CN104862587A

CN104862587A - 一种420MPa级别车轮钢及其生产方法

Info

Publication number: CN104862587A
Application number: CN201510207414.6A
Authority: CN
Inventors: 张春雷; 李正团; 高玲玲; 王全利; 尹志尧; 高伟
Original assignee: Hebei Iron and Steel Group Co Ltd Chengde Branch
Current assignee: Hebei Iron and Steel Co Ltd; Hebei Iron and Steel Group Co Ltd Chengde Branch
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2015-08-26

Abstract

一种420MPa级别车轮钢及其生产方法，其化学成分的质量百分比为：C:0.07～0.10%、Si≤0.10%、Mn:0.90～1.10%、P≤0.020%、S≤0.010%、V:0.035～0.055%、Als:0.015～0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质。工艺流程为：将钢坯冷轧入炉，加热至1160-1200℃，出炉经高压水除鳞后，进行粗轧轧制，送热卷箱卷曲，中间坯成品进行精轧轧制，得到钢带；经层流冷却至卷取温度580-620℃，卷曲机卷取，表面检验，包装入库，得到420MPa级别车轮钢。本发明在原C-Mn强化体系中添加V元素，起到微合金元素作用从而提高车轮钢的强度，低碳低硅成分设计和合理的添加Als控制钢中游离N元素，提高车轮钢的焊接性能，本发明生产工艺提高生产节奏，降低生产难度和成本投入。

Description

一种420MPa级别车轮钢及其生产方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种420MPa级别车轮钢及其生产方法。

背景技术

随着现代汽车工业的发展，汽车对零部件的性能要求越来越严格。车轮是汽车行驶的主要安全部件。同时也是影响整车性能的重要因素。普通碳素钢制造的汽车车轮，因抵抗交变应力能力差，台架弯曲疲劳寿命低，运行一段时间就会发生疲劳破坏，因此，迫切地需要材料的升级换代，采用汽车车轮专用钢是延长汽车车轮使用寿命的最有效的措施。新材料要求具有更高的强度、良好的塑韧性、优良的抗蠕变性能和耐疲劳性能，以达到汽车在增加载荷的同时实现自身减重、降低油耗、提高安全性的目的。C420CL汽车车轮钢是在C—Mn基础上加入微合金元素V，结合控轧控冷工艺，提高了钢材的综合性能，特别是力学性能，延长了车轮的使用寿命，具有较大的社会效益。

发明内容

本发明目的是提供一种420MPa级别车轮钢及其生产方法。在原C-Mn强化体系中添加V元素，起到微合金元素作用从而提高车轮钢的强度，低碳低硅成分设计和合理的添加Als能够控制钢中游离N元素，提高车轮钢的焊接性能。

本发明目的之一在于提供一种420MPa级别车轮钢，其化学成分的质量百分比为：C:0.07～0.10%、Si≤0.10%、Mn:0.90～1.10%、P≤0.020%、S≤0.010%、V:0.035～0.055%、Als:0.015～0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明另一目的在于提供一种基于上述420MPa级别车轮钢的生产方法，工艺流程为：

1）板坯加热：将钢坯冷装入炉，在热炉中加热至钢坯温度达到1160-1200℃，加热时间140～200min，出炉；

2）粗轧轧制：加热后的钢坯经高压水除鳞后，进行粗轧轧制，控制中间坯温度1000-1040℃；

3）热卷箱卷曲：因热卷箱对减少中间坯头和尾温差具有很好的作用，所以根据成品厚度决定热卷箱是否投用，成品厚度≤8mm使用热卷箱，成品厚度＞8mm，热卷箱直通；

4）精轧轧制：中间坯成品进行精轧轧制，终轧温度为850-890℃，得到钢带；

5）层流冷却：将钢带经层流冷却至卷取温度580-620℃，卷曲机卷取，表面检验，包装入库，得到420MPa级别车轮钢；

所述钢坯成分的质量百分比为：C:0.07～0.10%、Si≤0.10%、Mn:0.90～1.10%、P≤0.020%、S≤0.010%、V:0.035～0.055%、Als:0.015～0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述步骤1）的钢坯为采用钒微合金化方式冶炼的钢坯。

本发明所述步骤5）层流冷却控制要求前段集中冷却，冷却速率为20-25℃/s。

本发明所述步骤4）精轧轧制为7道次精轧。

本发明所述步骤1）钢坯冷轧入炉，热装，在≤1000℃之前加热充分。

本发明设计思路：1）所述的板坯加热：板坯热轧，同时因V的化合物1000℃以下即能充分回溶，所以要求快速加热低温出钢，所能达到的技术效果是：降低生产成本；防止奥氏体晶粒度长大；2）所述粗轧轧制：因钒微合金强化在轧制过程中很少出现析出强化，应增加轧制道次，利用奥氏体再结晶起到细化晶粒的作用，粗轧采用7道次轧制，保证中间坯温度1000-1040℃，中间坯厚度45mm；3）所述热卷箱卷曲：热卷箱具有保温、均热、破鳞的作用，为保证薄规格开轧温度，要求中间坯成品厚度≤8mm，必须使用热卷箱；4）所述精轧轧制：中间坯经过F0-F7这7架轧制轧制，终轧温度控制840-880℃，轧制速度，根据卷板生产线的轧制设备条件及成品的规格视情况具体确定；5）所述层流冷却：要求经过轧制后的钢带，经过前段层流冷却达到规定的卷曲温度，560-600℃，冷却速率更加规格不同进行调整20-25℃/秒。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：在现有的冶炼和轧制生产设备条件下，利用钢中的微合金元素钒的作用，即：微合金元素V与C、N结合成碳氮化物，在低温时起到析出强化作用；V的化合物在较低温度即能回溶，充分减少了加热过程中的煤气消耗，降低了生产成本。V在钢中可控制应变时效，降低钢的脆性转变温度，使强度与韧性更好的配合。通过控制轧钢的出炉温度、中间坯温度、终轧温度和卷曲温度来控制碳和碳氮化物的析出、奥氏体的再结晶及奥氏体的变形状态，获得满足条件的产品；因钒微合金强化的特点：加热温度低，终轧温度高，合理的工艺控制提高了生产节奏，降低生产难度和成本投入。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：本方法的工艺步骤如下所述：

