[发明专利]高强度电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种高强度铁路支柱用钢。更具体地讲，本发明涉及一种高强度电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢及其制备方法。

背景技术

目前生产的电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢通常为235MPa。但随着我国高速铁路建设和发展需要，高速铁路要适用不同地区、不同季节风力强度差别较大的自然环境，要求热轧H型钢支柱不仅具有重量轻，强度高，刚度大，抗弯能力强。

东北、西北高速铁路环境条件较恶劣，对接触网支柱的性能要求较高。以建成通车的哈大高铁沿线环境条件为例，由于哈大高铁地处我国东北严寒地区，平均最低气温为-40℃，风力最大可达35m/s，线路覆冰厚度可达10mm，冻土层最厚可达2米。哈大高铁线设计最高时速350公里以上，是普通电气化铁路最高时速160公里的两倍多，安全性要求也更严格为适应特殊环境要求。

目前我国常用钢材Q235的强度不高、韧性和塑性也比较差，容易产生裂纹并引起扩展，尤其是在低温下更容易发生，因此接触网支柱用H型钢级别已由Q235B升级到了Q345B及更高级别。

对于风速较大地区的电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢而言，通常要求其屈服强度大于275MPa。然而，目前的生产方法尚不能满足高强度电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢的要求。

申请人在先申请的CN103584765中公开了一种用于电气化铁路接触网支柱的厚规格耐低温H型钢，其组分为C 0.10-0.22％，Si 0.10-0.40％，Mn 0.5-1.1％，P≤0.030％，S≤0.010％，Nb.02-0.05A％，Ti 0.0.03-0.015％，在该发明中，H型钢是通过Nb进行强化的，在此过程中必须小心的控制终轧温度，终轧的温度越低，细化晶粒和析出强化效果越好，但是对通常的热轧生产线，终轧温度过高，不利于Nb发挥作用。此外，添加Ti合金时，需要严格控制钢中的氮含量，因Ti极易与N形成TiN颗粒，这种颗粒尺寸较大、密度集中时会严重破坏钢的冲击韧性。

武汉钢铁的专利申请CN107099735公开了一种热轧H型钢，其包括了Cr、V、Mn、Cu、Ni、Nb等多种强化元素，虽然其可以在一定程度上提供高强度的产品，但是加入众多的强化元素首先会提高产品的生产成本，而且由于添加的合金较多，这会导致产品的性能波动较大，并且该钢种是针对大气环境腐蚀而设计，而并非是针对低温使用环境而设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性能良好的高强度电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢及其制备方法。

本发明提供了一种电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢，其化学成分的重量百分数为：C 0.12％～0.18％、Si 0.20％～0.30％、Mn 1.10％～1.60％、P≤0.030％、S≤0.030％、V 0.01％～0.09％，Ti 0-0.014％，其余为铁和不可避免的微量杂质。

该H型钢的翼缘厚度为36-42mm，腹板厚度为18-22mm。

上述热轧H型钢可以为Q275B、Q345B或Q390B钢种，在钢种为Q390B时，可以选择Ti和V作为强化元素。

所述热轧H型钢为Q275B钢种时，其化学成分的重量百分数为：C 0.12％～0.18％、Si 0.20％～0.30％、Mn 1.10％～1.30％、P≤0.030％、S≤0.030％、V 0.01％～0.03％，其余为铁和不可避免的微量杂质；

所述热轧H型钢为Q345B钢种时，其化学成分的重量百分数为：C 0.12％～0.18％、Si 0.20％～0.50％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.030％、S≤0.030％、V 0.04％～0.08％，其余为铁和不可避免的微量杂质；

所述热轧H型钢为Q390B钢种时，其化学成分的重量百分数为：C 0.12％～0.18％、Si 0.20％～0.50％、Mn 1.35％～1.60％、P≤0.030％、S≤0.030％、V 0.06％～0.09％、Ti0.008～0.014％，其余为铁和不可避免的微量杂质。

所述Q275B钢种热轧H型钢的力学性能为：屈服强度280～325MPa，抗拉强度为450～510MPa，断后伸长率为29～31％，20℃夏比(V型缺口)冲击试验冲击吸收能KV₂为38～60J。