專利名稱：微合金鋼及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微合金鋼及其生產方法，屬于冶金領域。
背景技術：
車軸是鐵道車輛走行部分的重要部件，它們承受著車輛的全部重量，在列車運行 和停車時，還要經受沖擊力和制動力的作用，在高速和重載的狀態(tài)下，受力情況就更為復 雜，其質量狀態(tài)直接關系到鐵路運輸安全。出于安全上的考慮，對火車車軸有嚴格的技術要 求比如，要求有足夠的強度與沖擊韌性，以保證在最高速度和最大載荷條件下絕對安全可 靠；有良好的耐磨性，以保證使用壽命；在足夠的強度和一定的壽命前提下，減輕其重量， 盡可能地減輕簧下重量和保持一定的柔性。我國自建國初期開始，鐵道車輛一直沿用LZ40鋼車軸，由于這種鋼軸疲勞強度 低，使用壽命短，輪軸壓裝部位易出現(xiàn)橫向裂紋，無法適應目前列車高速度，大運量的發(fā)展 要求。為了滿足我國鐵路快速發(fā)展的需要，1999年鐵道部頒布了我國鐵路車軸用鋼標準 (TB/T2945-1999)，從此我國鐵道車輛用車軸開始全面采用LZ50鋼車軸，逐步取代了過去 的LZ40鋼車軸。但近年來，隨著我國鐵路運輸?shù)目焖侔l(fā)展，鐵路貨車軸重不斷增加，行車速 度不斷提高，對鐵路貨車車軸的性能提出了更高的要求，現(xiàn)有LZ50車軸無論在力學性能還 是疲勞性能等方面已不能滿足使用要求，同時現(xiàn)有LZ50車軸基本不具備耐腐蝕性能，容易 造成在腐蝕環(huán)境下車軸的提前破壞。申請?zhí)枮?00810171563. 1，發(fā)明名稱為“一種車軸鋼及其制備方法”的中國專利申 請公開了一種車軸鋼，該鋼具有較高的強度，但是其耐鹽霧腐蝕性能和沖擊韌性難以滿足 鐵路車軸用鋼越高越高的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種耐鹽霧腐蝕性能更好的微合金鋼。本發(fā)明微合金鋼含有如下重量百分比的化學成分0. 30% 0. 46% C,0. 30% 0. 50% Si，0. 40% 0. 90%Mn,0. 07% 0. 20% V,0. 31% 1. 00% Cr，余量為鐵和不可避 免的雜質。其中，作為優(yōu)選的技術方案，本發(fā)明微合金鋼的化學成分按重量百分比還含有 0. 010% 0. 060%的 Al。上述的不可避免的雜質包括P和S，其中，按重量百分比，[P] ^ 0. 020 %, [S] ^ 0. 015%。本發(fā)明還提供了生產微合金鋼的方法，該方法包括鋼坯的生產及鋼坯軋制步驟， 其中，鋼坯可以按照常規(guī)方法生產而得，鋼坯含有如下重量百分比的化學成分0. 30% 0. 46% C，0. 30% 0. 50% Si，0. 40% 0. 90% Μη,Ο. 07% 0. 20% V,0. 31% 1. 00% Cr，余量為鐵和不可避免的雜質；所述鋼坯軋制步驟為鋼坯加熱到1200 1250°C，然后在 1200 1250°C溫度下保溫2. 0 2. 5h后開始軋制鋼坯，鋼坯的終軋溫度為850 950°C，軋后空冷即得微合金鋼。其余步驟與常規(guī)的車軸鋼生產方法相同。其中，作為優(yōu)選的技術 方案，上述鋼坯的化學成分按重量百分比還含有0. 010% 0. 060%的Al。進一步的，為了使本發(fā)明方法生產的微合金鋼的性能更好，上述鋼坯鍛成所需規(guī) 格后還經過熱處理，熱處理方法為850 870°C保溫30 60min，然后空冷即得微合金鋼。 作為優(yōu)選的技術方案，上述熱處理方法為860°C保溫45min，然后空冷即得微合金鋼。相比現(xiàn)有的碳素車軸鋼，本發(fā)明微合金鋼具有更好的耐鹽霧腐蝕性能和沖擊韌 性，能夠滿足高性能車軸鋼特別是鐵路貨車車軸鋼的需要，本發(fā)明為鐵路貨車車軸鋼提供 了 一種新的選擇，具有廣闊的應用前景。


圖1是本發(fā)明微合金鋼與LZ50車軸鋼，以及30CrMo鋼的耐腐蝕性能對比圖。
