本發(fā)明涉及一種低合金鋼技術(shù)，具體說，涉及一種鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，耐大氣腐蝕鋼在鐵路車輛上得到廣泛推廣使用。選用耐候鋼作為制造鐵道車輛的材料，可以明顯減輕車輛在大氣中的嚴(yán)重腐蝕，提高車輛的使用壽命。在普通耐候鋼中以熱軋鋼板應(yīng)用最為普遍。隨著產(chǎn)品在材料性能方面需求的不斷提高，新型耐候鋼不斷涌現(xiàn)，其性能也隨之不斷提高。高強(qiáng)耐候鋼是新型耐候鋼材，由于其磷含量低、屈服強(qiáng)度高以及低溫沖擊韌性較高而得到了廣泛應(yīng)用。

大氣腐蝕是金屬材料失效的一個(gè)主要原因，每年由于大氣腐蝕的直接或間接損失量約占鋼材總量的10％。因此研究耐候鋼的性能，擴(kuò)大它的使用范圍，從而減少因大氣腐蝕帶來的損失問題，意味著巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。普通的結(jié)構(gòu)鋼，在大氣中使用過程中非常容易銹蝕，嚴(yán)重限制了材料的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶，具有良好綜合力學(xué)性能和焊接性能。

技術(shù)方案如下：

一種鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶，材料的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括：C 0.05-0.07％，Si 0.15-0.25％，Mn 1.2-1.4％，P≤0.015％，S≤0.006％，Cu 0.22-0.32％，Ti 0.008-0.018％，Ni 0.20-0.30％，Cr 0.40-0.50％，Nb 0.025-0.035％。

進(jìn)一步：C為0.059％，Si為0.19％，Mn為1.23％，P為0.011％，S為0.003％，Cu為0.248％，Ti為0.011％；Ni為0.244％，Cr為0.425％，Nb為0.0244％。

進(jìn)一步：C為0.057％，Si為0.204％，Mn為1.25％，P為0.014％，S為0.002％，Cu為0.230％，Ti為0.011％，Ni為0.244％，Cr為0.425％，Nb為0.233％。

本發(fā)明所解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的制備方法，得到的鋼帶具有良好綜合力學(xué)性能和焊接性能。

技術(shù)方案如下：

一種鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的制備方法，包括：

軋制；采用2機(jī)架粗軋，7機(jī)架連續(xù)變凸度精軋，精軋的開軋溫度≥950℃，精軋的終軋溫度為860～880℃；

冷卻及卷取；卷取的溫度為590～610℃，制備得到的鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的材料的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括：C：0.05-0.07％，Si：0.15-0.25％，Mn：1.2-1.4％，P：≤0.015％，S：≤0.006％，Cu：0.22-0.32％，Ti：0.008-0.018％，Ni：0.20-0.30％，Cr：0.40-0.50％，Nb：0.025-0.035％。

進(jìn)一步：還包括板坯加熱的步驟；板坯冷裝入爐，加熱的溫度為1250℃，加熱的時(shí)間為60～120min，嚴(yán)格控制在爐時(shí)間，出爐溫度1180±10℃，將加熱后的板坯進(jìn)行高壓水除磷。

進(jìn)一步：還包括冶煉、精煉、連鑄；將鐵水進(jìn)行脫硫預(yù)處理，采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉使鐵水脫碳、脫磷得到鋼水，轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬，Cu板、Ni板隨廢鋼加入轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度1640～1680℃；然后將轉(zhuǎn)爐冶煉后鋼水進(jìn)行LF爐外精煉，精煉就位溫度≥1560℃；板坯連鑄過熱度15～30℃。

進(jìn)一步：鋼帶的厚度5～10mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)效果包括：

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶，具有良好綜合力學(xué)性能和焊接性能，主要用于鐵道、車輛、橋梁、塔架等長期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)。

