[發明專利]高強度電氣化鐵路接觸網支柱用熱軋H型鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 201710979226.4
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107868907A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 王中學;趙新華;袁鵬舉;李四軍;韓蕾蕾;霍喜偉;付常偉;馬文;李超;楊志杰;宋玉卿;孔令坤;郭秀輝;楊王輝;張鵬;閆志華
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/12;C22C33/04;B22D11/00;C21C7/00
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司11472
• 代理人: 陳琳琳,張紅生

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體地講，本發明涉及一種高強度鐵路支柱用鋼。更具體地講，本發明涉及一種高強度電氣化鐵路接觸網支柱用熱軋H型鋼及其制備方法。

背景技術

目前生產的電氣化鐵路接觸網支柱用熱軋H型鋼通常為235MPa。但隨著我國高速鐵路建設和發展需要，高速鐵路要適用不同地區、不同季節風力強度差別較大的自然環境，要求熱軋H型鋼支柱不僅具有重量輕，強度高，剛度大，抗彎能力強。

東北、西北高速鐵路環境條件較惡劣，對接觸網支柱的性能要求較高。以建成通車的哈大高鐵沿線環境條件為例，由于哈大高鐵地處我國東北嚴寒地區，平均最低氣溫為-40℃，風力最大可達35m/s，線路覆冰厚度可達10mm，凍土層最厚可達2米。哈大高鐵線設計最高時速350公里以上，是普通電氣化鐵路最高時速160公里的兩倍多，安全性要求也更嚴格為適應特殊環境要求。

目前我國常用鋼材Q235的強度不高、韌性和塑性也比較差，容易產生裂紋并引起擴展，尤其是在低溫下更容易發生，因此接觸網支柱用H型鋼級別已由Q235B升級到了Q345B及更高級別。

對于風速較大地區的電氣化鐵路接觸網支柱用熱軋H型鋼而言，通常要求其屈服強度大于275MPa。然而，目前的生產方法尚不能滿足高強度電氣化鐵路接觸網支柱用熱軋H型鋼的要求。

申請人在先申請的CN103584765中公開了一種用于電氣化鐵路接觸網支柱的厚規格耐低溫H型鋼，其組分為C 0.10-0.22％，Si 0.10-0.40％，Mn 0.5-1.1％，P≤0.030％，S≤0.010％，Nb.02-0.05A％，Ti 0.0.03-0.015％，在該發明中，H型鋼是通過Nb進行強化的，在此過程中必須小心的控制終軋溫度，終軋的溫度越低，細化晶粒和析出強化效果越好，但是對通常的熱軋生產線，終軋溫度過高，不利于Nb發揮作用。此外，添加Ti合金時，需要嚴格控制鋼中的氮含量，因Ti極易與N形成TiN顆粒，這種顆粒尺寸較大、密度集中時會嚴重破壞鋼的沖擊韌性。

武漢鋼鐵的專利申請CN107099735公開了一種熱軋H型鋼，其包括了Cr、V、Mn、Cu、Ni、Nb等多種強化元素，雖然其可以在一定程度上提供高強度的產品，但是加入眾多的強化元素首先會提高產品的生產成本，而且由于添加的合金較多，這會導致產品的性能波動較大，并且該鋼種是針對大氣環境腐蝕而設計，而并非是針對低溫使用環境而設計。

發明內容

本發明的目的在于提供一種力學性能良好的高強度電氣化鐵路接觸網支柱用熱軋H型鋼及其制備方法。

本發明提供了一種電氣化鐵路接觸網支柱用熱軋H型鋼，其化學成分的重量百分數為：C 0.12％～0.18％、Si 0.20％～0.30％、Mn 1.10％～1.60％、P≤0.030％、S≤0.030％、V 0.01％～0.09％，Ti 0-0.014％，其余為鐵和不可避免的微量雜質。

該H型鋼的翼緣厚度為36-42mm，腹板厚度為18-22mm。

上述熱軋H型鋼可以為Q275B、Q345B或Q390B鋼種，在鋼種為Q390B時，可以選擇Ti和V作為強化元素。

所述熱軋H型鋼為Q275B鋼種時，其化學成分的重量百分數為：C 0.12％～0.18％、Si 0.20％～0.30％、Mn 1.10％～1.30％、P≤0.030％、S≤0.030％、V 0.01％～0.03％，其余為鐵和不可避免的微量雜質；

所述熱軋H型鋼為Q345B鋼種時，其化學成分的重量百分數為：C 0.12％～0.18％、Si 0.20％～0.50％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.030％、S≤0.030％、V 0.04％～0.08％，其余為鐵和不可避免的微量雜質；

所述熱軋H型鋼為Q390B鋼種時，其化學成分的重量百分數為：C 0.12％～0.18％、Si 0.20％～0.50％、Mn 1.35％～1.60％、P≤0.030％、S≤0.030％、V 0.06％～0.09％、Ti0.008～0.014％，其余為鐵和不可避免的微量雜質。

所述Q275B鋼種熱軋H型鋼的力學性能為：屈服強度280～325MPa，抗拉強度為450～510MPa，斷后伸長率為29～31％，20℃夏比(V型缺口)沖擊試驗沖擊吸收能KV₂為38～60J。