[發明專利]一種高耐蝕高強度鐵道車輛用耐候鋼及其制造方法

無效

• 申請號: 201010291603.3
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102409253A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 劉鳳蓮;王東明;郭曉宏;劉志偉
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C21C5/28;B21B37/74
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技術領域

本發明屬于冶金技術領域，涉及耐候鋼的生產，具體是一種高耐蝕高強度鐵道車輛用耐候鋼及其制造方法。

背景技術

隨著我國鐵路運輸的快速發展，鐵路貨車重載、提速已迫在眉睫。減輕車輛自重、提高承載能力和使用壽命是實現鐵路運輸提速和重載的主要手段。車輛自重的降低，可使車輛輕量化，增加載重量。減輕車輛自重的有效措施之一就是采用高強度耐候鋼。現在普遍采用的是450MPa級高強耐候鋼，已不能滿足鐵路車輛對強度的更高要求。

鐵路貨車在運行過程中不斷受到大氣環境腐蝕和動載荷磨損，惡劣的應用環境，迫使所采用的鋼材必須具有高耐腐蝕性能。鐵道部門曾對現有耐候鋼材料制造的鐵路車輛腐蝕情況進行了全面調查，結果表明，現有普通高強耐候鋼的耐蝕性能不能滿足鐵路車輛設計年限25年的技術需求。采用不銹鋼代替耐候鋼制造鐵道車輛，成本高，同時還有焊接、加工等一系列問題需要解決。鋁合金材料在大氣環境下的耐蝕性良好，但強度較低，通常采用鉚接而不是焊接，而且車輛的中梁等承載部件和鉚接材料仍采用鋼鐵材料，在鉚接部位存在嚴重的電偶腐蝕問題。為提高鐵道車輛設計使用壽命，延長廠修周期，因此需要開發一種比現有高耐候鋼強度更高、耐蝕性更好的高強度高耐蝕耐候鋼。

專利號US6066833的專利，介紹了一種采用控軋控冷方法生產的高強度低屈強比耐候鋼及其生產方法(Thermomechanically?controlled?processed?high?strength?weathering?steel?with?low?yield/tensile?ratio)，該鋼屈服強度約為483-518MPa，屈強比小于0.85。該專利采用了Nb-Ti-Mo微合金成分設計，特別添加了0.06％-0.14％的V元素。添加V不但增加制造成本，而且會惡化鋼板的焊接性能和低溫沖擊韌性，屈服強度級別只達到483-518MPa，強度級別低。

專利號ZL200810197846.3的專利，介紹了一種屈服強度大于550MPa級超低碳熱軋耐候鋼，具有優良的低溫沖擊韌性、焊接性和耐大氣腐蝕性，但添加了合金元素Mo(≤0.4％)，使成本大大提高；又添加了合金元素Ca，雖然通過Ca處理可以控制夾雜物的形態，但如果處理不當，會發生鋼包水口結瘤現象，惡化鋼的澆鑄性能。

專利號ZL200810304030.6的專利，介紹了一種高強度耐大氣腐蝕熱軋帶鋼及其生產方法，具有高強度、高韌性、高塑性、低屈強比等綜合性能，該鋼的屈服強度級別為450MPa級，強度級別低。

專利號ZL200910301054.0專利，介紹了一種高強度耐大氣腐蝕鋼及其生產方法，該發明專利特別添加了V元素(0.09％-0.15％)，添加V元素不但增加了制造成本，而且不利于鋼板的焊接性能和低溫沖擊韌性。

專利號ZL200510111858.6專利，介紹了一種高強度低合金耐大氣腐蝕鋼及其生產方法，該發明專利中添加了Nb(≤0.07％)、Ti(≤0.025％)和Mo(≤0.35％)的兩種或兩種以上，Nb和Mo用量較大，成本高。同時又添加了合金元素Ca，雖然通過Ca處理可以控制夾雜物的形態，但如果處理不當，會發生鋼包水口結瘤現象，惡化鋼的澆鑄性能。

專利號ZL200710045329.X專利，介紹了一種高耐蝕高強度耐候鋼及其制造方法，該鋼通過添加Cu、Cr、Ni等合金元素及采用控軋控冷工藝得到較高的強度及優良的耐蝕性能。該發明專利添加了4.50-5.50％的Cr元素，如此高的Cr含量要求，會導致煉鋼過程中加入大量的鉻鐵，過高的Cr含量會增加煉鋼難度，不易操作，而且Cr含量過高會嚴重惡化鋼的焊接性能，該專利未提供對低溫沖擊韌性的保證。

專利號ZL200610125365.2專利，介紹了一種高強度耐候鋼及其生產方法，該鋼具有高強度、優異的低溫沖擊韌性，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+回火調質工藝，延長了生產周期。

縱觀上述專利所披露的技術，均存在一定的不足，不能完全滿足我國鐵路車輛的服役要求。

發明內容

針對現有的耐候鋼的耐蝕性能不能滿足鐵路車輛設計年限25年的技術需求及對鐵路車輛重載、提速的要求，公開了一種高耐蝕高強度鐵道車輛用耐候鋼及其制造方法，其耐蝕性能比現有傳統高強耐候鋼提高1.0倍以上，屈服強度級別為550MPa，斷后延伸率在20％以上，具有優良的低溫沖擊韌性和優良的焊接性能。