[发明专利]免热处理单轨道岔用耐候钢板及制备方法

说明书

本发明公开了一种免热处理单轨道岔用耐候钢板，按质量百分比，包括：C:0.03‑0.16％、Si:0.10‑0.35％、Mn:0.70‑1.60％、Cu:0.20‑0.40％、Cr:0.35‑0.70％、Ni:0.25‑0.60％、Alt:0.01‑0.08％、Nb:0.01‑0.05％、Ti:0.005‑0.020％，余量为铁和无法避免的杂质。制备方法，工序包括冶炼、精炼、连铸、加热以及轧制，且在加热工序时先利用固溶度积公式计算Nb的完全固溶温度、并将铸坯加热到Nb的完全固溶温度以上。本发明的耐候钢板，焊接性能优异，且同时具有超高强、高韧、高耐候性；生产过程中无需热处理，降低了生产成本，缩短了生产周期。

技术领域

本发明涉及一种低合金钢板，具体涉及一种用于单轨道岔的耐候钢板及其制造方法。

背景技术

单轨交通系统主要应用在城市人口密集的地方，用来运载乘客，通常为高架，具有成本低、污染小和施工工期短的优点，且占地少，能有效利用道路中央隔离带，是改善城市交通的一个有效途径。单轨道岔是单轨铁路的专用道岔，道岔梁转辙通过电力驱动与轨道梁或另一道岔梁实现对位而形成岔道，以完成车辆行驶线路的转线需要。

单轨道岔由钢板焊接而成，其常年经受酷暑严寒和极端温差的考验，承受雨水、冰冻、酸、碱的侵蚀；除受到车轮反复碾压外，还会在工作中受到持续的磨损和挤压，同时还受到大量的冲击载荷，这就要求单轨道岔用钢具有高强度、高韧性、低屈强比、抗震和耐腐蚀性能，以及良好的焊接工艺性能。

而现有用于制造单轨道岔用的耐候钢板，大多是通过提高钢板中的P含量来提高其耐腐蚀性，忽视了钢板的韧塑性和焊接性能。且Cu、Cr、Ni含量也相对较少，耐候性能不足，并且制造工艺也相对复杂，不能够兼顾性能和生产成本。

另外，传统道岔的生产方法均是采用热处理工艺，如CN104894484A《一种火车道岔及火车道岔用钢的制造方法》中公开一种火车道岔用钢的制造方法。该专利采了热处理方法改善成分偏析及晶粒大小不均匀带来的性能不均匀现象，但该工艺方法需要进行多次加热与保温处理，生产工艺复杂，不利于高效率组织批量生产。

在CN102839268A《一种贝氏体道岔钢轨的热处理方法》中公开一种贝氏体道岔钢轨的热处理方法使得道岔钢轨具有良好的平直度。但是该专利中的道岔钢是采用多级热处理的方法，生产工艺难以精确控制，生产难度大。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种免热处理单轨道岔用耐候钢板及制备方法，解决了现有技术的缺陷，同时为单轨道岔提供一种合金成本低，焊接性能优异，同时具有超高强、高韧以及耐候性的钢板。

技术方案：本发明的免热处理单轨道岔用耐候钢板，按质量百分比，包括：C:0.03-0.16％、Si:0.10-0.35％、Mn:0.70-1.60％、Cu:0.20-0.40％、Cr:0.35-0.70％、Ni:0.25-0.60％、Alt:0.01-0.08％、Nb:0.01-0.05％、Ti:0.005-0.020％，余量为铁和无法避免的杂质。

其中，所述钢板中P的质量百分含量为:0.008-0.015％。

本发明所述的耐候钢板各成分的限定理由如下：

C：采用低碳成分设计，碳含量较高对钢的冲击韧性，尤其是上平台冲击功非常不利，且明显损害焊接性能，同时考虑到生产控制的难易程度，碳含量不能太低，故限定其含量为0.03-0.16％。

Si：硅在炼钢过程中为脱氧元素，而且适量的硅能够抑制锰和磷的偏聚，并能通过固溶强化提高钢的强度，但是硅含量过高又会恶化钢的焊接性能以及低温韧性，因此限定其含量0.10-0.35％。

Mn：锰在炼钢过程中同为脱氧的必要元素，同样通过固溶强化提高钢的强度，为了实现足够高的拉伸强度，锰含量不能过低，但是锰含量过高也会恶化钢的焊接性能和低温韧性，所以限定其含量0.70-1.60％。