CN105018837A

CN105018837A - 610MPa级薄规格底盘梁用钢及其短流程制造方法

Info

Publication number: CN105018837A
Application number: CN201510423682.1A
Authority: CN
Inventors: 赵江涛; 梁文; 王立新; 王孟; 周昆; 彭涛; 贺啸秋; 刘斌; 刘永前; 张扬
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2035-07-17
Also published as: CN105018837B

Abstract

本发明公开了一种610MPa级薄规格底盘梁用钢，按重量百分比，钢中各化学组分为：碳：0.04％～0.06％；硅<0.10％；锰：0.9％～1.1％；磷≤0.015％；硫≤0.005％；固溶铝：0.020％～0.070％；铌：0.02～0.04％；余量为铁、铜、镍和不可避免的杂质。本发明还公开了该钢的短流程制造方法。本发明在钢种的化学成分设计中，充分考虑到底盘梁用钢薄规格的特点，在热连轧工艺设计上，充分发挥出所加入微合金化元素的作用，确定出合理的控制轧制和控制轧控冷工艺，使钢板获得铁素体和珠光体组织，生产出的汽车底盘梁用钢具有较高的屈服强度和抗拉强度，伸长率大；宽冷弯性能良好。

Description

610MPa级薄规格底盘梁用钢及其短流程制造方法

技术领域

本发明属于钢铁技术领域，具体涉及一种610MPa级薄规格底盘梁用钢及其短流程制造方法。

背景技术

目前，440MPa级、510MPa级别底盘梁的生产技术已相当成熟，在汽车工业的应用也较广泛。但随着我国汽车工业以及交通、运输业的飞速发展，特别是高等级高速公路的加快建设，车辆开始向大型化发展，大型轿车、货车和豪华客车的需求量不断增加。为了减轻汽车部件的重量以降低其自重，达到节约能源、减轻环境污染并提高运载效率的目的，610MPa级的高强度的热轧结构钢板作为汽车纵梁和横梁(即汽车底盘梁或汽车大梁)的应用也开始普及起来。

在国内外，现阶段多是采用添加一定的微合金元素来强化钢的强度。610MPa级别的大梁钢作为客货车的安全承重件，对性能和成形性有很高的要求。国内外各钢厂均在开展相关方面的研究工作，所用的合金元素、用量、何种工艺都不尽相同，这不仅与各厂的装备、技术、原料等有关，也与制造工艺密切相关。但寻求得到具有轻重量、高强度和较好成型性的610MPa级的热轧薄钢板则为本领域的共同愿景。

相比传统的热连生产线，短流程连铸连轧生产线具有生产节奏快，生产规格薄等优点，可以生产1mm～2.5mm规格的610MPa级汽车底盘梁用钢。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种610MPa级薄规格底盘梁用钢，该钢不仅具有更高的强度、良好的塑性和低温韧性，还具有优良的冷冲压和滚压成型性、较强的疲劳性能、高的尺寸精度和表面质量，能够较好地应付汽车在行驶过程中受到的各种冲击、扭转等复杂应力的作用。该钢的具体性能要求是：下屈服强度R_eL≥500MPa；抗拉强度R_m≥610MPa；伸长率A≥18％；宽冷弯(b＝35mm)性能良好(d＝0mm)。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述底盘梁用钢的短流程制造方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明所设计的技术方案为：一种610MPa级薄规格底盘梁用钢，按重量百分比，各化学组分为：碳：0.04％～0.06％；硅<0.10％；锰：0.9％～1.1％；磷≤0.015％；硫≤0.005％；固溶铝(Als)：0.020％～0.070％；铌：0.02～0.04％；余量为铁、铜、镍和不可避免的杂质。

优选地，钢的化学组分中，铜≤0.30％，镍≤0.30％。

为了解决上述第二个技术问题，本发明所设计的技术方案为：一种610MPa级薄规格底盘梁用钢的短流程制造方法，该方法的生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉冶炼→真空处理→连铸→精整(板坯检查及清理)→板坯加热→热连轧→冷却→卷取。

