CN103243262B

CN103243262B - 一种汽车车轮用高强度热轧钢板卷及其制造方法

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Publication number: CN103243262B
Application number: CN201310179777.4A
Authority: CN
Inventors: 罗许; 张开华; 谭建云; 陈永; 李俊洪; 刘韶华; 邹小波; 付开忠; 黄徐晶
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2033-05-15
Also published as: CN103243262A

Abstract

本发明提供了一种汽车车轮用高强度热轧钢板卷及其制造方法。所述方法包括：冶炼目标钢水，其成份由0.05～0.10%的C、不多于0.15%的Si、1.30～1.50%的Mn、不多于0.15%的P、不多于0.002%的S、0.02～0.10%的Ti、0.025～0.045%的Nb以及余量的Fe和不可避免的杂质组成；连铸成板坯；加热板坯至1180～1250℃；采用5道次方式轧制，其中单道次压下率不小于20%；控制精轧的开轧温度不高于1030℃，控制精轧的终轧温度为820～870℃；先以12℃/s～24℃/s将精轧得到的轧件冷却至620～690℃，然后空冷5～9s，接下来，水冷到卷取温度、卷取得到高强度热轧钢板卷。本发明能够制得具有屈服强度不小于685MPa、抗拉强度为750～950MPa、延伸率为25～41%的汽车车轮用高强度热轧钢板卷。

Description

一种汽车车轮用高强度热轧钢板卷及其制造方法

技术领域

本发明属于超高强钢材料领域，具体来讲，涉及一种低C、低Si的700MPa及以上汽车车轮用高强热轧钢板卷及其制造方法。

背景技术

通常，超高强度钢板制造车轮可减薄板厚、提高材料利用率，同时还能有效的减轻车身自重，降低油耗和环境污染，会产生很好的技术经济效果。

从现状来讲，当前国内车轮用钢板抗拉强度普遍在590MPa以下，≥600MPa级的钢板尚属空白。若按国际上汽车车轮钢系列产品分的发展趋势看，抗拉强度≥600MPa级的车轮钢板需求量在不断上升，而钢板来源主要是从德国、日本、韩国进口。

据中国汽车工业协会统计数据看，2012年汽车产量已突破1700万辆，其中轿车销量突破1070万辆。轿车每个车轮按10Kg，每辆车按5个车轮计算，生产1070万辆车需钢材53万吨。每个15°DC无内胎旋压车轮平均用钢材按70Kg（轮辐42Kg，轮辋28Kg）而每辆车平均按10个车轮计算，生产1070万辆就需车轮辐钢材450万吨。再加上各种车型的修配车轮和出口量，可见，研制开发高强度汽车车轮用钢板的市场前景将会越来越广阔，经济效益和社会效益巨大。

对于车轮来说，尤其要求材料具有好的扩孔性和高的疲劳强度，以防止产生毂孔成形不足和确保车轮具有长的使用寿命；还有，直流对接焊的可焊性和焊缝的成形性是车轮轮辋材料需主要考虑的因素。一般来说，强度越高，要满足所有这些要求越难，因此，了解强化机理对这些性能的影响对于开发这么高强度的薄板钢具有极大的重要性。

目前，主要采用抗拉强度达590MPa及以下的热轧钢板制造车轮。专利201010183475.0是采用一种不添加贵金属Nb等强化条件下的抗拉强度达到380～480MPa，延伸率在26.0～43.0%，在满足强度、延伸率条件下，可用于汽车轮辋、轮辐的高强冲压用热轧钢板。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术不足中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种屈服强度不小于685MPa、抗拉强度为750～950MPa、延伸率为25～41%的汽车车轮用高强度热轧钢板卷及其制造方法。

本发明的一方面提供了一种汽车车轮用高强度热轧钢板卷的制造方法。所述制造方法包括以下步骤：冶炼目标钢水，所述目标钢水的成份按重量百分比计由0.05～0.10%的C、不多于0.15%的Si、1.30～1.50%的Mn、不多于0.15%的P、不多于0.002%的S、0.02～0.10%的Ti、0.025～0.045%的Nb以及余量的Fe和不可避免的杂质组成；将所述目标钢水连铸成板坯；加热板坯至1180～1250℃；对板坯进行粗轧，采用5道次方式轧制，其中单道次压下率不小于20%；对粗轧后的板坯进行精轧，控制精轧的开轧温度不高于1030℃，控制精轧的终轧温度为820～870℃；先以12℃/s～24℃/s的冷却速度将精轧得到的轧件冷却至620～690℃，然后空冷5～9s，接下来，水冷到卷取温度，所述卷取温度控制为不小于500℃或控制为400～490℃；进行卷取，得到汽车车轮用高强度热轧钢板卷。