具體實施例方式本發(fā)明微合金鋼含有如下重量百分比的化學成分0. 30% 0. 46% C,0. 30% 0. 50% Si，0. 40% 0. 90%Mn,0. 07% 0. 20% V,0. 31% 1. 00% Cr，余量為鐵和不可避 免的雜質。其中，作為優(yōu)選的技術方案，本發(fā)明微合金鋼的化學成分按重量百分比還含有 0. 010% 0. 060%的 Al。上述的不可避免的雜質包括P和S，其中，按重量百分比，[P] ^ 0. 020 %, [S] ^ 0. 015%。本發(fā)明微合金鋼的屈服強度I可以達到400MPa以上，抗拉強度Rm可以達到 700MPa以上，完全能夠滿足車軸鋼對強度性能的要求。本發(fā)明微合金鋼的的常溫U型沖擊 能夠達到65J以上，其韌性明顯優(yōu)于現(xiàn)有的車軸鋼。且本發(fā)明微合金鋼的耐鹽霧腐蝕能力 比LZ50車軸鋼提高10%左右。本發(fā)明微合金鋼之所以具有上述的優(yōu)良性能，主要在于添加了適量的合金元素， 如加入合金元素釩，利用釩的析出強化和細化晶粒的作用，可提高鋼的強度，保證鋼的塑 韌性；添加Cr元素，能起到一定的固溶強化作用，同時對提高鋼的耐腐蝕性能有利；添加 Al，除了可以起到脫氧作用、細化鋼的晶粒，還對改善鋼的韌性有利。正是由于多種合金元 素的共同作用，才使本發(fā)明微合金鋼具有優(yōu)良的綜合性能。本發(fā)明生產微合金鋼的方法包括鋼坯的生產及鋼坯軋制步驟，其中，鋼坯可以按 照常規(guī)方法生產而得，鋼坯含有如下重量百分比的化學成分0. 30% 0. 46% C，0. 30% 0. 50% Si，0. 40% 0. 90%Mn,0. 07% 0. 20% V,0. 31% 1. 00% Cr，余量為鐵和不可避 免的雜質；所述鋼坯軋制步驟為鋼坯加熱到1200 1250°C，然后在1200 1250°C溫度下 保溫2. 0 2. 5h后開始軋制鋼坯，鋼坯的終軋溫度為850 950°C，軋后空冷即得微合金 鋼。其余步驟與常規(guī)的車軸鋼生產方法相同。其中，作為優(yōu)選的技術方案，上述鋼坯的化學 成分按重量百分比還含有0. 010% 0. 060%的Al。進一步的，為了使本發(fā)明方法生產的微合金鋼的性能更好，上述鋼坯鍛成所需規(guī) 格后還經過熱處理，熱處理方法為850 870°C保溫30 60min，然后空冷即得微合金鋼。 作為優(yōu)選的技術方案，上述熱處理方法為860°C保溫45min，然后空冷即得微合金鋼。
下面結合實施例對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限
制在所述的實施例范圍之中。 實施例本發(fā)明微合金鋼的生產1、生產鋼坯按表1的化學成分生產鋼坯。鋼坯是在實驗室采用50kg真空感應爐冶煉的，然后 澆注而成。表1鋼坯的化學成分，余量為鐵)
編 號CSiMnPSCrVAlsAl0. 410. 340. 790. 0170. 0090. 600. 080. 017A20. 420. 300. 710. 0180. 0080. 500. 070. 013A30. 450. 330. 790. 0180. 0070. 600. 080. 022注Als為酸溶鋁的意思。2、鋼坯軋制鋼坯加熱到1200 1250°C，然后在1200 1250°C溫度下保溫2. 0 2. 5h后開 始軋制鋼坯，鋼坯的終軋溫度為850 950°C，軋后空冷；所述鋼坯鍛成所需規(guī)格后于860°C 保溫45min后空冷，即得微合金鋼(Φ 30mm的圓棒)。試驗例微合金鋼性能測定分別測定上述實施例生產的本發(fā)明微合金鋼的屈服強度、抗拉強度、延伸率、面縮 率、常溫U型沖擊功，結果見表2、3。表2本發(fā)明微合金鋼拉伸性能檢測結果
編號屈服強度ReL/MPa抗拉強度Rm/MPa延伸率A/%面縮率Ζ/%Al44372027. 059. 5A248374524. 543. 8A349075025. 560. 5 表3本發(fā)明微合金鋼常溫U型沖擊功試驗結果
