CN103695762B - 一种抗拉强度560～590MPa热轧轮辋用钢及其制造方法 - Google Patents
一种抗拉强度560～590MPa热轧轮辋用钢及其制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种抗拉强度560～590MPa热轧轮辋用钢及其制造方法，属于轧钢技术领域。本发明采用一种热轧后的分段式冷却工艺，精确控制组织中铁素体、贝氏体和马氏体的尺寸及体积分数，通过组织中的贝氏体和马氏体相提高钢材的抗拉强度，通过控制铁素体晶粒尺寸、体积分数，及采用多段空冷降低钢带残余应力，提高钢材延伸率。本发明热轧轮辋用钢抗拉强度560～590MPa，延伸率（A5）34～36%，厚度规格6.0～7.0mm，适用于重载汽车轮辋的制造。
Description
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，涉及汽车车轮轮辋用高强度钢制造，具体涉及一种抗拉强度560～590MPa热轧轮辋用钢及制造方法。
背景技术
随着对汽车轻量化制造要求的日益提高，对车轮自重的限制也越来越严格。在不降低车轮承载能力和疲劳性能的前提下，采用更高强度、更薄厚度的钢材制造车轮，既可降低车轮自重，又可获得节省材料产生的经济效益。因此，轻量化车轮的设计制造成为许多汽车主机厂（OEM）和车轮制造商关心的热点。常用的重载汽车车轮轮辋钢牌号为330CL、380CL和420CL，数字对应抗拉强度级别，分别为330MPa、380MPa和420MPa。限制采用更高强度级别钢材的主要原因是，钢材抗拉强度提高的同时，通常伴随延伸率的显著降低，当延伸率降至30%以下时，制造轮辋工艺过程中的开裂率和废品率显著提高，当开裂率和废品率较高时，制造成本的提高将抵消，甚至超过材料减薄带来的经济效益。因此，为了满足车轮轮辋轻量化制造的要求，在大幅度提高钢材抗拉强度的同时，必须使钢材保持较高的延伸率，以保证轮辋制造工艺过程中保持较低的开裂率。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种不仅抗拉强度高同时也保持了较高延伸率的轮辋用钢及其制造方法。
为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种抗拉强度560～590MPa的热轧轮辋用钢，该轮辋用钢化学成分按质量百分数为：0.05～0.07%C、0.10～0.30%Si、1.20～1.50%Mn，O、N、S、P、Al、Ca等杂质元素总含量低于0.06%，余量为Fe；该轮辋用钢微观组织为等轴铁素体、呈团块状的粒状贝氏体和分布铁素体晶粒间的多边形岛状马氏体，其中：等轴铁素体晶粒平均直径8～10μm，体积分数70～75%；粒状贝氏体团块被铁素体晶粒分隔，平均直径10～15μm，体积分数15～22%；多边形的岛状马氏体分布在铁素体晶粒之间，平均直径2～4μm，体积分数8～10%；该轮辋用钢延伸率34～36%，厚度为6.0～7.0mm。
本发明同时提供了上述热轧轮辋用钢的制备方法，采用以上化学成分的钢，在热连轧生产线上采用恒速轧制，终轧温度控制在810～830℃之间，轧后采取分段式冷却，具体是：第一段，以55～65℃/s的速度将钢带冷却至660～680℃，随后空冷2.5～3s，空冷后温度650～670℃；第二段，以55～65℃/s的速度将钢带继续冷却至590～610℃，随后空冷2～2.5s，空冷后温度580～600℃；第三段，以55～65℃/s的速度将钢带继续冷却至440～460℃，随后空冷2～2.5s，空冷后温度430～450℃；第四段，以150～180℃/s的速度将钢带冷却至50～80℃，随后卷取。
与现有技术相比，本发明的技术效果如下：
本发明采用一种热轧后的分段式冷却工艺，精确控制组织中铁素体、贝氏体和马氏体的尺寸及体积分数，通过组织中的贝氏体和马氏体相提高钢材的抗拉强度，通过控制铁素体晶粒尺寸、体积分数，及采用多段空冷降低钢带残余应力，提高钢材延伸率。提供了一种抗拉强度560～590MPa，延伸率（A5）34～36%，厚度规格6.0～7.0mm的热轧轮辋用钢，适用于重载汽车轮辋的制造。
附图说明
附图为本发明热轧轮辋钢的典型金相组织照片。
如图所示，本发明热轧轮辋钢经LEPERA试剂（1%Na2S2O5水溶液+4%苦味酸酒精溶液）腐蚀，图中白色部分为岛状马氏体，黑色团块为贝氏体，灰色部分为铁素体。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
选择表1化学成分钢为原料，经热连轧机组恒速轧制，控制终轧温度，轧后进行分段式冷却，钢带厚度限制在6.0～7.0mm范围内。工艺参数如表2，组织和力学性能如表3。
表1实施例实测化学成分
| 成分编号 | C | Mn | Si |
| S0 | 0.050 | 1.47 | 0.25 |
| S1 | 0.060 | 1.50 | 0.30 |
| S2 | 0.065 | 1.35 | 0.10 |
| S3 | 0.070 | 1.20 | 0.30 |
表2实施例实测工艺参数
表3实施例实测力学性能和组织体积分数
从表3可知，本发明热轧轮辋钢拉伸曲线无屈服点伸长现象，屈服强度取拉伸实验“应力-应变”曲线上塑性变形最初0.2%对应的应力值（Rp0.2），具有以下综合力学性能：Rp0.2在380～410MPa之间，抗拉强度（Rm）在560～590MPa之间，断后总伸长率A5在34～36%之间。
Claims (2)
1.一种抗拉强度560～590MPa的热轧轮辋用钢，其特征在于，
该轮辋用钢化学成分按质量百分数为：0.05～0.07％C、0.10～0.30％Si、1.20～1.50％Mn，O、N、S、P、Al、Ca六种杂质元素总含量低于0.06％，余量为Fe；
该轮辋用钢微观组织为等轴铁素体、呈团块状的粒状贝氏体和分布铁素体晶粒间的多边形岛状马氏体，其中：等轴铁素体晶粒平均直径8～10μm，体积分数70～75％；粒状贝氏体团块被铁素体晶粒分隔，平均直径10～15μm，体积分数15～22％；多边形的岛状马氏体分布在铁素体晶粒之间，平均直径2～4μm，体积分数8～10％；
该轮辋用钢延伸率34～36％，厚度为6.0～7.0mm。
2.如权利要求1所述的热轧轮辋用钢的制备方法，其特征在于，采用权利要求1所述化学成分的钢，在热连轧生产线上采用恒速轧制，终轧温度控制在810～830℃之间，轧后采取分段式冷却，具体是：第一段，以55～65℃/s的速度将钢带冷却至660～680℃，随后空冷2.5～3s，空冷后温度650～670℃；第二段，以55～65℃/s的速度将钢带继续冷却至590～610℃，随后空冷2～2.5s，空冷后温度580～600℃；第三段，以55～65℃/s的速度将钢带继续冷却至440～460℃，随后空冷2～2.5s，空冷后温度430～450℃；第四段，以150～180℃/s的速度将钢带冷却至50～80℃，随后卷取。
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