包钢研发高强耐候310乙字钢纪实

310乙字钢是制作列车车厢中梁的专用特殊型钢，是列车重载的重要保证，作为列车车厢关键部件的中梁对钢种性能的要求非常高。随着铁路运输高速重载发展进程的加快，普通310乙字钢的强度和低温冲击韧性已经不能满足铁路车辆向重载高寿命发展的要求。为此，包钢围绕高强耐候310乙字钢的研发，进行了积极探索，并取得了成功。今年11月21日，包钢研发的高强耐候310乙字钢通过了包头市科技成果鉴定。

历史使命责无旁贷

包钢作为我国钢轨生产的三大基地之一，始终站在铁路用钢材开发与生产的前列。适应铁路高速重载发展对线路的要求，包钢相继开发出万能轧机高速钢轨、第二代稀土钢轨和贝氏体钢轨。同样，作为铁路运输实现高速重载另一必要因素的列车车厢，需要提高载重和强度。要做到这一点，关键是要提高车厢关键部件中梁用钢材的强度和低温冲击韧性。

铁路运输的高速重载，需要铁路车厢载重达到76吨或者80吨，普通310乙字钢无论是强度还是低温冲击韧性都达不到这样的要求。因此，开发生产高强耐候310乙字钢成为我国铁路运输升级换代的当务之急。作为制造列车车厢中梁的专用钢材，高强耐候310乙字钢由于具有产品性能要求高、尺寸调整难度大的特点，国内钢铁企业视之为“硬骨头”。面对铁道部的委托和铁路车辆厂家的信任，包钢义不容辞地肩负起了中国铁路发展赋予的历史使命。

研发之路特色之路

———找准研发方向，优化试验方案。

钢材强度提高，韧性相应下降，是钢材的普遍规律。与普通310乙字钢相比，高强耐候310乙字钢的最大卖点是同步提高钢的强度和低温冲击韧性，并耐大气腐蚀。

为解决这一技术难题，包钢课题组经过筛选，确定将YQ450NQR1和YQ450NbRE高强耐候310乙字钢作为研发方向。按照这样的思路，课题组依据各元素对性能的作用及不同的强度、韧性和耐腐蚀机理进行钢种成分设计，确定成分范围和内控指标。按照设计的钢种成分，从2003年4月开始，课题组依次组织了工业试炼和中频炉调整成分试验。经性能检验和对比分析，确定工业试生产的钢种成分、工艺路线和质量计划，生产出了各项性能指标均满足技术要求的高强耐候310乙字钢。随后，二七车辆厂和齐齐哈尔车辆厂采用包钢生产的高强耐候310乙字钢试制了400辆C76重载铁路货车。经性能检测，使用高强耐候310乙字钢的车辆强度比普通310乙字钢提高150MPa以上，低温冲击韧性不但没有降低反而有所提高。2003年10月，包钢生产的YQ450NbRE高强耐候310乙字钢通过铁道部技术评审。

———从模铸到连铸，国内工艺领跑。

采用万能轧机生产，不仅可以缩短工艺流程，改善产品质量，而且可以提高产品的综合成材率，降低产品成本。为尽快实现高强度乙字钢用连铸坯—万能轧机工艺生产，在炼钢厂等单位的配合下，轨梁厂在完成百米钢轨的开发之后，着手进行万能轧机生产高强度310乙字钢的工艺研究。为实现高强耐候310乙字钢生产从模铸坯到连铸坯的蜕变，课题组经过多轮的试制—分析—试制，优选出最佳的成分组成和生产工艺，生产出集多项优异性能于一体的高强耐候310乙字钢。2007年，包钢按照新标准进行批量生产，先后生产7个批次101炉乙字钢，低温冲击韧性初验合格率达到96.0%，复验后100%合格，其中有4个批次初验合格率达到100%。

