[发明专利]一种高强度低屈强比韧性优的铁路用钢板及其制造方法

说明书

本发明公开一种高强度低屈强比韧性优的铁路用钢板及其制造方法，其中，所述钢板的组分包括C、Si、Mn、P、S、Ni、V、Nb、Ti、N以及余量的Fe和杂质，且上述组分元素含量必须同时满足如下关系：Nb+V+Ti≤0.11%，制造方法是通过合理的设置合金元素添加种类和添加含量，充分发挥V、Ti元素的强化作用，Ni、Nb元素的细化晶粒作用，再在TMCP加工工艺之后增加回火热处理工艺，使钢的组织为铁素体、珠光体、以及少量贝氏体组织，以增强钢的低温韧性；本发明提供的钢板厚度规格为10~30mm，钢板常温下的屈服强度ReL≥420MPa，抗拉强度600~720MPa，低屈强比≤0.75%，延伸率A≥20%，‑46℃温度下冲击功KV₂≥130J，合金种类较少，合金用量较低，生产成本较低，经济效益和社会效益好。

技术领域

本发明涉及钢的制造技术领域，特别涉及一种高强度低屈强比韧性优的铁路用钢板及其制造方法。

背景技术

随着我国经济快速发展，铁路运输在货运、能源运输中，具有运输能力大、单车装载量大，车速较高，受气候和自然条件影响较小，同时可以方便地实现驮背运输、集装箱运输及多式联运等优点，起着重要的的作用。截至2018年年底，中国铁路营运总里程达13.1万公里，铁路用钢需求量大，因此，开发此类钢板成为适应我国铁路运输快速发展的必然需求。

目前，我国铁路车辆用钢板的抗拉强度小于550MPa，阻碍和制约了我国未来铁路运输的发展需求。为了保证铁路车辆自重减轻，提高载重量，提高运载效率，保证安全运行，对铁路车辆用钢板的强韧化指标要求越来越高。同时，考虑铁路跨度大，地理气候多变的特点，为保证车辆运行的安全性，要求钢板在-46℃时具有良好的低温韧性。

中国专利公开号为CN 102925798 A的专利文献，公开了一种铁路货车零部件用屈服强度450MPa级钢及生产方法，其厚度仅为6~14mm，其仅提供了-40℃冲击性能，且C含量设计为0.01~0.07%。

发明内容

本发明的目的是提出一种高强度低屈强比韧性优的铁路用钢板及其制造方法，解决现有铁路车辆用钢板的低温韧性和抗拉强度均难以满足高寒地区的使用要求的问题，该船板钢厚度规格为10~30mm，常温下的屈服强度ReL≥420MPa，抗拉强度600~720MPa，低屈强比≤0.75%，延伸率A≥20%，-46℃温度下冲击功KV₂≥130J，用于高寒冷地区铁路用钢的钢结构。

为实现上述目的，本发明提出一种高强度低屈强比韧性优的铁路用钢板，其组分及重量百分比含量包括：

所述钢板的组分及重量百分比含量包括：

C：0.09～0.18%、Si：≤0.40%、Mn：1.20～1.75%、P≤0.015%、S≤0.004%、Ni：0.10～0.40%、Cu：0.03～0.40%、Nb：≤0.06%、V：0.040～0.070%，Ti：≤0.025%，N:0.012~0.025%，其余为Fe和不可避免的杂质，并同时满足：Nb+V+Ti ≤0.11%。

优选地，所述钢板常温下的屈服强度ReL≥420MPa，抗拉强度600~720MPa，低屈强比≤0.75%，延伸率A≥20%，-46℃温度下冲击功KV₂≥130J。

优选地，所述钢板的成品厚度为10~30mm。

此外，为实现上述目的，本发明提出一种高强度低屈强比韧性优的铁路用钢板的制造方法，包括如下步骤：

采用TMCP工艺生产一种高强度低屈强比韧性优的铁路用钢板的方法，包括如下步骤：铁水预处理→转炉冶炼→LF→RH炉真空处理→铸坯缓冷→铸坯加热→轧制→层流冷却→回火热处理→检验，具体地：

1）采用铁水脱硫技术，转炉顶底吹炼，LF加热炉和RH真空炉处理及成分微调。连铸前进行电磁搅拌，连铸时进行动态轻压下处理，连铸后及时进行铸坯缓冷；