[发明专利]具有耐蚀性能的含Nb铁路货车组合式制动梁用钢及其制造方法

说明书

本发明涉及具有耐蚀性能的含Nb铁路货车组合式制动梁用钢及其制造方法，属于钢铁冶金领域。本发明提供了具有耐蚀性能的含Nb铁路货车组合式制动梁用钢，其化学成分按重量百分比计为：C：0.14％～0.18％、Si：0.25％～0.40％、Mn：1.35％～1.55％、Cr：0.20％～0.30％、V≤0.005％、Nb：0.035％～0.055％、Ni：0.20％～0.25％、Cu：0.20％～0.35％、N：0.0090％～0.0110％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质。上述钢材的力学性能、疲劳性能均能够达到铁路货车组合式制动梁用钢的要求，而且耐蚀性能佳。

技术领域

本发明涉及具有耐蚀性能的含Nb铁路货车组合式制动梁用钢及其制造方法，属于钢铁冶金领域。

背景技术

铁路货车组合式制动梁是铁路货车转向架制动系统的关键部件，在车辆的运行过程中起着传递刹车制动力、固定和支撑货车制动系统的重要作用，经常受到冲击、扭转、剪切等复杂交变应力作用，从而发生变形甚至断裂，降低了制动系统的安全性和可靠性，因此，对其力学性能、疲劳性能等均有较高要求，要求经热处理后屈服强度≥460MPa、Akv(-40℃)≥27J，疲劳性能要求100万次无裂纹。

现有技术通常采用低合金高强度钢Q460E制造铁路货车组合式制动梁，但由于其强韧性匹配性能要求较高，往往造成性能不合的情况。具体而言，上述低合金钢通常通过加入一定的V、Ti、Nb等微合金元素以提高其强度，但加入V、Ti、Nb等微合金元素所形成的碳氮化物在加热过程中容易发生固溶，造成奥氏体晶格畸变，轧后冷却时在晶格畸变大的地方发生不规则的针(片)状铁素体转变，而周围被分割的奥氏体在达到Ar3后，转变成包围铁素体的珠光体而形成魏氏组织，极大地降低了低温冲击韧性。例如，文献《L-B型制动梁材质Q460E钢中魏氏组织的研究》表明，在含有0.08％的V、0.034％的Nb、0.010％的Ti，加热温度在940℃以上时，无论采取风冷还是空冷都会产生一定的魏氏组织，随着加热温度的增加，魏氏组织含量增加，且低温冲击功Akv(-40℃)随魏氏组织含量的增加呈台阶式下降。文献《铁路货车制动梁用Q460E钢魏氏组织定量分析讨论》中也得出，随着魏氏组织面积百分含量的增加，试样冲击功呈台阶状降低，当魏氏组织面积含量在15％～38％时，冲击功靠近技术条件规定的下限。文献《铁路火车制动梁Q460E工艺质量控制》也表明，在含有0.15％的V、0.06％的Nb、0.01％的Ti、0.59％的Ni，加热温度为920℃时，魏氏组织面积含量约占3％。虽然，在含有一定量的魏氏组织时，强度和力学性能指标也能满足标准要求，但却有可能造成性能不合的风险。因此，如何在提高强度的同时，通过化学成分设计或工艺和组织控制来保证其具有良好稳定的强韧性匹配是目前该类钢种的控制关键。

此外，铁路货车在运行过程中，各部件往往容易受到货物、海水等的腐蚀，从而造成早期失效，而铁路货车组合式制动梁关系到整个列车的运行安全，一旦失效将对列车带来极大的安全隐患。因此，提供一种耐蚀性能较好的铁路货车组合式制动梁用钢，具有重要意义。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提供具有耐蚀性能的含Nb铁路货车组合式制动梁用钢。本发明的另一目的在于提供所述铁路货车组合式制动梁用钢的制造方法。

本发明提供了具有耐蚀性能的含Nb铁路货车组合式制动梁用钢，其化学成分按重量百分比计为：C：0.14％～0.18％、Si：0.25％～0.40％、Mn：1.35％～1.55％、Cr：0.20％～0.30％、V≤0.005％、Nb：0.035％～0.055％、Ni：0.20％～0.25％、Cu：0.20％～0.35％、N：0.0090％～0.0110％、P≤0.015％、S≤0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质。