本发明的另一方面提供了一种采用如上所述的方法制得汽车车轮用高强度热轧钢板卷。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够制得具有良好力学性能的汽车车轮用高强度热轧钢板卷，例如，其屈服强度不小于685MPa、抗拉强度为750～950MPa、延伸率为25～41%，且冷弯性能符合相关要求。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的汽车车轮用高强度热轧钢板卷及其制造方法。

本发明的汽车车轮用高强度热轧钢板卷的制造方法包括以下步骤：冶炼目标钢水，所述目标钢水的成份按重量百分比计由0.05～0.10%的C、不多于0.15%的Si、1.30～1.50%的Mn、不多于0.15%的P、不多于0.002%的S、0.02～0.10%的Ti、0.025～0.045%的Nb以及余量的Fe和不可避免的杂质组成；将所述目标钢水连铸成板坯；加热板坯至1180～1250℃；对板坯进行粗轧，采用5道次方式轧制，其中单道次压下率不小于20%；对粗轧后的板坯进行精轧，控制精轧的开轧温度不高于1030℃，控制精轧的终轧温度为820～870℃；先以12℃/s～24℃/s的冷却速度将精轧得到的轧件冷却至620～690℃，然后空冷5～9s，接下来，水冷到卷取温度，所述卷取温度控制为不小于500℃或控制为400～490℃；进行卷取，得到汽车车轮用高强度热轧钢板卷。这里，将板坯加热至1180～1250℃，能够获得高的粗轧温度，从而变形抗力小，易大变形，这样能使铸造状态的粗大晶粒破碎，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高材料的加工性能。将终轧温度为820～870℃（即，较低终轧温度），能够促进动态再结晶细化晶粒，并能够促进形核率的提高。

优选地，所述目标钢水的成份按重量百分比计由0.07～0.09%的C、0.08～0.15%的Si、1.35～1.45%的Mn、不多于0.15%的P、不多于0.002%的S、0.05～0.08%的Ti、0.030～0.040%的Nb以及余量的Fe和不可避免的杂质组成。

优选地，所述粗轧步骤中的单道次压下率不小于23%。

优选地，所述精轧步骤中，控制精轧的开轧温度为980～1010℃，控制精轧的终轧温度为835～860℃。

优选地，所述冷却速度控制为16℃/s～22℃/s，所述卷取温度控制为515～530℃或控制为420～475℃。这样的卷取温度范围易得到需要的析出强化相。

采用本发明的制造方法得到的汽车车轮用高强度热轧钢板卷具有良好的力学性能，例如，汽车车轮用高强度热轧钢板卷的屈服强度不小于685MPa、抗拉强度为750～950MPa、延伸率为25～41%。

总体来讲，本发明提供了一种低C、低Si的700MPa级及以上析出强化型汽车车轮用高强热轧钢的制造方法。本发明通过进行成分设计并结合控制轧制和轧后控冷的步骤得到具有良好力学性能的汽车车轮用钢。本发明的汽车车轮用钢可用于高档轿车车轮轮辐和轮辋制造，也可用于要求深冲性能好，焊接性能优良，表面质量要求高的其他复杂结构件。

在本发明的另一个示例性实施例中，本发明的汽车车轮用高强度热轧钢板卷可以通过以下方式来获得：

进行钢水成分控制，采用低C、低Si成分作为基本成分，并采用合金元素Ti、Nb进行微合金强化。具体来讲，其化学成分重量百分比为：C：0.05～0.10%，Si：≤0.15%，Mn：1.30～1.50%，P：≤0.15%，S：≤0.002%，Ti：0.02～0.10%，Nb：0.025～0.045%，余量为Fe及其他不可避免的杂质。在操作时，可采用LF炉外精炼技术和RH真空处理去除钢中有害夹杂，使S含量基本控制在10ppm以下，获得纯洁净钢水，从而进一步改善了钢的各项异性，保证合成车轮的横向弯曲疲劳性能。

然后，进行连铸、加热炉加热、粗轧、精轧、层流冷却及卷取等工序。

例如，在普通2050宽带钢热连轧机组上生产本发明的厚度宽规格为1.6～16mm的汽车车轮用高强热轧钢钢板卷产品的具体步骤可以包括：①板坯进入加热炉，该高强车轮钢板坯出炉温度控制为1180～1250℃，加热时间2.5～4h，加热温度不应过高，加热时间不应太长，避免表面严重氧化或过烧；②粗轧采用5道次方式轧制，单道次压下率不小于20%，以保证中间坯具有良好的板形；③精轧采用7机架连轧工艺，精轧入口温度为≤1030℃，精轧终轧温度控制为820～870℃，终轧温度不应太低，避免组织中产生混晶；④精轧后采用分段冷却，以12℃/s～24℃/s的冷却速度先冷却到620～690℃后空冷，中间空冷5～9s，再水冷到卷取温度(CT)，当按CT≥500℃时，获得易用于轮辋的铁素体加珠光体组织，有较好的强度和延伸率的平衡，具有更好的直流对接焊的可焊性；当按CT400～490℃时，获得易用于轮辐的铁素体加贝氏体组织，有极好的冲压和扩孔性能，疲劳韧性优良。

