CN104388824A - 一种600MPa 级的厚规格热轧轮辐用钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种600MPa级的厚规格热轧轮辐用钢及其制造方法，所述轮辐钢的化学成分质量百分比为，0.06～0.12%C、0.20～0.60%Si、0.80～1.20%Mn、0.02～0.06%Alt、0.50～1.00%Cr、0.03～0.08%P、S≤0.005%，N≤0.006%余量为Fe及不可避免的杂质。本发明的制造方法中，钢坯加热温度为1150～1250℃，精轧终轧温度760-840℃，轧后采用常规冷却工艺，以20～100℃/s的冷速冷却到350℃以下进行卷取。该钢板具有优良的加工性能和疲劳性能，不添加Nb、V、Mo、Ni等元素，节约了生产成本。本发明的钢板可广泛应用于汽车商用车钢制车轮的轮辐生产。

Description

一种600MPa 级的厚规格热轧轮辐用钢及其制造方法

技术领域

本发明属于钢铁材料工程的技术领域，涉及一种轮辐用钢及其制造方法，特别涉及一种600MPa级的厚规格热轧轮辐用钢及其制造方法。

背景技术

2013年我国汽车产量2211万辆，连续五年保持世界第一。随着能源日趋紧张、环境压力日益加剧，加上全球对环境保护立法的不断完善，促进了汽车技术发展重心向着节能、环保和安全性方面发展。运用现代技术和方法减轻零部件或者整车的重量，在保障安全等性能的前提下，通过减重来实现节能减排降耗目标已成为共识。

车轮是汽车制造业中关键的部件之一，具有转向、承载和制动等功能，特别是商用车车轮，它在高速运转过程中受地面平整程度影响，通常承受交变机械应力、路面冲击载荷，以及惯性制动造成的局部温度应力，这些严重影响着车轮的使用寿命。高强度轮辋钢已成为一个重要的汽车用钢品种。作为汽车车轮用材料，轮辋钢必须有足够的强度，良好的成形性能和焊接性能，目前，国内商用车轮辐材料主要以Q235B、420CL、490CL、540CL和590CL等厚规格普碳和低合金高强度钢为主，500MPa以上的高强度钢由于屈服强度较高，存在回弹较大，轮辐加工成型的形状稳定性的问题以及轮辐成型后冲孔断面粗糙尤其易出现分层缺陷。

发明内容

本发明的目的在于针对厚规格商用车轮辐需要的普通低合金高强度钢的存在的不足，提供了一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢及其制造方法。

本发明的技术方案为：

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其化学成分按质量百分数为：0.06～0.12%C、0.20～0.60%Si、0.80～1.20%Mn、0.02～0.06%Alt、0.50～1.00%Cr、0.03～0.08%P、S≤0.005%，N≤0.006%余量为Fe及不可避免的杂质。

作为优选，本发明的600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其化学成分按质量百分数为：0.06～0.10%C、0.30～0.50%Si、1.0～1.20%Mn、0.02～0.06%Alt、0.60～0.90%Cr、0.03～0.06%P、S≤0.005%，N≤0.006%，余量为Fe及不可避免的杂质。

作为优选，所述化学成分中Ti≤0.05%，Nb≤0.01%。

作为优选，其铁素体体积分数为80～90%，马氏体体积分数为10-17%，其它组织体积分数为3%以下。

本发明在C-Si-Mn钢成分的基础上，通过添加Cr和P，严格控制S、N含量，限制Ti的添加，不添加Nb、V微合金元素，也不添加Mo、Ni等贵重合金，大幅降低了成本，采用控轧控冷工艺，获得抗拉强度600MPa级的热轧轮辐用钢，适合用于商用车轮辐的加工。本发明中各合金元素的作用如下：

C：提高钢的强度的重要元素，C含量太低马氏体比例过低强度达不到要求，C含量太高则铁素体难于形成，同时焊接性能和成形性能恶化，因此控制在0.06-0.12%，优选0.06-0.10%。