其中转炉冶炼过程中合金化顺序为铝铁→锰铁→铌铁，使用加铝机加铝线进行终脱氧。

其中连铸过程采用浇铸方式进行，铸坯厚度50～70mm，拉坯速度为3.8～4.1m/min。

其中板坯加热过程在均热炉中完成，要求入炉温度700～950℃，在炉时间≥20分钟，加热段目标温度为1200℃。

其中热连轧过程加热温度为1150～1250℃，终轧温度为1150～1250℃。

其中卷取过程的卷取温度为850～950℃，冷却方式为后段层流冷却。

下面对本发明的热轧钢板的理想化学成分和热连轧生产工艺进行说明。

(1)化学成分

碳是廉价的固溶强化元素。为避免炼钢过程中包晶区的影响，将其含量限定在0.04％～0.06％范围。

硅在加热过程过程中与氧、铁结合，形成橄榄状氧化铁皮，紧附在钢板表面，不易冲掉，在轧制过程中形成氧化皮压坑，恶化热轧钢板的表面质量，所以，将其含量限定在<0.10％范围。

锰是提高强度和韧性最有效的元素，可改善钢的强度-延伸平衡性。但是添加多量的锰，会导致增加钢的淬透性，鉴于此，将其上限定为1.1％，所以，将其含量限定在0.9％～1.1％范围。

磷是钢中的有害元素，易引起铸坯中心偏析，为了避免冷弯成形性能、韧性发生恶化，设定其含量上限为0.015％。

硫是非常有害的元素。钢中的硫常以锰的硫化物形态存在，这种硫化物夹杂对钢的冲击韧性是十分不利的，并造成性能的各向异性，因此，需将钢中硫含量控制得越低越好。基于对钢板冷弯成形工艺和制造成本的考虑，拟将钢中硫含量控制在0.005％以下。

铝是为了脱氧而添加的，当Als含量不足0.020％时，不能发挥其效果；另一方面，由于添加多量的铝容易形成氧化铝团块，所以，规定Als上限为0.070％。因此，Als含量限定在0.020％～0.070％范围。

铌是未再结晶控制轧制中不可缺少的元素，在热机械加工中细化晶粒、降低奥氏体向铁素体的转变温度和析出强化，因此钢中添加微量合金元素铌能够便于控制轧制的进行，并提高钢板的强度和韧性。所以，综合钢板力学性能及成本等方面的考虑，将其含量限定在0.02～0.04％范围。

合金化顺序：铝铁→锰铁→铌铁，使用加铝机加铝线进行终脱氧。

除了对以上化学成分的范围作了限定以外，从提高成形性、经济性的观点出发，Cu、Ni的含量限定在0.30％以下。

本发明在钢种的化学成分设计中，充分考虑到底盘梁用钢薄规格的特点，在冶炼工艺设计上，从保证钢质和提高钢的纯净度入手，通过铁水脱硫来降低钢中硫含量，确定出合理的脱氧合金化顺序及炉外精炼工艺；在热连轧工艺设计上，充分发挥出所加入微合金化元素的作用，确定出合理的控制轧制和控制轧控冷工艺，使钢板获得铁素体和珠光体组织，确保成品钢板的优异综合机械性能匹配。本发明方法生产出的610MPa级汽车底盘梁用钢的性能：下屈服强度R_eL≥500MPa；屈强比>0.85，抗拉强度R_m为610～750MPa；伸长率A为20～35％；宽冷弯(b＝35mm)性能良好(d＝0mm)。

