[发明专利]抗零下50℃低温冲击的铁路转向架用钢板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种抗零下50℃低温冲击的铁路转向架用钢板，其特征在于：包括如下质量百分比的各组分：C 0.040～0.080%、Si 0.15～0.25%、Mn 1.00～1.20%、P≤0.012%、S≤0.003%、Alt0.020～0.050%、Nb0.010～0.030%、Ni0.10～0.30%、Ti0.010～0.020%；其余为Fe及不可避免杂质。还公开了上述钢板的制造方法，包括铁水预处理、转炉、LF精炼、RH处理、连铸、加热、粗轧、精轧、超快冷步骤。本发明所述钢板，具有纯净度高、夹杂物含量少的优点，碳当量CEV≤0.28，焊接裂纹敏感系数Pcm≤0.16，焊接性能优异，晶粒度细小，强度、伸长率良好，‑50℃冲击功≥100J，综合力学性能优良，焊接性能优异，特别适用于最低温度达‑40℃高寒地区的高铁、地铁等铁路车辆设施及施工建设，如我国东北、西北等地区。

技术领域

本发明属于金属材料冶炼技术领域，特别涉及一种抗零下50℃低温冲击的铁路转向架用S275J2C+N钢板及其制造方法。

背景技术

近年来，随着我国北方地区的高铁、地铁等公共铁路交通设施的快速发展，对低温韧性铁路设施用钢板的需要不断增加，尤其是在我国西北、东北部地区，冬季高寒、最低气温甚至达到-40℃左右。铁路转向架常采用欧标EN10025中S275J2C+N钢板制造，按照标准要求（厚度16mm及以下）S275J2C+N屈服强度≥275Mpa、抗拉强度410～560Mpa、伸长率≥21%、-20℃冲击功≥27J，冲击保证温度仅-20℃、显然难以满足-40℃高寒地区的特殊使用要求。因此，开发抗零下50℃超低温S275J2C+N钢板，对于推动高寒地区的的高铁、地铁等公共铁路交通设施发展具有重要的意义。

国标GB/T 700中，低温冲击性能的牌号为Q235D和Q275D，冲击保证温度也都是仅-20℃。在实际产品应用过程中，由于Q235钢级与Q275相近、目前多采用Q235系列代替使用。查阅专利及文献，目前此类碳素结构钢产品主要通过控制化学成分、轧制工艺，或者进行正火热处理从而提高-20℃冲击性能，还没有此级别钢板超低温冲击性能方面的报道。

公开号为CN 104032212A的专利申请中，公开了一种铁道车辆用钢及其制备方法，所述钢的化学成分为：C0.08～0.15%、Si0.10～0.25%、Mn0.60～0.80%、P≤0.02%、S≤0.015%、Alt0.03～0.06%，屈服强度255-300Mpa，抗拉强度400-445Mpa，伸长率A28-37%，-20℃横向冲击功75-125J。所述钢的制备方法包括冶炼钢水、炉外精炼、圆钢坯浇铸和钢坯轧制，钢坯轧制的过程为将钢坯加热到1240-1255℃，再在1200-1205℃保温1.5-3.0小时后进行轧制。该专利所述方法冶炼过程仅经过LF精炼、而未进行真空处理去除夹杂物，浇铸过程仅氩气保护浇铸、未进行电磁搅拌、轻压下等改善铸坯质量。由于该方法生产过程不精细、有害元素控制宽松，所生产的产品只能满足-20℃常规冲击要求，不符合-40℃高寒地区的使用要求。

公开号为CN 102127695A的专利申请中，公开了一种热轧钢卷的生产方法，转炉冶炼后钢水进行连铸获得板坯，对板坯加热轧制生产热钢卷。该发明通过降低C、Mn含量，降低终轧和卷曲温度，改善钢材的-20℃低温冲击韧性，提高Q235D钢的综合性能。该方法生产的产品只能满足-20℃常规冲击要求。

文献“Q235-D钢低温冲击韧性研制”（中国材料科技与设备，2012年第2期，赖辉等），通过控制C0.07～0.12%、Mn0.65～0.80%、P≤0.015%、S≤0.01%，保证钢中有足够的Als含量，降低钢坯的加热温度，均热温度控制在1200～1230℃，锻造后圆钢进行正火处理，严格控制正火加热时间，可改善Q235D钢材-20℃冲击，产品用于生产重载铁路火车转向架。该文献介绍的方法需要进行正火处理，正火热处理增加了生产工序、进一步提高了成本，正火后才能保证-20℃达到要求。

综上，现有技术中，没有关于抗零下50℃低温冲击的铁路转向架用S275J2C+N钢板及其制造方法的技术，仅能保证-20℃达到要求，无法满足行业需要。