Si：脱氧元素，同时在钢中起固溶强化作用，含量太低强化效果太弱，含量太高容易使钢板表面产生“红锈”缺陷，影响表面质量和最终产成品的疲劳性能，因此控制在0.20-0.60%，优选0.30-0.50%。

Mn：改善屈服强度和淬透性，过低造成奥体体稳定性和钢的强度不足，过高会使钢的塑性和焊接性下降，因此控制在0.80-1.20%，优选1.0-1.20%。

S：钢中的杂质元素，对成形性和疲劳性能影响较大，含量越低越好。

P：固溶强化元素，加入适量的P可促进铁素体的生成并保持强度和塑形的良好平衡，因此控制在0.03-0.08%，优选0.03-0.06%。

Cr：改善淬透性的元素，有利于奥氏体的稳定，过高则难于形成足够体积分数的铁素体进而导致延展性变差，过低则淬透性降低强度不足，因此控制在0.50-1.00%，优选0.60-0.90%。

AL:脱氧元素，可减少钢中的氧化物夹杂并纯净钢质，有利于提高钢板的成形性能；含量过高将导致延展性变差，因此控制在0.02-0.06%。

本发明还提供了一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢的制造方法，包括铁水预处理—转炉冶炼—LF—连铸—热连轧，其特征在于：所述热连轧包括加热工艺、轧制工艺、冷却工艺和卷取工艺。

本发明还提供了一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢的制造方法，具体步骤如下：

（1）加热工艺：将厚度90～250mm的板坯加热到1150～1250℃,保温时间1-3小时；

（2）轧制工艺：采用两阶段控制轧制，粗轧阶段单道次压下率≥20%，总压下率为≥70%，精轧阶段压下率为≥75%；粗轧阶段开轧温度为1100～1150℃，终轧温度980～1080℃，精轧阶段开轧温度为950～1050℃，终轧温度为760～840℃；

（3）冷却工艺：轧后空冷2-8S后，采用常规冷却工艺冷却，冷却速度为20～100℃/s，冷却至350℃以下；

（4）卷取工艺：卷取温度350℃以下,成品厚度为8～14mm。

本发明的有益效果为：

本发明生产的一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢屈强比在0.72以下，适宜用于商用车轮辐的加工，成型性能优良，回弹小，冲裁加工性和疲劳性能优良。使用本发明的钢板时，能够适应要求高强度和高疲劳性能的汽车尤其是商用车车轮的生产加工。得到的热轧轮辐用钢的屈服强度为380-410 MPa，抗拉强度600-640 MPa，延伸率为34-40%。

总之，本发明的600MPa级厚规格热轧轮辐用钢成本较低，成形性能和焊接性优良，加工制造的车轮具有形状稳定性好和疲劳性能高的优点，特别适宜汽车商用车钢制车轮的轮辐生产，本发明的制造方法可操作性强，易于实现工业化生产，具有较高的推广应用价值。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

实施例1

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其化学成分见表1。

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢的制造方法，包括铁水预处理—转炉冶炼—LF—连铸—热连轧。所述热连轧工艺为：板坯厚度135mm，加热温度1170℃，保温时间2h，粗轧开轧温度1120℃、终轧温度1040℃，3道次轧制成38mm的中间坯，精轧阶段开轧温度1010℃，终轧温度830℃，空冷3S后以41℃/S的冷速冷至目标卷取温度，卷取温度为326℃，钢板成品厚度8mm。

实施例2

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其化学成分见表1。

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢的制造方法，包括铁水预处理—转炉冶炼—LF—连铸—热连轧。所述热连轧工艺为：板坯厚度135mm，加热温度1160℃，保温时间2.5h，粗轧开轧温度1100℃、终轧温度1000℃，3道次轧制成38mm的中间坯，精轧阶段开轧温度1000℃，终轧温度820℃，空冷5S后以32℃/S的冷速冷至目标卷取温度，卷取温度为272℃，钢板成品厚度10.0mm。