表1 钢坯及车轮钢成分

注：其余为Fe和不可避免的杂质。

将钢坯冷轧入炉，板坯要求冷轧入炉，板坯要求热装，在≤1000℃之前要求加热充分，在加热段和均热段要求快速加热达到板坯规定的出炉温度，防止奥氏体晶粒度长大，在热炉中加热至钢坯温度达到1160℃，加热时间180min，出炉；加热后的钢坯经高压水除鳞后，进行粗轧轧制，控制中间坯温度1000℃；中间坯送热卷箱卷曲，中间坯成品厚度8mm；中间坯成品进行7道次精轧轧制，终轧温度为860℃，得到钢带；将钢带经层流冷却至卷取温度590℃，冷却速率为20℃/s卷曲机卷取，表面检验，包装入库，得到420MPa级别车轮钢，420MPa车轮钢成分的质量百分比为见表1。

入库缓冷24小时后，实验结果屈服强度：375MPa，抗拉强度：465MPa，延长率：28%，冷弯：D=0合格。成品性能完全满足420MPa级别车轮钢要求。

实施例2：本方法的工艺步骤如下所述：

表2 钢坯及车轮钢成分

注：其余为Fe和不可避免的杂质。

将钢坯冷轧入炉，板坯要求冷轧入炉，板坯要求热装，在≤1000℃之前要求加热充分，在加热段和均热段要求快速加热达到板坯规定的出炉温度，防止奥氏体晶粒度长大，在热炉中加热至钢坯温度达到1200℃，加热时间200min，出炉；加热后的钢坯经高压水除鳞后，进行粗轧轧制，控制中间坯温度1010℃，中间坯厚度45mm；中间坯送热卷箱卷曲，中间坯成品厚度7mm；中间坯成品进行7道次精轧轧制，终轧温度为880℃，得到钢带；将钢带经层流冷却至卷取温度600℃，冷却速率为25℃/s卷曲机卷取，表面检验，包装入库，得到420MPa级别车轮钢，420MPa车轮钢成分的质量百分比为见表2。

入库缓冷24小时后实验结果屈服强度：355MPa，抗拉强度：460MPa，延长率：29%，冷弯：D=0合格。成品性能完全满足420MPa级别车轮钢要求。

实施例3：本方法的工艺步骤如下所述：

表3 钢坯及车轮钢成分

注：其余为Fe和不可避免的杂质。

将钢坯冷轧入炉，板坯要求冷轧入炉，板坯要求热装，在≤1000℃之前要求加热充分，在加热段和均热段要求快速加热达到板坯规定的出炉温度，防止奥氏体晶粒度长大，在热炉中加热至钢坯温度达到1170℃，加热时间140min，出炉；加热后的钢坯经高压水除鳞后，进行粗轧轧制，控制中间坯温度1020℃，中间坯厚度45mm；中间坯送热卷箱直通，控制中间坯成品厚度9mm；中间坯成品进行7道次精轧轧制，终轧温度为850℃，得到钢带；将钢带经层流冷却至卷取温度580℃，冷却速率为24℃/s卷曲机卷取，表面检验，包装入库，得到420MPa级别车轮钢，420MPa车轮钢成分的质量百分比为见表3。

入库缓冷24小时后实验结果屈服强度：360MPa，抗拉强度：467MPa，延长率：29%，冷弯：D=0合格。成品性能完全满足420MPa级别车轮钢要求。

实施例4：本方法的工艺步骤如下所述：

表4 钢坯及车轮钢成分

注：其余为Fe和不可避免的杂质。

将钢坯冷轧入炉，板坯要求冷轧入炉，板坯要求热装，在≤1000℃之前要求加热充分，在加热段和均热段要求快速加热达到板坯规定的出炉温度，防止奥氏体晶粒度长大，在热炉中加热至钢坯温度达到1180℃，加热时间150min，出炉；加热后的钢坯经高压水除鳞后，进行粗轧轧制，控制中间坯温度1040℃，中间坯厚度45mm；中间坯送热卷箱卷曲，控制中间坯成品厚度6mm；中间坯成品进行7道次精轧轧制，终轧温度为890℃，得到钢带；将钢带经层流冷却至卷取温度620℃，冷却速率为22℃/s卷曲机卷取，表面检验，包装入库，得到420MPa级别车轮钢，420MPa车轮钢成分的质量百分比为见表4。

入库缓冷24小时后实验结果屈服强度：365MPa，抗拉强度：463MPa，延长率：28%，冷弯：D=0合格。成品性能完全满足420MPa级别车轮钢要求。

Claims

1.一种420MPa级别车轮钢，其特征在于，其化学成分的质量百分比为：C:0.07～0.10%、Si≤0.10%、Mn:0.90～1.10%、P≤0.020%、S≤0.010%、V:0.035～0.055%、Als:0.015～0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.基于权利要求1所述一种420MPa级别车轮钢的生产方法，其特征在于，工艺流程为：

3. 根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤1）的钢坯为采用钒微合金化方式冶炼的钢坯。

4. 根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤5）层流冷却控制要求前段集中冷却，冷却速率为20-25℃/s。

5.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤4）精轧轧制为7道次精轧。

6. 根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述步骤1）钢坯冷轧入炉，热装，在≤1000℃之前加热充分。