技術領域

本發明屬于合金結構鋼技術領域，具體地講，本發明涉及一種載貨列車連接件用鋼及其制備方法。

背景技術

載貨列車連接件是鐵路車輛裝置的重要組成部分，在車輛牽引、連掛和發生緩沖作用時，直接完成車輛間縱向力的傳遞。列車連接件使用條件惡劣，受沖擊力大，特別是在冬季時還容易出現斷裂，從目前運行的貨車檢修情況來看，約百分之七十的問題出現在貨車連接件上，因此對載貨列車中的連接件用鋼的綜合機械性能、低溫沖擊性能及疲勞壽命要求更高。

目前，有的廠家對25MnCrNiMoA進行了試制研究，在該鋼中，包含少量的Cr、Ni、Mo和Cu等元素，此鋼種經熱處理后的力學性能要求為：屈服強度(Rel)≥690MPa，抗拉強度(Rm)≥850MPa，延伸率(A)≥14％，斷面收縮率(Z)≥30％，-40℃低溫沖擊功(Akv)≥27J。然而，隨著鐵道車輛向高速重載方向的發展，此鋼種的強度及低溫沖擊性能不能很好地滿足鐵道車輛的要求。

發明內容

本發明的目的主要是針對當前載貨列車連接件的綜合機械性能及低溫沖擊性能不能很好地滿足鐵道車輛高速重載的要求，對此，本發明提供了一種載貨列車連接件用鋼及其制備方法，提高連接件的強度、低溫沖擊性能、疲勞壽命等機械性能，以滿足鐵道車輛高速重載方向的發展，減少或避免因連接件問題出現的鐵道事故。

根據本發明的一方面，提供了一種載貨列車連接件用鋼的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：采用電爐或轉爐冶煉，控制鋼包的烘烤溫度≥800℃，控制冶煉的鋼水終點[C]≥0.10％和[P]≤0.015％，并且使殘余元素的含量符合設計要求，將鋼水的出鋼溫度控制在1650℃-1670℃；采用LF爐精煉，出鋼前將酸熔鋁的含量控制在0.03％-0.045％的范圍內，然后在VD爐內進行真空處理，控制VD爐內的真空度小于67Pa且保持時間≥15分鐘，破空后軟吹時間≥10分鐘，VD爐后的上鋼溫度1570℃-1585℃；采用全保護澆注進行連鑄，控制結晶器的液面波動700±2mm，中間包液面波動800±25mm，將鋼水的過熱度控制在15℃-25℃，控制中間包的溫度為1532±5℃，拉鋼速度為0.65±0.05mm/min，入坑緩冷時間≥36小時；進行軋制，加熱爐的加熱溫度為1130℃-1200℃，加熱時間為2.5小時-3小時，開軋溫度為1080℃-1120℃，終軋溫度為850℃-1000℃，軋后緩冷≥12小時，控制軋制的壓縮比≥3.8，最終制得用于載貨列車連接件用鋼的熱軋圓鋼。

根據本發明的一方面，在電爐冶煉時，不允許使用新鋼包冶煉。

根據本發明的一方面，冶煉原料為鐵水+廢鋼，其中，鐵水的質量占冶煉原料的總質量的55％以上。

根據本發明的一方面，在鋼水進入LF爐精煉后進入VD爐前，進行扒渣操作，扒渣量為1/3-3/5。

根據本發明的另一方面，提供了一種載貨列車連接件用鋼，所述載貨列車連接件用鋼的化學成分的質量百分數為：0.24％-0.28％的C、0.20％-0.40％的Si、1.20％-1.50％的Mn、0.50％-0.65％的Cr、0.45％-0.65％的Ni、0.20％-0.30％的Mo、0.03％-0.05％的Ti、0.025％-0.040％的Al、S≤0.020％、P≤0.020％、Cu≤0.15％、O≤15ppm和H≤1.5ppm，余量為Fe和不可避免的雜質。

根據本發明的另一方面，所述載貨列車連接件用鋼的化學成分的質量百分數為：0.25％-0.27％的C、0.25％-0.29％的Si、1.25％-1.35％的Mn、0.55％-0.59％的Cr、0.55％-0.59％的Ni、0.23％-0.27％的Mo、0.035％-0.044％的Ti、0.030％-0.035％的Al、S≤0.015％、P≤0.015％、Cu≤0.15％、O≤15ppm和H≤1.5ppm，余量為Fe和不可避免的雜質。

具體實施方式

本發明提供了一種具有提高的強度、優異的低溫沖擊性能和延長的疲勞壽命等機械性能的載貨列車連接件用鋼，以滿足鐵道車輛高速重載方向的發展，減少或避免因連接件問題出現的鐵道事故。

對于根據本發明的載貨列車連接件用鋼的化學成分的設計，根據微合金化原理，加入適量的合金元素Ti、Al來進一步細化組織，以提高材料的強度和疲勞壽命；同時，提高鋼中的Ni含量，以細化鐵素體晶粒，從而在強度相同的條件下，提高鋼的塑性和韌性，特別是低溫韌性；而且，適量提高鋼中的Cr含量，以提高本發明的鋼種的強度、高溫性能和淬透性。