qiáng)度450MPa級鋼及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路機(jī)車用鋼，具體地指鐵路貨車零部件用屈服強(qiáng)度450MPa級鋼及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，重載成為鐵路貨運(yùn)發(fā)展的主要方向，為了達(dá)到貨車重載的要求，貨車自身減重是必然的發(fā)展趨勢，為保證貨車自重減輕，提高載重量，而運(yùn)行安全、可靠，對貨車零部件用鋼的強(qiáng)韌化指標(biāo)要求越來越高，同時(shí)貨車零部件作為焊接件對鋼材的焊接性能也有很高的要求。目前，我國鐵路貨車零部件用鋼的屈服強(qiáng)度級別為235 345MPa級，為滿足我國鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需求，開發(fā)屈服強(qiáng)度450MPa級鐵路貨車零部件用高強(qiáng)鋼，具有迫切的意義。同時(shí)，考慮我國南北方溫差較大的特點(diǎn)，為保證貨車運(yùn)行的安全性， 要求鋼板在_40°C時(shí)具有良好的低溫韌性。易焊接鐵路貨車零部件用屈服強(qiáng)度450MPa級高強(qiáng)度鋼是我國鐵路貨運(yùn)發(fā)展對鋼材的潛在需求，目前，我國鋼鐵企業(yè)還沒有專門的鋼鐵產(chǎn)品，為此，開發(fā)此類鋼板成為適應(yīng)我國鐵路運(yùn)輸快速發(fā)展的必然需要，也是我國鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展的必然需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種屈服強(qiáng)度至少為450MPa，抗拉強(qiáng)度不低于550MPa，延伸率A至少為20%, -40°C V型缺口夏比沖擊功至少為70J，焊接性能優(yōu)良，成本低的鐵路貨車部件用鋼及其生產(chǎn)方法。實(shí)現(xiàn)上述目的的措施
一種鐵路貨車零部件用屈服強(qiáng)度450MPa級鋼，其組分及重量百分比含量為C :0. 01
O.07%、Si ·.( O. 045%,Mn 0. 45 I. 15%,P :彡 O. 025%、S :彡 O. 010%,Nb 0. 01 O. 08%、V
O.02 O. 10%、N :0. 0030 O. 010%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；并控制碳當(dāng)量CEV = C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 ( O. 42%。其優(yōu)選的C0. 02 O. 06%、Si:彡 O. 04%、Mn 0. 55 I. 10%、P :彡 O. 020%、S (O. 008%、Nb :0. 015 O. 06%、V :0. 03 O. 90%、N :0. 0030 O. 0090%。其優(yōu)選的C0. 025 O. 05%、Si 0. 005 O. 03%、Mn :0. 75 I. 05%,P :彡 O. 020%、S :彡 O. 006%、Nb :0. 02 O. 05%、V :0. 04 O. 08%、N :0. 0035 O. 0070%。生產(chǎn)一種鐵路貨車零部件用屈服強(qiáng)度450MPa級鋼的方法，其步驟
1)鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉并連鑄成批；
2)對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1050 1150°C；
3)進(jìn)行分段軋制控制粗軋開軋溫度在1050 1150°C，粗軋終軋溫度在1020 1120°C ;控制精軋開軋溫度在900 950°C，精軋終軋溫度在760 860°C。4)進(jìn)行層流冷卻，控制冷卻速度在25 45 V /s ；
5)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在540 700 V ；6)待用。本發(fā)明的主要合金元素含量基于以下原理
C是影響鋼焊接性能最主要的合金元素，過高會(huì)顯著惡化鋼的焊接性能，本發(fā)明要求較高的焊接性能，控制較低的C含量，設(shè)計(jì)為O. 01 O. 07%。合金元素Si是影響熱軋帶鋼表面質(zhì)量的重要元素，為保證鋼板良好的表面質(zhì)量，本發(fā)明鋼中的Si含量設(shè)計(jì)為< O. 05%。鋼中添加Mn，不僅可以通過Mn的固溶強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度，而且可降低鋼的相變溫度，細(xì)化晶粒，提高鋼的低溫韌性，本發(fā)明鋼Mn含量設(shè)計(jì)為O. 45 I. 15%。P是低合金鋼中的雜質(zhì)元素之一，當(dāng)焊接金屬凝固時(shí)，P促進(jìn)低熔點(diǎn)夾雜物的生 成，既易產(chǎn)生高溫裂紋，又增加低溫裂紋敏感性，使焊縫的延展性和韌性變壞，而且含P量高，使鋼具有較明顯的冷脆傾向。本發(fā)明鋼中的P含量控制較低水平，P含量< O. 025%。S是鋼中的有害元素，生成的硫化物夾雜嚴(yán)重影響鋼的力學(xué)性能，因此應(yīng)盡是降低鋼中的S含量，使其含量在O. 010%以下。Nb、V是兩個(gè)最主要的微合金元素，通過細(xì)化晶粒、沉淀強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度和韌性，其中V與N生成VN析出相，具有強(qiáng)烈的沉淀強(qiáng)化效果，可大幅提高鋼的強(qiáng)度。本發(fā)明鋼中Nb含量設(shè)計(jì)為O. 01 O. 08%, V含量設(shè)計(jì)為O. 02 O. 10%, N含量為O. 0030 O. 010%。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于以廉價(jià)的低C-Mn合金系為基礎(chǔ)，并通過潔凈鋼的冶煉工藝和微合金化，使晶粒細(xì)化及沉淀強(qiáng)化，從而提高了鋼板的強(qiáng)度和低溫韌性，避免了大量添加合金元素，節(jié)省了成本；其強(qiáng)韌性適合我國鐵路貨車重載對高強(qiáng)韌性鋼材的需求，其屈服強(qiáng)度彡450MPa，抗張強(qiáng)度彡550MPa，甚至到700MPa，延伸率彡20%，_40°C V型缺口夏比沖擊功> 70J,同時(shí)具有良好的焊接性能及成本低廉的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明予以詳細(xì)描述
