[发明专利]一种高铁车轴用钢及其生产方法

权利要求书

1.一种高铁车轴用钢，其特征在于：化学成分质量百分比为：C：0.25%-0.27%、Si：0.30%-0.37%、Mn：0.66%-0.74%、Cr：1.05%-1.15%、Ni：0.35%-0.45%、Mo：0.20%-0.24%、V：0.035%-0.055%、Al：0.020%-0.035%；Cu：0.31%-0.35%、P≤0.018%，S≤0.010%，余量为Fe；

制备包括如下步骤：冶炼原料依次经过：KR脱硫、转炉冶炼、LF精炼、软吹、VD真空脱气、连铸、开坯+精轧，得到230mm×230mm、250mm×250mm的高铁车轴钢；

其中，所述KR脱硫：选用S≤0.05%、P≤0.12%的低硫、低磷铁水；在脱硫前扒净铁水渣，采用KR脱硫方法，在搅拌铁水过程中添加脱硫剂CaO：CaF2为9：1进行脱硫，扒渣去除脱硫产物，降低铁水S含量，确保脱硫后铁水S≤0.003%；

所述精炼：在100吨以上的LF炉中进行钢水脱氧、脱硫及合金化；精炼前期加入200kg石灰，采用450NL/min大搅拌脱硫，精炼35min后采用250NL/min的弱搅拌，通过钢渣反应强化脱S、去除夹杂；在精炼中期分别加入3.5kg/t的钼铁、0.7kg/t的钒铁、1.8kg/t的镍板调整Mo、V、Ni达到目标成分；精炼过程使用120kg高纯碳化硅+铝粒进行渣面脱氧，脱氧时采用多次分批加入的方式，避开搅拌位置；

所述软吹及变性处理：VD破空后、软吹前通过喂丝机喂入30m ~ 80m的硅钙线进行变性处理；软吹要求渣面微动，钢液不裸露，软吹时间为30min ~ 40min，在保证生产节奏的前提下，确保夹杂物充分聚集长大，上浮去除；

所述连铸：采用Φ600mm弧形大圆坯连铸机3 ~ 4流浇注，控制过热度为20℃ ~ 30℃，采用0.30m/min的拉速进行恒拉速浇注；一冷水量控制在5300L/min，使用低硅中间包覆盖剂、专用结晶器保护渣，实行全程全保护浇铸生产连铸圆坯；采用M-EMS+F-EMS两段电磁搅拌装置，充分均匀组织，提高内部质量。

2.如权利要求1所述一种高铁车轴用钢，其特征在于：C：0.27%、Si：0.37%、Mn：0.74%、P：0.009%、S：0.003%、Cr：1.15%、Ni：0.45%、Mo：0.24%、V：0.054%、Cu：0.35%、Al：0.035%；整体热处理后力学性能抗拉强度Rm：820Mpa，屈服强度：Rel：696Mpa，断后伸长率24%，冲击吸收能量KU2：199J。

3.如权利要求1所述一种高铁车轴用钢，其特征在于：所述转炉冶炼：在100吨以上的顶底复吹式转炉中冶炼，控制脱硫后铁水温度≥1260℃，转炉采用双渣法操作实现预脱P，确保转炉终点P≤0.011%，出钢温度1610℃ ~ 1650℃；出钢加入铝饼、低氮增碳剂、石灰、预熔精炼渣、低钛低铝硅铁、低钛高碳铬铁、金属锰进行预脱氧及成分初调；采用滑板挡渣机构控制下渣，确保出钢下渣回P≤0.002%。

4.如权利要求1所述一种高铁车轴用钢，其特征在于：所述真空脱气：控制精炼结束到真空脱气时间间隔不超过15min，采用VD真空脱气，VD处理前将精炼渣倒出30% ~40%，防止VD处理钢渣混冲过程形成大颗粒夹杂物；在真空度≤100pa的真空条件下保持18min，确保钢水破空H≤1.5ppm。

5.如权利要求1所述一种高铁车轴用钢，其特征在于：所述轧制：连铸坯采用冷装，在蓄热式步进加热炉中加热12h ~ 15h，控制空燃比0.90 ~ 1.00，控制加热温度，高温段温度1260℃ ~ 1280℃，确保开轧温度1150℃ ~ 1180℃；经φ1100mm×2500mm锻钢辊开坯机15道开坯，每道次压下量≥50mm，在确保轧制压下量的前提下，加2架连轧机成形，提高尺寸精度；精整：采用逐支人工检查修磨进行精整，确保钢材的尺寸、外形和表面质量；采用抛丸+超声波探伤,探伤当量≤φ2.0mm，确保车轴方钢内部质量。