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一种提升 铁路用 钢板低温冲击韧性的方法

阅读：1036发布：2020-11-09

专利汇可以提供一种提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明所述的一种提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法，该方法针对未大量加入合金元素、成分体系保持碳当量＜0.45的铁路用钢板。在氮气保护下采用辐射管加热，对钢板进行中温回火处理，避免钢板表面氧化，同时通过精准的炉温、升温速率、保温时间等回火工艺参数控制，保障钢板受热均匀，非碳化物形成元素逐步富集和球化，从而发生更稳定的碳化物逐渐代替原先不稳定的碳化物，确保组织性能的均质性，组织结构稳定性得到有效提高。从而有效提升了轧态交货厚板的低温冲击韧性，提高了性能合格率指标，降低钢板因性能不合的改判量，保证了批量生产时的成本控制。，下面是一种提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法，其特征在于，对碳当量小于0.45、轧态低温冲击韧性不符合要求的钢板，在其端头处保留足够的取样长度，不进行齐头处理；
在氮气保护的环境下，采用快速中温回火方式，利用二级模型自动控制辊底式连续热处理炉辐射管，对上述钢板进行中温回火加热处理，加热过程对中温回火温度、升温速率、保温时间、炉温均匀性进行控制，且加热温度控制在临界点A1以下，加热结束后，放置冷床空冷。
2.根据权利要求1所述的提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法，其特征在于，所述钢板的厚度为30-50mm。
3.根据权利要求1所述的提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法，其特征在于，所述中温回火的回火温度为350-450℃。
4.根据权利要求3所述的提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法，其特征在于，所述中温回火的升温速率为1.3-1.8min/mm。
5.根据权利要求4所述的提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法，其特征在于，所述中温回火的保温时间为8-15min。
6.根据权利要求5所述的提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法，其特征在于，所述中温回火的炉温波动控制在±5℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法，其特征在于，所述钢板经回火后金相组织为铁素体+珠光体+细小、弥散碳化物析出物的混合组织。

说明书全文

一种提升铁路用 钢板低温冲击韧性的方法

技术领域

[0001] 本发明属于钢铁制造技术领域，具体涉及一种提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法。

背景技术

[0002] 铁路用钢大部分以轧制状态交货，而钢板轧制状态性能组织的稳定性，需要优良的生产设备和长期的生产经验保证。尤其是低温冲击韧性是性能控制中的难点，往往在批量生产时，会出现性能波动。主要存在以下几点：1、低温冲击韧性合格率不受控，钢板性能不符合技术要求，改判后造成一定的经济损失。2、为提升低温冲击韧性，加大合金含量的添加量，导致生产成本急剧升高。3、合金含量的增加导致成分体系中碳当量增加，恶化了钢板的焊接性能，影响客户后续加工成型。

[0003] 目前，对于提高钢板低温冲击韧性的技术手段很多，例如，申请号为201710262996.7的发明公开了一种提高奥氏体耐热钢时效后室温冲击韧性的热处理方法，该方法适用于奥氏体耐候钢，用于发电行业。申请号为201510781556.3的发明公开了一种提升厚规格高强钢板冲击韧性的生产方法，该方法生产的钢板采用调质状态交货不符合铁路用钢的技术要求，且需要控制的生产流程较长，成本较高。由于铁路用钢的特殊性，目前还没有有效提升其低温冲击韧性的手段。

发明内容

[0004] 发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法，该方法可有效提升厚规格钢板低温冲击韧性合格率，解决目前轧态交货厚规格钢板低温韧性不稳定的现象，提升批量生产合格率指标。

[0005] 技术方案：本发明所述的一种提升铁路用钢板低温冲击韧性的方法，其特征在于，对碳当量小于0.45、轧态低温冲击韧性不符合要求的钢板，在其端头处保留足够的取样长度，不进行齐头处理；在氮气保护的环境下，采用快速中温回火方式，利用二级模型自动控制辊底式连续热处理炉辐射管，对上述钢板进行中温回火加热处理，加热过程对中温回火温度、升温速率、保温时间、炉温均匀性进行控制，且加热温度控制在临界点A1以下，加热结束后，放置冷床空冷。

[0006] 其中，所述钢板的厚度为30-50mm。

[0007] 所述中温回火的回火温度为350-450℃。

[0008] 所述中温回火的升温速率为1.3-1.8min/mm。

[0009] 所述中温回火的保温时间为8-15min。

[0010] 所述中温回火的炉温波动控制在±5℃。

[0011] 有益效果：该方法在避免加入大量合金元素的情况下，实现提升铁路用钢板低温冲击韧性，同时保障优异的焊接性能。具体而言，该方法针对未大量加入合金元素、成分体系保持碳当量＜0.45的铁路用钢板。在氮气保护下采用辐射管加热，对钢板进行中温回火处理，避免钢板表面氧化，同时通过精准的炉温、升温速率、保温时间等回火工艺参数控制，保障钢板受热均匀，非碳化物形成元素逐步富集和球化，从而发生更稳定的碳化物逐渐代替原先不稳定的碳化物，确保组织性能的均质性，组织结构稳定性得到有效提高。从而有效提升了轧态交货厚板的低温冲击韧性，提高了性能合格率指标，降低钢板因性能不合的改判量，保证了批量生产时的成本控制。附图说明

[0012] 图1是未经本发明的方法处理的钢板的金相组织结构；

[0013] 图2是经过本发明的方法处理后的钢板的金相组织结构。

具体实施方式

[0014] 下面，结合具体案例对本发明的制造方法做进一步详细说明。各案例的制造工艺参数如表1所示。

[0015] 表1工艺参数

[0016]

[0017]

[0018] 如上表所示，实施例1-6均采用本发明的方法进行制造，对比例1-2未按照本发明要求的回火温度进行回火处理，对比例3未按本发明要求进行回火炉温的均匀性控制，对比例4-5未按照本发明要求的保温时间进行保温，对比例6添加了大量的合金元素导致碳当量超出本发明的限定，且未进行快速中温回火处理。

[0019] 以上各案例的钢的性能参数见表2：

[0020] 表2各案例钢的性能数据

[0021]

[0022] 如表2所示，其中实施例1-6制造的钢板低温冲击韧性大幅度提高，且抗拉强度波动不大。对比例1的加热温度、对比例5的保温时间均低于本发明的要求，导致回火不充分，冲击韧性提升不明显。对比例2的加热温度、对比例4的保温时间均高于本发明的要求，导致过度回火，虽然冲击韧性提升明显，但强度大幅度下降，不符合铁路用钢的技术要求。对比例3炉温均匀性未按本发明进行控制，导致钢板回火不均匀，低温冲击韧性较差的现象未得到解决。对比例6由于添加了大量的合金元素，低温冲击韧性优异，但碳当量超出0.45，导致焊接性能显著下降。

[0023] 而对于实施例1-6的钢各批次进行低温冲击韧性合格率统计，得到的结果是，在初始轧制状态下其低温冲击韧性合格率为76％，经过本发明的方法进行处理后，性能合格率指标提升了22％，达到98％的合格率，效果显著。

[0024] 再结合附图1-2所示，初始轧制状态下，钢的组织为铁素体+珠光体，晶界模糊，晶粒组织粗大不均匀，且存在明显的偏析带。是一种不稳定的组织，导致了低温冲击韧性不稳定。而经过本发明的方法处理后，组织演变为铁素体+珠光体+细小、弥散碳化物析出物的混合组织，晶粒大小均匀，偏析带消失，低温冲击韧性大幅提高。

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