具体实施方式：

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

表1列出了本发明可用于生产610MPa级热轧钢的六种具体实施例的化学成分。这六种610MPa级热轧钢的生产方法如下：在连铸连轧厂150吨转炉上进行顶底复合吹炼，采用铁水脱硫技术，使铁水中的S≤0.003％；炉后出钢1/3时开始加铁合金，出钢2/3时加入完毕，合金化顺序：铝铁→锰铁→铌铁，使用加铝机加铝线进行终脱氧，在真空处理时进行成分微调，使钢中的化学成分满足：碳：0.04％～0.06％；硅<0.10％；锰：0.9％～1.1％；磷≤0.015％；硫≤0.005％；固溶铝(Als)：0.020％～0.070％；铌：0.02～0.04％，余量为Fe、铜、镍和不可避免的夹杂(实际成分见表1)；再将表1所示成分的钢水浇注成50～70mm×1050～1600mm断面的板坯，在均热炉中加热保温，在1700mm轧机上进行热连轧，终轧温度为850～950℃，带钢轧后的控制冷却采用后段层流冷却的方式，冷却水的水温＜35℃，控制冷却速度为≤25℃/s，卷取温度为550～650℃。轧制钢卷在精整线进行表面质量检查，并进一步控制好板形，最终得到1.0～2.5mm的热轧卷。

表1 本发明六种具体实施例中钢的化学成分(wt％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Als	Nb
								1	0.04	0.02	1	0.01	0.004	0.031	0.038
2	0.055	0.05	1.05	0.011	0.003	0.059	0.02
								3	0.043	0.06	1.1	0.008	0.001	0.043	0.04
4	0.06	0.06	0.9	0.009	0.002	0.046	0.029
								5	0.058	0.05	0.95	0.012	0.001	0.037	0.037
6	0.04	0.02	1	0.01	0.004	0.031	0.038

表2 本发明六种具体实施例所得产品的力学性能

本发明六种具体实施例所得产品的力学性能试验结果列于表2从表2反映出的性能来看，1.0mm～2.5mm规格的各成分的热轧钢卷性能都达到设计和使用要求。

Claims

1.一种610MPa级薄规格底盘梁用钢，其特征在于：按重量百分比，钢中各化学组分为：碳：0.04％～0.06％；硅<0.10％；锰：0.9％～1.1％；磷≤0.015％；硫≤0.005％；固溶铝：0.020％～0.070％；铌：0.02～0.04％；余量为铁、铜、镍和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的610MPa级薄规格底盘梁用钢，其特征在于：

按重量百分比，钢的化学组分中，铜≤0.30％，镍≤0.30％。

3.一种610MPa级薄规格底盘梁用钢的短流程制造方法，其特征在于：该方法的生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉冶炼→真空处理→连铸→精整→板坯加热→热连轧→冷却→卷取；

所述转炉冶炼过程中合金化顺序为铝铁→锰铁→铌铁，使用加铝机加铝线进行终脱氧；

所述连铸过程采用浇铸方式进行，铸坯厚度50～70mm，拉坯速度为3.8～4.1m/min；

所述板坯加热过程在均热炉中完成，其中入炉温度700～950℃，在炉时间≥20分钟，加热段目标温度为1200℃；

所述钢中各化学组分按重量百分比为：碳：0.04％～0.06％；硅<0.10％；锰：0.9％～1.1％；磷≤0.015％；硫≤0.005％；固溶铝：0.020％～0.070％；铌：0.02～0.04％；余量为铁、铜、镍和不可避免的杂质。

4.根据权利要求3所述的610MPa级薄规格底盘梁用钢的短流程制造方法，其特征在于：

所述热连轧过程加热温度为1150～1250℃，终轧温度为1150～1250℃。

5.根据权利要求3或4所述的610MPa级薄规格底盘梁用钢的短流程制造方法，其特征在于：

所述卷取过程的卷取温度为850～950℃；所述冷却方式为后段层流冷却。

6.根据权利要求5所述的610MPa级薄规格底盘梁用钢的短流程制造方法，其特征在于：

所述后段层流冷却过程中，冷却水的水温＜35℃，冷却速度≤25℃/s。