[發(fā)明專利]一種鐵道車輛用高耐蝕型的耐候埋弧焊絲及盤條

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210122948.5
• 申請(qǐng)日: 2012-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN102658440A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈朝霞;許磊;王海濤;屈易萃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K35/30
• 分類號(hào): B23K35/30
• 代理公司: 上海開祺知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接材料，特別涉及一種鐵道車輛用高耐蝕型的耐候埋弧焊絲及盤條。

背景技術(shù)

耐候鋼是指通過添加少量的合金元素如Cu、P、Cr、Ni等，使其在金屬基體表面上形成保護(hù)層，以提高耐大氣腐蝕性能的鋼。耐候鋼可分為高磷銅加鉻、鎳的CorTen?A系列以鉻錳合金化為主的CorTen?B系列。

第一代鐵道車輛用耐候鋼為Cu-P系，與普碳鋼相比，典型耐候鋼的化學(xué)成分及相對(duì)腐蝕水平如表1所示。強(qiáng)度級(jí)別最高的為Q345級(jí)，其力學(xué)性能具體為：下屈服強(qiáng)度ReL≥345MPa，抗拉強(qiáng)度Rm≥480MPa，斷后伸長(zhǎng)率A≥24％，20℃時(shí)，A_kv≥47J，-40℃時(shí)，A_kv≥21J。

表1第一代耐候鋼的牌號(hào)、主要化學(xué)成分以及腐蝕性能

第二代鐵道車輛用耐候鋼為Cu-Cr-Ni系，拋棄了傳統(tǒng)鐵道車輛耐候鋼Cu-P作為耐候元素的思路，將P作為有害元素，添加更多的Cu和Cr元素來(lái)保證耐候性。第二代鋼耐候性在保證與第一代的相當(dāng)?shù)耐瑫r(shí)，也提高了鋼材的低溫沖擊性能和焊接性能。第二代鋼的強(qiáng)度指標(biāo)大幅提高，成為增加載重量，提高速度的鐵道車輛的首選用耐候鋼。與普碳鋼相比，典型耐候鋼的化學(xué)成分及相對(duì)腐蝕水平如表2所示。第二代耐候鋼的力學(xué)性能指標(biāo)如表3所示。

表2第二代耐候鋼的牌號(hào)、主要化學(xué)成分以及腐蝕性能

表3第二代耐候鋼的力學(xué)性能

第三代耐候鋼主要采用高Cr的耐候體系，將P作為有害元素，Cu和Ni元素與第二代的相同。第三代鋼耐候性基本上比第二代提高一倍，化學(xué)成分及相對(duì)腐蝕水平如表4所示；第三代鋼的力學(xué)性能基本與第二代的相同，力學(xué)性能指標(biāo)如表5所示。

表4第三代耐候鋼牌號(hào)及化學(xué)成分

表5第三代耐候鋼的力學(xué)性能

與第一代、第二代耐候鋼相匹配的埋弧焊絲的化學(xué)成分、力學(xué)性能及腐蝕性能指標(biāo)如表6、表7所示。耐候埋弧焊絲及盤條的腐蝕性能，需與母材的耐腐蝕性能等同，即相對(duì)腐蝕率不大于10％。

表6第一代、第二代耐候鋼相匹配的埋弧焊絲的化學(xué)成分

表7第一代、第二代耐候鋼相匹配的埋弧焊絲的力學(xué)性能及腐蝕性能

從上述分析可知：第一代用于鐵道車輛的耐候鋼主要為CorTen?A。第二代鐵道車輛用耐候鋼主要為不含P的Cu-Cr-Ni合金系的高強(qiáng)耐候鋼。二者的耐候性能相當(dāng)。但隨著國(guó)家對(duì)鐵道相關(guān)領(lǐng)域的大力投入，認(rèn)為現(xiàn)有的耐侯鋼不能滿足鐵道車輛的重載與長(zhǎng)壽命的要求。為此小批量試制了鋁合金與不銹鋼車輛。這兩種材料制成的車輛，其耐腐蝕性能大大提高，但同時(shí)也存在著其它問題。如二者均均在成本過高，制作成本過高，同時(shí)鋁合金車的強(qiáng)度與耐磨的能力還不足。為此鐵道部希望可以開發(fā)出大大提升其耐候性能的第三代的耐候鋼，同時(shí)具有良好的經(jīng)濟(jì)性與可制造性。

針對(duì)鐵道部的需求，寶鋼開發(fā)了第三代鐵道車輛用新型高耐蝕型耐候鋼，其合金含量屬于中合金，介于低合金鋼和不銹鋼之間。本發(fā)明的埋弧焊絲及盤條是專門為第三代鐵道車輛用新型高耐蝕型耐候鋼而開發(fā)的，也屬于中合金體系，材料的綜合力學(xué)性能和耐腐蝕性能滿足鐵道部對(duì)第三代耐候鋼焊接材料的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鐵道車輛用高耐蝕型的耐候埋弧焊絲及盤條，主要解決第三代鐵道車輛用新型高耐蝕型耐候鋼系列(S450EW、S350EW)的配套埋弧焊絲問題。焊態(tài)下，埋弧焊絲熔敷金屬的綜合力學(xué)性能和耐腐蝕性能可以滿足鐵道部對(duì)第三代耐候鋼焊接材料的技術(shù)要求。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種鐵道車輛用高耐蝕型的耐候埋弧焊絲及盤條，其化學(xué)成分為重量百分比為：C≤0.05％，Si≤0.10％，Mn?0.3～0.7％，S≤0.015％，P≤0.020％，Cr?1.3～2.0％，Ni?3.3～5.0％，Cu?0.10～0.25％，Ti?0.02～0.10％，B?0.001～0.01％，O≤0.0060％，N≤0.0070％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素，焊態(tài)下所得熔敷金屬的綜合力學(xué)性能，可達(dá)到如下指標(biāo)：下屈服強(qiáng)度ReL≥500MPa，抗拉強(qiáng)度Rm≥650MPa，伸長(zhǎng)率A≥17％，-40℃時(shí)的Akv≥47J。

其熔敷金屬的耐腐蝕性能，與第三代鐵道車輛用新型高耐蝕型耐候鋼S450EW相比，其相對(duì)腐蝕率不大于10％。