铁路车厢用耐大气腐蚀钢带及其制备方法与流程

本发明涉及一种低合金钢技术，具体说，涉及一种铁路车厢用耐大气腐蚀钢带及其制备方法。

背景技术：

随着我国国民经济建设的不断发展，耐大气腐蚀钢在铁路车辆上得到广泛推广使用。选用耐候钢作为制造铁道车辆的材料，可以明显减轻车辆在大气中的严重腐蚀，提高车辆的使用寿命。在普通耐候钢中以热轧钢板应用最为普遍。随着产品在材料性能方面需求的不断提高，新型耐候钢不断涌现，其性能也随之不断提高。高强耐候钢是新型耐候钢材，由于其磷含量低、屈服强度高以及低温冲击韧性较高而得到了广泛应用。

大气腐蚀是金属材料失效的一个主要原因，每年由于大气腐蚀的直接或间接损失量约占钢材总量的10％。因此研究耐候钢的性能，扩大它的使用范围，从而减少因大气腐蚀带来的损失问题，意味着巨大的社会效益和经济效益。普通的结构钢，在大气中使用过程中非常容易锈蚀，严重限制了材料的使用寿命。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种铁路车厢用耐大气腐蚀钢带，具有良好综合力学性能和焊接性能。

技术方案如下：

一种铁路车厢用耐大气腐蚀钢带，材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.05-0.07％，Si 0.15-0.25％，Mn 1.2-1.4％，P≤0.015％，S≤0.006％，Cu 0.22-0.32％，Ti 0.008-0.018％，Ni 0.20-0.30％，Cr 0.40-0.50％，Nb 0.025-0.035％。

进一步：C为0.059％，Si为0.19％，Mn为1.23％，P为0.011％，S为0.003％，Cu为0.248％，Ti为0.011％；Ni为0.244％，Cr为0.425％，Nb为0.0244％。

进一步：C为0.057％，Si为0.204％，Mn为1.25％，P为0.014％，S为0.002％，Cu为0.230％，Ti为0.011％，Ni为0.244％，Cr为0.425％，Nb为0.233％。

本发明所解决的另一个技术问题是提供一种铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的制备方法，得到的钢带具有良好综合力学性能和焊接性能。

技术方案如下：

一种铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的制备方法，包括：

轧制；采用2机架粗轧，7机架连续变凸度精轧，精轧的开轧温度≥950℃，精轧的终轧温度为860～880℃；

冷却及卷取；卷取的温度为590～610℃，制备得到的铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的材料的化学成分的质量百分含量包括：C：0.05-0.07％，Si：0.15-0.25％，Mn：1.2-1.4％，P：≤0.015％，S：≤0.006％，Cu：0.22-0.32％，Ti：0.008-0.018％，Ni：0.20-0.30％，Cr：0.40-0.50％，Nb：0.025-0.035％。

进一步：还包括板坯加热的步骤；板坯冷装入炉，加热的温度为1250℃，加热的时间为60～120min，严格控制在炉时间，出炉温度1180±10℃，将加热后的板坯进行高压水除磷。

进一步：还包括冶炼、精炼、连铸；将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，Cu板、Ni板随废钢加入转炉，转炉出钢温度1640～1680℃；然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃；板坯连铸过热度15～30℃。

进一步：钢带的厚度5～10mm。

与现有技术相比，本发明技术效果包括：

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种铁路车厢用耐大气腐蚀钢带，具有良好综合力学性能和焊接性能，主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。

2、本发明的铁路车厢用耐大气腐蚀钢带具有强度高，塑性稍低，低温冲击性能高等特点，适用于铁路C70敞车车厢地板，端板等。本发明的铁路车厢用耐大气腐蚀钢带屈服强度分布在490MPa～530MPa之间，抗拉强度分布在570MPa～590MPa之间，延伸率分布在26％～30％之间，综合力学性能高。

3、社会效益显著。

本发明钢带既能防大气腐烛，又可以直接裸用，并且价格上有一定优势的材料。市场非常广阔，如建筑、锅炉、汽车、船舶、桥梁和铁道车辆等，几乎遍及各行各业。从长远观点看，掌握耐候钢的性能规律及影响因素，生产性能稳定、高质量和产量的耐候钢是解决铁道车辆短缺的主要途径，从而也是提高企业经济效益的好办法。由于耐候钢延长了钢材的使用寿命，减少了钢材的用量，可以为世界节约能源，所以耐候钢的生产不仅给企业带来了巨大的经济效益，也给整个人类社会带来不可估量的社会效益。