2、本發(fā)明的鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶具有強(qiáng)度高，塑性稍低，低溫沖擊性能高等特點(diǎn)，適用于鐵路C70敞車車廂地板，端板等。本發(fā)明的鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶屈服強(qiáng)度分布在490MPa～530MPa之間，抗拉強(qiáng)度分布在570MPa～590MPa之間，延伸率分布在26％～30％之間，綜合力學(xué)性能高。

3、社會(huì)效益顯著。

本發(fā)明鋼帶既能防大氣腐燭，又可以直接裸用，并且價(jià)格上有一定優(yōu)勢的材料。市場非常廣闊，如建筑、鍋爐、汽車、船舶、橋梁和鐵道車輛等，幾乎遍及各行各業(yè)。從長遠(yuǎn)觀點(diǎn)看，掌握耐候鋼的性能規(guī)律及影響因素，生產(chǎn)性能穩(wěn)定、高質(zhì)量和產(chǎn)量的耐候鋼是解決鐵道車輛短缺的主要途徑，從而也是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的好辦法。由于耐候鋼延長了鋼材的使用壽命，減少了鋼材的用量，可以為世界節(jié)約能源，所以耐候鋼的生產(chǎn)不僅給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也給整個(gè)人類社會(huì)帶來不可估量的社會(huì)效益。

4、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

我國鐵路現(xiàn)有車輛約為59.8萬輛，其中客車約3.8萬輛，貨車約56萬輛，每年貨車新增約25000輛，客車新增約2000輛。鐵道車輛采用武鋼開發(fā)研制的09CuPTiRe鋼后，車輛使用壽命提高兩倍，達(dá)到36年。檢修時(shí)間也由原來5年增加到12年，假如鐵路貨車全部此種耐候鋼制造，每年少修車4-5萬輛，可節(jié)省鋼材將近8萬余噸，這些鋼材可以新造近萬輛新車。以鐵道部每年新造車輛2.5萬輛計(jì)算，在36年使用期內(nèi)，可節(jié)省修理費(fèi)2.5億多元。

耐腐蝕鋼廣泛的應(yīng)用于集裝箱、鐵路車廂板、橋梁、建筑等暴露于大氣或特殊工況條件下的器械，目前市場噸鋼平均售價(jià)5550元/噸，噸鋼平均利潤102元，按照新產(chǎn)品計(jì)劃試制量10000噸計(jì)算，預(yù)計(jì)將帶來近100萬元年收益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的耐大氣腐蝕鋼帶的金相組織圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的耐大氣腐蝕鋼帶的金相組織圖。

具體實(shí)施方式

下面參考示例實(shí)施方式對本發(fā)明技術(shù)方案作詳細(xì)說明。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明更全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

本發(fā)明是鐵路車廂用耐大氣腐蝕的低合金碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要用于鐵道、車輛、橋梁、塔架等長期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)。

鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1：冶煉、精煉、連鑄；

將鐵水進(jìn)行脫硫預(yù)處理，采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉使鐵水脫碳、脫磷得到鋼水，轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬，Cu板、Ni板隨廢鋼加入轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度1640～1680℃。然后將轉(zhuǎn)爐冶煉后鋼水進(jìn)行LF爐外精煉，精煉就位溫度≥1560℃。板坯連鑄過熱度15～30℃。之后進(jìn)行板坯清理、緩冷，及連鑄坯質(zhì)量檢查。

步驟2：板坯加熱；

板坯冷裝入爐，加熱的溫度為1250℃，加熱的時(shí)間為60～120min，嚴(yán)格控制在爐時(shí)間，出爐溫度1180±10℃，將加熱后的板坯進(jìn)行高壓水除磷。

步驟3：軋制；

通過定寬壓力機(jī)定寬，采用2機(jī)架粗軋，精軋采用7機(jī)架連續(xù)變凸度(Continuously variable crown，cvc)軋機(jī)精軋。精軋的開軋溫度≥950℃，精軋的終軋溫度為860～880℃。

步驟4：冷卻及卷??；

采用層流冷卻，然后卷取，卷取的溫度為590～610℃。最后進(jìn)行質(zhì)量檢查，合格的即得鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶。鋼帶的厚度5～10mm。