表I為本發(fā)明各實(shí)施例及對比例的化學(xué)組分取值列表；
表2為本發(fā)明各實(shí)施例及對比例的主要工藝參數(shù)列表；
表3為本發(fā)明各實(shí)施例及對比例力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果了列表。本發(fā)明各實(shí)施例按照以下步驟生產(chǎn)
其步驟
1)鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉并連鑄成批；
2)對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1050 1150°C；
3)進(jìn)行分段軋制控制粗軋開軋溫度在1050 1150°C，粗軋終軋溫度在1020 1120°C ;控制精軋開軋溫度在900 950°C，精軋終軋溫度在760 860°C。4)進(jìn)行層流冷卻，控制冷卻速度在25 45 V /s ；
5)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在540 700°C；
6)待用。表I本發(fā)明各實(shí)施例鋼與對比例的化學(xué)成分(wt%)
權(quán)利要求
1.一種鐵路貨車零部件用屈服強(qiáng)度450MPa級鋼，其組分及重量百分比含量為C :O. Ol O. 07%、Si :彡 O. 045%、Mn 0. 45 I. 15%、P :彡 O. 025%、S :彡 O. 010%、Nb 0. 01 O. 08%、V :0. 02 O. 10%、N :0. 0030 O. 01%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；并控制碳當(dāng)量CEV = C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 ( O. 42%。
2.如權(quán)利要求I所述的一種鐵路貨車零部件用屈服強(qiáng)度450MPa級鋼，其特征在于C:O. 02 O. 06%、Si: ^ O. 04%、Mn 0. 55 I. 10%、P :彡 O. 020%、S :彡 O. 008%、Nb 0. 015 O. 06%、V :0. 03 O. 90%、N :0. 0030 O. 0090%。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種鐵路貨車零部件用屈服強(qiáng)度450MPa級鋼，其特征在于C 0. 025 O. 05%、Si 0. 005 O. 03%、Mn 0. 75 I. 05%、P O. 020%、S O. 006%、Nb :0. 02 O. 05%、V :0. 04 O. 08%、N :0. 0035 O. 0070%。
4.生產(chǎn)權(quán)利要求I所述的一種鐵路貨車零部件用屈服強(qiáng)度450MPa級鋼的方法，其步驟 ·1)鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉并連鑄成批； ·2)對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1050 1150°C； ·3)進(jìn)行分段軋制控制粗軋開軋溫度在1050 1150°C，粗軋終軋溫度在1020 ·1120°C ;控制精軋開軋溫度在900 950°C，精軋終軋溫度在760 860°C ； ·4)進(jìn)行層流冷卻，控制冷卻速度在25 45V /s ； ·5)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在540 7000C ； ·6)待用。
全文摘要
一種鐵路貨車零部件用屈服強(qiáng)度450MPa級鋼，其組分及wt%為C0.01～0.07%、Si≤0.045%、Mn0.45～1.15%、P≤0.025%、S≤0.010%、Nb0.01～0.08%、V0.02～0.10%、N0.0030～0.010%；并控制碳當(dāng)量CEV≤0.42%；其步驟鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉并連鑄成批；對鑄坯加熱；分段軋制；層流冷卻；進(jìn)行卷取；待用。本發(fā)明由于以C-Mn為基礎(chǔ)，并配以匹配的工藝，使晶粒細(xì)化及沉淀強(qiáng)化，合金元素添加少；其屈服強(qiáng)度≥450MPa，抗張強(qiáng)度≥550MPa，延伸率≥20%，-40℃V型缺口夏比沖擊功≥70J，同時(shí)具有良好的焊接性能及成本低廉的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C38/12GK102925798SQ20121041597
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者劉志勇, 陳吉清, 梁文, 楊海林, 周學(xué)俊, 宋育來 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司