实施例3

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其化学成分见表1。

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢的制造方法，包括铁水预处理—转炉冶炼—LF—连铸—热连轧。所述热连轧工艺为：板坯厚度135mm，加热温度1210℃，保温时间1.5h，粗轧开轧温度1140℃、终轧温度1050℃，3道次轧制成38mm的中间坯，精轧阶段开轧温度1020℃，终轧温度810℃，空冷6S后以35℃/S的冷速冷至目标卷取温度，卷取温度为234℃，钢板成品厚度11.0mm。

实施例4

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其化学成分见表1。

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢的制造方法，包括铁水预处理—转炉冶炼—LF—连铸—热连轧。所述热连轧工艺为：板坯厚度150mm，加热温度1210℃，保温时间2.5h，粗轧开轧温度1130℃、终轧温度1020℃，3道次轧制成45mm的中间坯，精轧阶段开轧温度980℃，终轧温度800℃，空冷6S后以29℃/S的冷速冷至目标卷取温度，卷取温度为137℃，钢板成品厚度12.0mm。

实施例5

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其化学成分见表1。

一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢的制造方法，包括铁水预处理—转炉冶炼—LF—连铸—热连轧。所述热连轧工艺为：板坯厚度150mm，加热温度1210℃，保温时间2.5h，粗轧开轧温度1130℃、终轧温度1020℃，3道次轧制成45mm的中间坯，精轧阶段开轧温度960℃，终轧温度780℃，空冷7S后以22℃/S的冷速冷至目标卷取温度，卷取温度为100℃以下，钢板成品厚度14.0mm。

表1  实施例的化学成分

      实施例1～5的热轧轮辐用钢的力学性能如表2所示。

表2  实施例的力学性能

   注：拉伸试样标距均为50mm。

Claims (8)

1.一种600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其化学成分按质量百分数为：0.06～0.12%C、0.20～0.60%Si、0.80～1.20%Mn、0.02～0.06%Alt、0.50～1.00%Cr、0.03～0.08%P、S≤0.005%，N≤0.006%余量为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其特征在于，其化学成分按质量百分数为：0.06～0.10%C、0.30～0.50%Si、1.0～1.20%Mn、0.02～0.06%Alt、0.60～0.90%Cr、0.03～0.06%P、S≤0.005%，N≤0.006%，余量为Fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述的600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其特征在于，所述化学成分中Ti≤0.05%。

4.根据权利要求1或2所述的600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其特征在于，所述化学成分中Nb≤0.01%。

5.根据权利要求1或2所述的600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其特征在于，其铁素体体积分数为80～90%。

6.根据权利要求1或2所述的600MPa级厚规格热轧轮辐用钢，其特征在于，其马氏体体积分数为10-17%，其它组织体积分数为3%以下。

7.一种如权利要求1所述的600MPa 级的厚规格热轧轮辐用钢的制造方法，包括铁水预处理—转炉冶炼—LF—连铸—热连轧，其特征在于：所述热连轧包括加热工艺、轧制工艺、冷却工艺和卷取工艺。

8.根据权利要求5所述的一种600MPa 级的厚规格热轧轮辐用钢的制造方法，所述热连轧具体工艺为：

（1）加热工艺：将厚度90～250mm的板坯加热到1150～1250℃,保温时间1-3小时；

（2）轧制工艺：采用两阶段控制轧制，粗轧阶段单道次压下率≥20%，总压下率为≥70%，精轧阶段压下率为≥75%；粗轧阶段开轧温度为1100～1150℃，终轧温度980～1080℃，精轧阶段开轧温度为950～1050℃，终轧温度为760～840℃；

（3）冷却工艺：轧后空冷2-8S后，采用常规冷却工艺冷却，冷却速度为20～100℃/s，冷却至350℃以下；

（4）卷取工艺：卷取温度350℃以下,成品厚度为8～14mm。