編號沖擊功/J①②③平均Al73657270Α282748380A380909087采用鹽霧腐蝕試驗方法測試本發(fā)明微合金鋼(所用本發(fā)明微合金鋼的編號為A2) 和LZ50車軸鋼、30CrMo合金鋼的耐鹽霧腐蝕性能，結果如圖1所示。鹽霧腐蝕試驗方法為采用GB/T10125-1997的中性鹽霧試驗標準方法，將樣品置 于FQY010型鹽霧腐蝕試驗箱中，用濃度為50g/L的NaCl溶液間歇式噴霧，形成鹽霧環(huán)境，利用金屬腐蝕產生的失重來測量樣品在一定時間內的腐蝕率。在某一時間段內腐蝕率越 高，說明耐鹽霧腐蝕性能越差；反之，耐鹽霧腐蝕性能越好。從圖1可以看出，在72 240h鹽霧腐蝕時間范圍內，本發(fā)明的微合金鐵路貨車車 軸鋼的鹽霧腐蝕率介于30CrMo和LZ50車軸鋼之間，優(yōu)于LZ50車軸，低于30CrMo鋼。與 LZ50車軸鋼相比，本發(fā)明的微合金鐵路貨車車軸鋼耐鹽霧腐蝕能力比LZ50車軸提高10% 左右。30CrMo和LZ50車軸鋼的化學成分如表4所示。表430CrMo和LZ50車軸鋼的化學成分
權利要求
微合金鋼，其特征在于其含有如下重量百分比的化學成分0.30％～0.46％C，0.30％～0.50％Si，0.40％～0.90％Mn，0.07％～0.20％V，0.31％～1.00％Cr，余量為鐵和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的微合金鋼，其特征在于其化學成分按重量百分比還含有 0. 010% 0. 060%的 Al。
3.根據權利要求1或2所述的微合金鋼，其特征在于所述的不可避免的雜質包括P和 S，其中，按重量百分比，[P] ( 0. 020%, [S] ( 0.015%。
4.生產微合金鋼的方法，包括鋼坯的生產及鋼坯軋制步驟，其特征在于所述鋼坯含 有如下重量百分比的化學成分0. 30% 0. 46% C，0. 30% 0. 50% Si，0. 40% 0. 90% Μη,Ο. 07% 0. 20% V，0. 31% 1. 00% Cr，余量為鐵和不可避免的雜質；所述鋼坯軋制步 驟為鋼坯加熱到1200 1250°C，然后在1200 1250°C溫度下保溫2. 0 2. 5h后開始軋 制鋼坯，鋼坯的終軋溫度為850 950°C，鍛后空冷即得微合金鋼。
5.根據權利要求4所述的生產微合金鋼的方法，其特征在于所述鋼坯的化學成分按 重量百分比還含有0. 010% 0. 060%的Al。
6.根據權利要求4或5所述的生產微合金鋼的方法，其特征在于所述鋼坯鍛成所需 規(guī)格后還經過熱處理，熱處理方法為850 870°C保溫30 60min，然后空冷即得微合金 鋼。
7.根據權利要求6所述的生產微合金鋼的方法，其特征在于所述熱處理方法為 860°C保溫45min，然后空冷即得微合金鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及微合金鋼及其生產方法，屬于冶金領域。本發(fā)明所解決的技術問題是提供了一種耐鹽霧腐蝕性能更好的微合金鋼。本發(fā)明微合金鋼含有如下重量百分比的化學成分0.30％～0.46％C，0.30％～0.50％Si，0.40％～0.90％Mn，0.07％～0.20％V，0.31％～1.00％Cr，余量為鐵和不可避免的雜質。相比現(xiàn)有的碳素車軸鋼，本發(fā)明微合金鋼具有更好的耐鹽霧腐蝕性能和沖擊韌性，能夠滿足高性能車軸鋼特別是鐵路貨車車軸鋼的需要，本發(fā)明為鐵路貨車車軸鋼提供了一種新的選擇，具有廣闊的應用前景。
文檔編號C22C38/24GK101921960SQ20101025868
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權日2010年8月20日
發(fā)明者代華云, 康斌, 柯曉濤, 鄧通武, 雷秀華 申請人:攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司