[发明专利]一种载货列车连接件用钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金结构钢技术领域，具体地讲，本发明涉及一种载货列车连接件用钢及其制备方法。

背景技术

载货列车连接件是铁路车辆装置的重要组成部分，在车辆牵引、连挂和发生缓冲作用时，直接完成车辆间纵向力的传递。列车连接件使用条件恶劣，受冲击力大，特别是在冬季时还容易出现断裂，从目前运行的货车检修情况来看，约百分之七十的问题出现在货车连接件上，因此对载货列车中的连接件用钢的综合机械性能、低温冲击性能及疲劳寿命要求更高。

目前，有的厂家对25MnCrNiMoA进行了试制研究，在该钢中，包含少量的Cr、Ni、Mo和Cu等元素，此钢种经热处理后的力学性能要求为：屈服强度(Rel)≥690MPa，抗拉强度(Rm)≥850MPa，延伸率(A)≥14％，断面收缩率(Z)≥30％，-40℃低温冲击功(Akv)≥27J。然而，随着铁道车辆向高速重载方向的发展，此钢种的强度及低温冲击性能不能很好地满足铁道车辆的要求。

发明内容

本发明的目的主要是针对当前载货列车连接件的综合机械性能及低温冲击性能不能很好地满足铁道车辆高速重载的要求，对此，本发明提供了一种载货列车连接件用钢及其制备方法，提高连接件的强度、低温冲击性能、疲劳寿命等机械性能，以满足铁道车辆高速重载方向的发展，减少或避免因连接件问题出现的铁道事故。

根据本发明的一方面，提供了一种载货列车连接件用钢的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：采用电炉或转炉冶炼，控制钢包的烘烤温度≥800℃，控制冶炼的钢水终点[C]≥0.10％和[P]≤0.015％，并且使残余元素的含量符合设计要求，将钢水的出钢温度控制在1650℃-1670℃；采用LF炉精炼，出钢前将酸熔铝的含量控制在0.03％-0.045％的范围内，然后在VD炉内进行真空处理，控制VD炉内的真空度小于67Pa且保持时间≥15分钟，破空后软吹时间≥10分钟，VD炉后的上钢温度1570℃-1585℃；采用全保护浇注进行连铸，控制结晶器的液面波动700±2mm，中间包液面波动800±25mm，将钢水的过热度控制在15℃-25℃，控制中间包的温度为1532±5℃，拉钢速度为0.65±0.05mm/min，入坑缓冷时间≥36小时；进行轧制，加热炉的加热温度为1130℃-1200℃，加热时间为2.5小时-3小时，开轧温度为1080℃-1120℃，终轧温度为850℃-1000℃，轧后缓冷≥12小时，控制轧制的压缩比≥3.8，最终制得用于载货列车连接件用钢的热轧圆钢。

根据本发明的一方面，在电炉冶炼时，不允许使用新钢包冶炼。

根据本发明的一方面，冶炼原料为铁水+废钢，其中，铁水的质量占冶炼原料的总质量的55％以上。

根据本发明的一方面，在钢水进入LF炉精炼后进入VD炉前，进行扒渣操作，扒渣量为1/3-3/5。

根据本发明的另一方面，提供了一种载货列车连接件用钢，所述载货列车连接件用钢的化学成分的质量百分数为：0.24％-0.28％的C、0.20％-0.40％的Si、1.20％-1.50％的Mn、0.50％-0.65％的Cr、0.45％-0.65％的Ni、0.20％-0.30％的Mo、0.03％-0.05％的Ti、0.025％-0.040％的Al、S≤0.020％、P≤0.020％、Cu≤0.15％、O≤15ppm和H≤1.5ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。

根据本发明的另一方面，所述载货列车连接件用钢的化学成分的质量百分数为：0.25％-0.27％的C、0.25％-0.29％的Si、1.25％-1.35％的Mn、0.55％-0.59％的Cr、0.55％-0.59％的Ni、0.23％-0.27％的Mo、0.035％-0.044％的Ti、0.030％-0.035％的Al、S≤0.015％、P≤0.015％、Cu≤0.15％、O≤15ppm和H≤1.5ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。

具体实施方式

本发明提供了一种具有提高的强度、优异的低温冲击性能和延长的疲劳寿命等机械性能的载货列车连接件用钢，以满足铁道车辆高速重载方向的发展，减少或避免因连接件问题出现的铁道事故。

对于根据本发明的载货列车连接件用钢的化学成分的设计，根据微合金化原理，加入适量的合金元素Ti、Al来进一步细化组织，以提高材料的强度和疲劳寿命；同时，提高钢中的Ni含量，以细化铁素体晶粒，从而在强度相同的条件下，提高钢的塑性和韧性，特别是低温韧性；而且，适量提高钢中的Cr含量，以提高本发明的钢种的强度、高温性能和淬透性。