[發明專利]含V、Ti的鐵路貨車組合式制動梁用鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201910280563.3
• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN109930073B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 鄧通武;柯曉濤;唐偉
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/38;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/28;C21D8/00;C21D6/00;C22C33/04
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 黃鑫

本發明涉及含V、Ti的鐵路貨車組合式制動梁用鋼及其制造方法，屬于鋼鐵冶金領域。本發明提供了含V、Ti的鐵路貨車組合式制動梁用鋼，其化學成分按重量百分比計為：C：0.14％～0.18％、Si：0.25％～0.40％、Mn：1.35％～1.55％、Cr：0.20％～0.30％、V：0.10％～0.14％、Ti：0.010％～0.025％、Nb≤0.005％、N：0.0090％～0.0110％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余為Fe和不可避免的雜質。上述鋼材經920℃正火+480℃回火后，其屈服強度≥460MPa、Akv(?40℃)≥27J，疲勞性能檢驗100萬次無裂紋。

技術領域

本發明涉及含V、Ti的鐵路貨車組合式制動梁用鋼及其制造方法，屬于鋼鐵冶金領域。

背景技術

鐵路貨車組合式制動梁是鐵路貨車轉向架制動系統的關鍵部件，在車輛的運行過程中起著傳遞剎車制動力、固定和支撐貨車制動系統的重要作用，經常受到沖擊、扭轉、剪切等復雜交變應力作用，從而發生變形甚至斷裂，降低了制動系統的安全性和可靠性，因此，對其力學性能、疲勞性能等均有較高要求，要求經熱處理后屈服強度≥460MPa、Akv(-40℃)≥27J，疲勞性能要求100萬次無裂紋。

現有技術通常采用低合金高強度鋼Q460E制造鐵路貨車組合式制動梁，但由于其強韌性匹配性能要求較高，往往造成性能不合的情況。具體而言，上述低合金鋼通常通過加入一定的V、Ti、Nb等微合金元素以提高其強度，但加入V、Ti、Nb等微合金元素所形成的碳氮化物在加熱過程中容易發生固溶，造成奧氏體晶格畸變，軋后冷卻時在晶格畸變大的地方發生不規則的針(片)狀鐵素體轉變，而周圍被分割的奧氏體在達到Ar3后，轉變成包圍鐵素體的珠光體而形成魏氏組織，極大地降低了低溫沖擊韌性。例如，文獻《L-B型制動梁材質Q460E鋼中魏氏組織的研究》表明，在含有0.08％的V、0.034％的Nb、0.010％的Ti，加熱溫度在940℃以上時，無論采取風冷還是空冷都會產生一定的魏氏組織，隨著加熱溫度的增加，魏氏組織含量增加，且低溫沖擊功Akv(-40℃)隨魏氏組織含量的增加呈臺階式下降。文獻《鐵路貨車制動梁用Q460E鋼魏氏組織定量分析討論》中也得出，隨著魏氏組織面積百分含量的增加，試樣沖擊功呈臺階狀降低，當魏氏組織面積含量在15％～38％時，沖擊功靠近技術條件規定的下限。文獻《鐵路火車制動梁Q460E工藝質量控制》也表明，在含有0.15％的V、0.06％的Nb、0.01％的Ti、0.59％的Ni，加熱溫度為920℃時，魏氏組織面積含量約占3％。雖然，在含有一定量的魏氏組織時，強度和力學性能指標也能滿足標準要求，但卻有可能造成性能不合的風險。因此，如何在提高強度的同時，通過化學成分設計或工藝和組織控制來保證其具有良好穩定的強韌性匹配是目前該類鋼種的控制關鍵。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的目的在于提供含V、Ti的鐵路貨車組合式制動梁用鋼。本發明的另一目的在于提供所述鐵路貨車組合式制動梁用鋼的制造方法。

本發明提供了含V、Ti的鐵路貨車組合式制動梁用鋼，其化學成分按重量百分比計為：C：0.14％～0.18％、Si：0.25％～0.40％、Mn：1.35％～1.55％、Cr：0.20％～0.30％、V：0.10％～0.14％、Ti：0.010％～0.025％、Nb≤0.005％、N：0.0090％～0.0110％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余為Fe和不可避免的雜質。

進一步地，化學成分按重量百分比計為：C：0.15％～0.17％、Si：0.26％～0.37％、Mn：1.37％～1.51％、Cr：0.22％～0.30％、V：0.10％～0.14％、Ti：0.011％～0.022％、Nb：0.001～0.002％、N：0.0094％～0.0108％、P：0.010～0.012％、S：0.006～0.009％，其余為Fe和不可避免的雜質。