下面的示例1和2用于举例说明本发明的低C、低Si的700MPa及以上析出强化型汽车车轮用高强热轧钢板卷及其生产方法。

常规转炉冶炼、连铸的钢坯，钢的化学成分的重量百分比为：C：0.07～0.09%，Si：0.05～0.09%，Mn：1.30～1.50%，P：≤0.12%，S：0.001%，Ti：0.02～0.10%，Nb：0.025～0.045%，余量为Fe及其他不可避免的杂质。示例1和2的化学成分见表1。

将连铸板坯分别依次进行板坯加热、高压水除鳞、粗轧、热卷箱卷取、精轧、层流冷却和卷取，从而制得热连轧钢板，板坯加热的温度、中间坯厚度、精轧入口温度、精轧终轧温度、卷取温度和钢板的厚度分别如表2所示。示例1的钢板为焊接性优良，也有较好的强度和延伸率的平衡，适用于轮辋的铁素体加珠光体组织钢。示例2的钢板为扩孔性极好，适用于轮辐的铁素体加贝氏体组织双相钢。

对示例1-2所得板卷进行取样，按照GB/T228规定的方法检测屈服强度（Rel）、抗拉强度（Rm）和延伸率（A％），按照GB/T232规定的方法检测冷弯性能（B=35mm，α=180°，d=0.5a；d表示弯心直径、a表示试样厚度、α表示弯曲的角度、B表示试样的宽度），其检测结果示如表3所示。

表1示例1和2的化学成分

表2示例1和2的具体参数控制

表3示例1和2的力学性能检测结果

示例	屈服强度（MPa）	抗拉强度（MPa）	延伸率（%）	冷弯性能
					1	687	753	33.0	合格
2	706	782	27.0	合格

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种汽车车轮用高强度热轧钢板卷的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

冶炼目标钢水，所述目标钢水的成份按重量百分比计由0.05～0.10％的C、不多于0.15％的Si、1.30～1.50％的Mn、不多于0.15％的P、不多于0.002％的S、0.02～0.05％的Ti、0.025～0.037％的Nb以及余量的Fe和不可避免的杂质组成；

将所述目标钢水连铸成板坯；

加热板坯至1180～1250℃；

对板坯进行粗轧，采用5道次方式轧制，其中单道次压下率不小于20％；

对粗轧后的板坯进行精轧，控制精轧的开轧温度不高于1030℃，控制精轧的终轧温度为820～870℃；

先以12℃/s～24℃/s的冷却速度将精轧得到的轧件冷却至620～690℃，然后空冷5～9s，接下来，水冷到卷取温度，所述卷取温度控制为不小于500℃或控制为400～490℃；

进行卷取，得到汽车车轮用高强度热轧钢板卷。

2.根据权利要求1所述的汽车车轮用高强度热轧钢板卷的制造方法，其特征在于，所述目标钢水的成份按重量百分比计由0.07～0.09％的C、0.08～0.15％的Si、1.35～1.45％的Mn、不多于0.15％的P、不多于0.002％的S、0.05～0.08％的Ti、0.030～0.040％的Nb以及余量的Fe和不可避免的杂质组成。

3.根据权利要求1所述的汽车车轮用高强度热轧钢板卷的制造方法，其特征在于，所述粗轧步骤中的单道次压下率不小于23％。

4.根据权利要求1所述的汽车车轮用高强度热轧钢板卷的制造方法，其特征在于，所述精轧步骤中，控制精轧的开轧温度为980～1010℃，控制精轧的终轧温度为835～860℃。

5.根据权利要求1所述的汽车车轮用高强度热轧钢板卷的制造方法，其特征在于，所述冷却速度控制为16℃/s～22℃/s，所述卷取温度控制为515～530℃或控制为420～475℃。

6.根据权利要求1所述的汽车车轮用高强度热轧钢板卷的制造方法，其特征在于，所述汽车车轮用高强度热轧钢板卷的屈服强度不小于685MPa、抗拉强度为750～950MPa、延伸率为25～41％。

7.一种汽车车轮用高强度热轧钢板卷，其特征在于，所述汽车车轮用高强度热轧钢板卷采用如权利要求1至6中任意一项所述的方法制得。