工业试生产和批量生产证明，包钢采用连铸—万能轧机工艺能生产出合格率高、性能可靠的高强耐候310乙字钢，其工艺技术在国内居于领先水平。

国内首创意义深远

———工艺先进，技术领先。

目前国内能够生产高强耐候310乙字钢的企业只有攀钢和包钢，与攀钢把薄板坯纵切成矩形坯的模式不同，包钢具有专用尺寸的连铸坯，可以更好地控制产品外形尺寸和表面质量。同时，包钢开发的高强耐候310乙字钢采用轧后空冷的方式进行生产，用户使用专用焊条焊接后自然空冷，焊缝的性能与基体保持一致，与使用钢板焊接相比具有更高的可靠性和安全性；而且集高强度、高韧性、耐腐蚀性等多项优异性能于一身，属国内外同类技术先进水平。采用连铸大方坯生产高强耐候310乙字钢，标志着包钢具备了用连铸工艺生产高强耐候310乙字钢的能力，属国内首创。

———铁路运输，经济安全。

到目前为止，铁路车辆厂用包钢生产的高强耐候310乙字钢作为中梁制造的高速重载货车已经安全平稳运行4年多。包钢高强耐候310乙字钢的研发与生产对实现铁路车辆的更新换代和促进铁路运输事业的发展产生了积极影响，使用该产品不仅能够满足铁路高速重载的要求，实现铁路运输的更新换代，而且可以提高车辆的安全系数和运输能力，大大促进铁路运输事业的快速发展。

———稀土钢，新钢种、新希望。

稀土是包钢的优势资源，稀土钢的开发对包钢特色产品的形成有很好的促进作用。对于钢铁企业而言，稀土最大的应用领域在稀土钢。作为我国稀土工业的源头，搞好稀土钢的开发与应用是包钢义不容辞的责任。高强耐候310乙字钢的研发与生产，是对稀土在钢中应用机理、稀土加入工艺以及稀土钢的应用进行的有益探索。作为包钢具有自主知识产权的产品，高强耐候310乙字钢成分的成功解决，为包钢稀土在型、管、板、线、棒材生产中的应用，积累了一定的经验。随着以高强耐候310乙字钢为代表的一批高端稀土钢材产品投入国民经济建设，必将揭开我国稀土钢发展的新篇章。

包钢生产的万能轧机高速钢轨满足了高速客运列车对钢轨平直度的要求；第二代稀土钢轨良好的耐磨性能适应了货运列车重载对钢轨强度的要求；贝氏体钢轨适应了铁路关键部件道岔组合辙叉对钢材的要求。如果说这些带有包钢特色产品标识的铁路用材为我们撬起铁路运输高速重载提供了足够长的杠杆，那么作为制作列车车厢中梁专用特殊型钢的高强耐候310乙字钢生产工艺的成熟，则为我们撬起铁路运输高速重载找到了最佳的支点。它们的珠联璧合，必将拓出铁路运输高速重载的美好前程。

屈服点大于295MPa的钢为高强度钢，耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢。由于包钢高强耐候310乙字钢是一种融合这两种特性为一体的高强耐候钢，无论钢的强度、低温冲击韧性，还是耐大气腐蚀性能均比一般的结构用钢好，达到了铁路运输高速重载对车厢中梁强度、低温冲击韧性和耐大气腐蚀的要求。作为具有包钢特色的产品，高强耐候310乙字钢一方面由于混合稀土加入程序和加入工艺更趋科学合理，使混合稀土加入量更趋科学，从而起到了净化钢质、均匀成分和球化夹杂物的作用，对提高低温冲击韧性，保证相应数据优异起到了重要作用；另一方面，采用万能轧机生产，不仅可以缩短工艺流程，改善产品质量，而且可以提高产品的综合成材率，降低产品成本。采用专用尺寸连铸坯—万能轧机工艺生产高强耐候310乙字钢，包钢在国内是唯一的一家，属于国内独创。（来源：包钢）