4、经济效益显著。

我国铁路现有车辆约为59.8万辆，其中客车约3.8万辆，货车约56万辆，每年货车新增约25000辆，客车新增约2000辆。铁道车辆采用武钢开发研制的09CuPTiRe钢后，车辆使用寿命提高两倍，达到36年。检修时间也由原来5年增加到12年，假如铁路货车全部此种耐候钢制造，每年少修车4-5万辆，可节省钢材将近8万余吨，这些钢材可以新造近万辆新车。以铁道部每年新造车辆2.5万辆计算，在36年使用期内，可节省修理费2.5亿多元。

耐腐蚀钢广泛的应用于集装箱、铁路车厢板、桥梁、建筑等暴露于大气或特殊工况条件下的器械，目前市场吨钢平均售价5550元/吨，吨钢平均利润102元，按照新产品计划试制量10000吨计算，预计将带来近100万元年收益。

附图说明

图1为本发明实施例1的耐大气腐蚀钢带的金相组织图；

图2为本发明实施例2的耐大气腐蚀钢带的金相组织图。

具体实施方式

下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

本发明是铁路车厢用耐大气腐蚀的低合金碳素结构钢，主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。

铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1：冶炼、精炼、连铸；

将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，Cu板、Ni板随废钢加入转炉，转炉出钢温度1640～1680℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃。板坯连铸过热度15～30℃。之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。

步骤2：板坯加热；

板坯冷装入炉，加热的温度为1250℃，加热的时间为60～120min，严格控制在炉时间，出炉温度1180±10℃，将加热后的板坯进行高压水除磷。

步骤3：轧制；

通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，精轧采用7机架连续变凸度(Continuously variable crown，cvc)轧机精轧。精轧的开轧温度≥950℃，精轧的终轧温度为860～880℃。

步骤4：冷却及卷取；

采用层流冷却，然后卷取，卷取的温度为590～610℃。最后进行质量检查，合格的即得铁路车厢用耐大气腐蚀钢带。钢带的厚度5～10mm。

制备得到的铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的材料的化学成分的质量百分含量包括：C：0.05-0.07％，Si：0.15-0.25％，Mn：1.2-1.4％，P：≤0.015％，S：≤0.006％，Cu：0.22-0.32％，Ti：0.008-0.018％，Ni：0.20-0.30％，Cr：0.40-0.50％，Nb：0.025-0.035％。

实施例1

连铸坯制备：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，转炉冶炼全程吹氩，Cu板、Ni板随废钢加入转炉，转炉出钢温度1640～1680℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃。板坯连铸过热度15～30℃。之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。

连铸坯制备铁路车厢用耐大气腐蚀钢带：板坯加热温度为1250℃，加热的时间为60～120min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。所述精轧的开轧温度≥950℃，所述精轧的终轧温度为860～880℃。采用层流冷却，然后卷取，卷取的温度为590～610℃。最后进行质量检查，合格的即得铁路车厢用耐大气腐蚀钢带。

实施例1的铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的材料的化学成分的质量百分含量包括：C：0.059％，Si：0.19％，Mn：1.23％，P：0.011％，S：0.003％，Cu：0.248％，Ti：0.011％；Ni：0.244％，Cr：0.425％，Nb：0.0244％。

如图1所示，为本发明实施例1的铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的金相组织图。铁路车厢用耐大气腐蚀钢带是铁路车厢用耐大气腐蚀的低合金碳素结构钢。

对实施例1的铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的力学性能进行测试，屈服强度分布在510MPa～530MPa之间，抗拉强度分布在590MPa～600MPa之间，延伸率分布在26％～27％之间。

实施例2

连铸坯制备：将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，转炉冶炼全程吹氩，Cu板、Ni板随废钢加入转炉，转炉出钢温度1640～1680℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃。板坯连铸过热度15～30℃。之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。

连铸坯制备铁路车厢用耐大气腐蚀钢带：板坯加热温度为1250℃，加热的时间为60～120min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。所述精轧的开轧温度≥950℃，所述精轧的终轧温度为870～890℃。采用层流冷却，然后卷取，卷取的温度为600～620℃。最后进行质量检查，合格的即得铁路车厢用耐大气腐蚀钢带。

实施例2的铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的材料的化学成分的质量百分含量包括：C：0.057％，Si：0.204％，Mn：1.25％，P：0.014％，S：0.002％，Cu：0.230％，Ti：0.011％；Ni：0.244％，Cr：0.425％，Nb：0.233％。

如图2所示，为本发明实施例2的铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的金相组织图。铁路车厢用耐大气腐蚀钢带是铁路车厢用耐大气腐蚀的低合金碳素结构钢。

对实施例2的铁路车厢用耐大气腐蚀钢带的力学性能进行测试，屈服强度分布在490MPa～530MPa之间，抗拉强度分布在570MPa～590MPa之间，延伸率分布在26％～30％之间。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。