鐵道車軸用鋼LZW的生產試制

賈勇

摘 要：AAR K型鐵道車軸用鋼LZW的力學性能指標、探傷要求更加嚴格，我們針對所要求的力學性能指標制定了適當的化學成分、熱處理制度和嚴格的生產試制方案。產品試制成功。

關鍵詞：鐵道車輛用鋼；LZW；化學成分；熱處理制度；試制

1 前言

AAR K型車軸用LZW鋼坯是北滿特鋼新開發的鐵道車輛用鋼坯，與以前生產的LZ50鋼相比，LZW鋼增加了微量的Cr、Ni、Mo、V合金元素（見表1），同時力學性能指標有了提高（見表2），氧含量、非金屬夾雜物、晶粒度及低倍質量要求更加嚴格，最為主要的是軋制260mm*260mm的軸坯，超聲波探傷是按照SEP1921，D/d級標準合格。

表1 LZW鋼的化學成分（質量分數，%）

表2 LZW鋼的力學性能

其它檢驗指標：氧含量≤15ppm；A、B、C、D各類夾雜物不大于1.5級；晶粒度≥6級；倍組織：一般疏松、中心疏松、錠型偏析均應不大于2.0級，點狀偏析應不大于1.0級。

2 試制方案

根據力學性能指標，我們策劃了LZW鋼的內控化學成分（見表3），并制定了生產工藝路線。

表3 LZW鋼內控化學成分（質量分數，%）

生產試制工藝路線：

EBT電爐→LF+VD→澆注鋼錠→熱送軋鋼→鋼錠加熱→軋制→緩冷→清理→探傷→檢查→上交。

3 產品試制

3.1 電爐冶煉

為保證鋼液的純凈度，選用優質廢鋼，并且生鐵配入量不低于20%，在冶煉過程中不斷加入碳粉等增碳劑造泡沫渣，充分利用C-O的激烈反應沸騰，促進夾雜物和氣體的上浮并隨鋼渣流出。

3.2 LF精煉

鋼包到LF位后先給電升溫化渣，然后采用鋁線及鋁粒進行沉淀脫氧及擴散脫氧，由于要求氧含量較低，不使用Fe-Si脫氧劑，保證精煉達到白渣。

3.3 真空精煉

為降低鋼液中氣體含量，采用VD進行脫氣處理，要求在真空度≤67Pa下保持時間≥15分鐘，真空期間采用大氬氣攪拌，以利于氣體的溢出和夾雜物的上浮。

3.4 鋼錠澆注

澆注5.8噸鋼錠，為加強帽口補縮的效果，延遲帽口端鋼水凝固，在澆注后帽口加入2袋發熱劑和一袋碳化稻殼。

冶煉后實際的化學成分見表4，從表中可見，實際化學成分達到了設計的內控要求。

表4 LZW鋼的實際化學成分（質量分數，%）

3.5 加熱、軋制及試樣熱處理

3.5.1 鋼錠熱功送軋鋼后，為保證鋼錠透燒，加熱溫度采取1280-1300℃。

3.5.2 保證足夠的切頭、切尾量。

3.5.3 軋制后及時緩冷，保證緩冷時間。

3.5.4 試樣采用兩次熱處理，保證試樣性能達到標準要求。

3.6 產品質量

LZW成品鋼坯經過探傷，結果完全滿足標準要求。取片檢驗，具體的檢驗結果見表5。

表5 LZW鋼的力學檢驗結果

其實檢驗結果全部達到標準要求，具體數據如下：

成品氫含量：0.85PPm；

成品氧含量：8 PPm；

晶粒度：7級；

低倍組織：中心疏松：0；一般疏松：1.5；一般點狀偏析：0；錠型偏析：0；邊緣點狀偏析：0。

非金屬夾雜物：D細：0；D粗0；C細：0；C粗0；B細：0.5；B粗0；A細：0；A粗：0。

低倍照片：Macro photograph

4 結束語

AAR K型車軸用LZW鋼完全滿足用戶嚴格的超聲波表面探傷要求，力學性能、高低倍檢驗也符合要求。經過檢驗，該產品冶金質量穩定，性能優良，各項檢驗指標完全符合技術條件的要求。這說明我們的試驗方案是正確的，產品試制是成功的。