[发明专利]400MPa级耐候钢及其制备方法

说明书

本发明公开了400MPa级耐候钢及其制备方法，其中，所述400MPa级耐候钢采用低成本铬、镍和铜复合强化，取消铌、钛成分设计，获得铁素体加珠光体、微量贝氏体组织，该组织保证钢板具有良好的强韧积和耐大气腐蚀性能，以及具有优良的成形性能、冷弯性能、焊接性能等，所述制备方法在取消铌、钛合金基础上，利用铬、镍和铜复合强化，配合控轧控冷工艺，可生产出具有高的强塑积以及良好耐腐蚀性能的低合金高强钢，同时，能够实现低成本化。

技术领域

本发明涉及钢材制备技术领域，特别提供了一种400MPa级耐候钢及其制备方法。

背景技术

随着铁道车辆行业的发展，要求高强、轻量化、减薄化的呼声越来越高，屈服强度为400MPa的耐腐蚀钢逐步替代345MPa级产品，趋向于在同等规格、同强度级别的要求下，铁道车辆的发展趋势需要用更高强度和更薄规格钢板，另外，为了提高使用寿命、节约成本，要求钢板具有更高的耐大气腐蚀、抗海水腐蚀性能。一般采用的方法是：在钢中加入足够的铬、镍和铜等，与铌、钛结合，即保证高强度，又能够提高耐腐蚀性能，然而，铌、钛成本高，无法实现低成本化。

铁路机车车辆由于长期暴露在大气中运行，大气腐蚀是车辆损坏的主要原因之一，普通碳素钢制造的铁路车辆，因耐大气腐蚀差，使用寿命短，货车运行一年半就要进行段修，五年要进行大修，采用耐大气腐蚀钢是延长车辆使用寿命的有效措施。

随着我国铁路重载提速的不断发展，近年来客车实现了四次大提速，取得了明显的经济效益和社会效益。当前铁道部进一步提出我国铁路要实现跨越式发展的新思路，不仅客车提速，货车要实现重载提速。目前我国货车的行驶速度为80km/h，轴重21t。美国铁路以货运为主，其中很大一部分为运煤，轴重在33t左右，最高的达到39t，由此可见，目前我国铁路货车重载还有一定潜力。铁道车辆的技术进步，一定程度上依赖于我国钢材的品种、性能与质量。在20世纪80年代以前，钢结构基本上采用普碳钢、09Mn2等，耐大气腐蚀钢则一直以屈服强度为295MPa的09CuPTiRe和屈服强度为345MPa的09CuPCrNi为主，而美国等一些发达国家耐候钢的强度水平已高达550MPa。这种铬镍铜系列的耐候钢，科学试验及运用试验都证明其耐腐蚀性一般相当于普通碳素钢的2倍左右，在恶劣环境中相当于2～3倍。到2015年为止，铁路主型货车敞、棚车上都采用的是这种耐候钢。随着重载、提速的铁路主要技术政策的制定，选用高强度、高耐候的结构钢以降低车辆自重、提高整车性能问题显得尤为突出和迫切。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种400MPa级耐候钢及其制备方法，以解决现有耐候钢成本高的问题。

本发明一方面提供了400MPa级耐候钢，按质量百分比，由如下成分组成：C：0.01～0.07％、Si：0.10～0.30％、Mn：0.80～1.20％、S：0.0010～0.0050％、P：0.002～0.015％、Cu：0.10～0.30％、Ni：0.05～0.20％，Al：0.015～0.06％、Cr：0.25～0.55％、O：0.0010～0.0030％、Re：0.01～0.04％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。

本发明另一方面提供了上述400MPa级耐候钢的制备方法，包括如下步骤：

1)铁水预处理

对铁水进行预处理，保证入炉铁水中S的质量比≤0.003％，扒净渣后入转炉；

2)转炉冶炼

采用精料废钢与铁水进行冶炼；转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用高锰、硅铁，出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包中Als的质量含量控制在0.025～0.045％，出钢时加入铬铁、铜-镍合金，使钢包中的铬、铜和镍含量满足要求；

3)LF精炼