制備得到的鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的材料的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括：C：0.05-0.07％，Si：0.15-0.25％，Mn：1.2-1.4％，P：≤0.015％，S：≤0.006％，Cu：0.22-0.32％，Ti：0.008-0.018％，Ni：0.20-0.30％，Cr：0.40-0.50％，Nb：0.025-0.035％。

實(shí)施例1

連鑄坯制備：將鐵水進(jìn)行脫硫預(yù)處理，采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉使鐵水脫碳、脫磷得到鋼水，轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬，轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬，Cu板、Ni板隨廢鋼加入轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度1640～1680℃。然后將轉(zhuǎn)爐冶煉后鋼水進(jìn)行LF爐外精煉，精煉就位溫度≥1560℃。板坯連鑄過熱度15～30℃。之后進(jìn)行板坯清理、緩冷，及連鑄坯質(zhì)量檢查。

連鑄坯制備鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶：板坯加熱溫度為1250℃，加熱的時(shí)間為60～120min，將加熱后的板坯進(jìn)行高壓水除磷。通過定寬壓力機(jī)定寬，采用2機(jī)架粗軋，7機(jī)架CVC精軋。所述精軋的開軋溫度≥950℃，所述精軋的終軋溫度為860～880℃。采用層流冷卻，然后卷取，卷取的溫度為590～610℃。最后進(jìn)行質(zhì)量檢查，合格的即得鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶。

實(shí)施例1的鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的材料的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括：C：0.059％，Si：0.19％，Mn：1.23％，P：0.011％，S：0.003％，Cu：0.248％，Ti：0.011％；Ni：0.244％，Cr：0.425％，Nb：0.0244％。

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例1的鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的金相組織圖。鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶是鐵路車廂用耐大氣腐蝕的低合金碳素結(jié)構(gòu)鋼。

對實(shí)施例1的鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的力學(xué)性能進(jìn)行測試，屈服強(qiáng)度分布在510MPa～530MPa之間，抗拉強(qiáng)度分布在590MPa～600MPa之間，延伸率分布在26％～27％之間。

實(shí)施例2

連鑄坯制備：將鐵水進(jìn)行脫硫預(yù)處理，采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉使鐵水脫碳、脫磷得到鋼水，轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬，轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬，Cu板、Ni板隨廢鋼加入轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度1640～1680℃。然后將轉(zhuǎn)爐冶煉后鋼水進(jìn)行LF爐外精煉，精煉就位溫度≥1560℃。板坯連鑄過熱度15～30℃。之后進(jìn)行板坯清理、緩冷，及連鑄坯質(zhì)量檢查。

連鑄坯制備鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶：板坯加熱溫度為1250℃，加熱的時(shí)間為60～120min，將加熱后的板坯進(jìn)行高壓水除磷。通過定寬壓力機(jī)定寬，采用2機(jī)架粗軋，7機(jī)架CVC精軋。所述精軋的開軋溫度≥950℃，所述精軋的終軋溫度為870～890℃。采用層流冷卻，然后卷取，卷取的溫度為600～620℃。最后進(jìn)行質(zhì)量檢查，合格的即得鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶。

實(shí)施例2的鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的材料的化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量包括：C：0.057％，Si：0.204％，Mn：1.25％，P：0.014％，S：0.002％，Cu：0.230％，Ti：0.011％；Ni：0.244％，Cr：0.425％，Nb：0.233％。

如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例2的鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的金相組織圖。鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶是鐵路車廂用耐大氣腐蝕的低合金碳素結(jié)構(gòu)鋼。

對實(shí)施例2的鐵路車廂用耐大氣腐蝕鋼帶的力學(xué)性能進(jìn)行測試，屈服強(qiáng)度分布在490MPa～530MPa之間，抗拉強(qiáng)度分布在570MPa～590MPa之間，延伸率分布在26％～30％之間。

本發(fā)明所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。