[发明专利]一种铁路货车车轴用钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体地，本发明涉及一种铁路货车车轴用钢及其制造方法。

背景技术

车轴是铁道车辆走行部分的重要部件，它们承受着车辆的全部重量，在列车运行和停车时，还要经受冲击力和制动力的作用，在高速和重载的状态下，受力情况就更为复杂，其质量状态直接关系到铁路运输安全。出于安全上的考虑，对火车车轴有严格的技术要求：比如，要求有足够的强度与冲击韧性，以保证在最高速度和最大载荷条件下绝对安全可靠；有良好的耐腐蚀性，以保证使用寿命；有良好的抗疲劳性能，以满足车轴的安全性。

我国目前普遍采用碳素钢车轴，由于这种钢轴疲劳强度低，使用寿命短，轮轴压装部位易出现横向裂纹，无法适应今后列车大轴重，大运量的发展要求。

近年来，随着我国铁路运输的快速发展，铁路货车轴重不断增加，行车速度不断提高，对铁路货车车轴的性能提出了更高的要求，现有以LZ50车轴钢为代表的碳素钢车轴无论在力学性能还是疲劳性能等方面已不能满足大轴重货车的使用要求，同时现有碳素钢车轴基本不具备耐腐蚀性能，容易造成在腐蚀环境下车轴的提前破坏，给列车运行造成较大的安全隐患。

因此，如何高效率地制造出一种具有良好强韧性配合，以及具有耐腐蚀性能的铁路货车车轴用钢还有待于进一步研究和开发。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的碳素钢车轴的力学性能和疲劳性能差，以及不具备耐腐蚀性能的缺陷，而提供一种铁路货车车轴用钢及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种铁路货车车轴用钢，其中，所述铁路货车车轴用钢含有Fe、C、Si、Mn、V、Al、Cr、Ni、Mo、P和S，以该铁路货车车轴用钢的总重量为基准，C的含量为0.4-0.5重量％，Si的含量为0.17-0.37重量％，Mn的含量为0.5-0.8重量％，P的含量为小于等于0.02重量％，S的含量为小于等于0.015重量％，V的含量为0.06-0.15重量％，Al的含量为0.02-0.045重量％，Cr的含量为0.4-0.65重量％，Ni的含量为0.15-0.3重量％，Mo的含量为0.07-0.15重量％，铁的含量为97-98.23重量％。

本发明提供了一种铁路货车车轴用钢的制造方法，该方法包括以下步骤：

(1)转炉冶炼：将半钢或脱硫铁水进行冶炼，且在吹炼过程中加入活性石灰以实现脱磷脱硫以及出钢中化学成分的调控；

(2)精炼炉精炼：加入铝丸和/或高碱度精炼渣以实现对钢水中化学成分的调控；

(3)循环真空脱气：控制真空脱气的条件以对钢水中化学成分进行微调；

(4)连铸：采用全程保护浇铸；

(5)连轧：采用连续式加热炉对经步骤(4)后的铸坯进行加热，然后轧制成车轴钢坯。

本发明还提供了由该方法制备的铁路货车车轴用钢。

本发明针对30吨轴重铁路重载货车对车轴钢的要求，利用钒微合金化技术及连铸工艺，结合LF-RH钢水精炼(即，铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼(精炼炉精炼)、RH真空脱气(循环真空脱气)、方坯连铸和大型型钢轧机轧制)开发的一种新材质铁路货车车轴，与现用的LZ50车轴钢相比，综合性能提高10％以上，具备经济、批量生产的能力，能够满足今后30吨轴重铁路货车的需求，具有广阔的应用前景。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种铁路货车车轴用钢，其中，所述铁路货车车轴用钢含有Fe、C、Si、Mn、V、Al、Cr、Ni、Mo、P和S，以该铁路货车车轴用钢的总重量为基准，C的含量可以为0.4-0.5重量％，Si的含量可以为0.17-0.37重量％，Mn的含量可以为0.5-0.8重量％，P的含量可以为小于等于0.02重量％，优选为0.01-0.02重量％，S的含量可以为小于等于0.015重量％，优选为0.01-0.015重量％，V的含量可以为0.06-0.15重量％，Al的含量可以为0.02-0.045重量％，优选为0.02-0.045重量％，Cr的含量可以为0.4-0.65重量％，Ni的含量可以为0.15-0.3重量％，Mo的含量可以为0.07-0.15重量％，铁的含量可以为97-98.23重量％，优选为97.22-97.83重量％。

根据本发明，Al表示钢中的全铝，也可用Alt表示；还有一种Als，表示钢中的酸溶铝。