CN105238995B

CN105238995B - 一种液压成型钢管用热轧酸洗板及其制造方法

Info

Publication number: CN105238995B
Application number: CN201410258074.5A
Authority: CN
Inventors: 吕冬; 刘仁东; 魏世同; 林利; 徐鑫; 陆晓锋; 丁庶炜; 高秀梅
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2017-08-11
Anticipated expiration: 2034-06-11
Also published as: CN105238995A

Abstract

本发明提供了一种液压成型钢管用热轧酸洗板及其制造方法，该钢板成分按重量百分比计如下：C：0.05％～0.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：0.5％～1.5％、Sn：0.001％～0.02％、P≤0.015％、S≤0.015％。还可添加以下元素中的一种或一种以上，Ti：0.005％～0.1％、Nb：0.005％～0.1％、V：0.001％～0.1％、其余为铁和不可避免的杂质。方法：加热温度1100℃～1200℃，粗轧终轧温度>1020℃，精轧开轧温度＜1000℃，在机架间喷水冷却保证精轧出口温度850℃～910℃；轧制后立即层冷，冷速14～30℃/s；卷曲温度530℃～600℃，堆垛缓冷,缓冷温度0.01℃/s～0.08℃/s。钢板具有钢质纯净、合金量少等特点；高强度，高成形性能，能够满足液压成形制造工艺要求，并减少钢管后续加热和减径轧制等工序，成本低、性能稳定、较高经济效益；并且本发明的热轧酸洗钢板具有良好的成形性能和液压胀管性能。

Description

一种液压成型钢管用热轧酸洗板及其制造方法

技术领域

本发明属于钢铁产品技术领域，尤其涉及汽车结构件的制造。

背景技术

汽车的部分结构件中，采用液压成形工艺，可以降低生产成本，提高生产效率。因此，该工艺在汽车零部件的生产应用中正逐步扩大。用来液压成形工艺生产零件，钢板必须具有良好的成形性、焊接性和较高的强度。普通的碳钢板经过经过模具成形，焊接制管后，钢板强度提高，延伸率显著低。进行液压成形时，液压胀管率低，成形性能差，未达到成形要求即出现破裂。本发明的钢板适应液压成形性的要求，具有良好的成形性、经过模具制管后，依然具有较高的延伸率。中国申请专利号：“02142988.X液压成型优异的焊接钢管及其制造方法”其化学成分为：C：0.05％～0.2％，Si：0.01％-0.2％，Mn：0.2％-1.5％，P：0.01％-0.1％S：0.01％以下，N：0.001％-0.01％以及平衡量Fe及杂质。除上述组分外，还包含下面A组和B组中的一组或两组：A组：Cr：0.1％以下、Nb：0.05％以下、Ti：0.05％以下、Cu：1.0％以下、Ni：1.0％以下、Mo：1.0％以下、B：0.01％以下的元素一组或两组。B：Ca：0.02％以下、REM：0.02％以下的元素一组或两组。该专利对制造钢管的钢板轧制工艺无要求，对钢板完成制管后，累积缩经率为35％以上并且终轧温度为500～900℃的条件下，对钢管坯料进行减径轧制，使得所述焊接钢管具有400MPa以上的拉伸强度。

“成形性优良的钢管及制造这种钢管的方法”(CN01805008.5)。其化学成分为：C：0.0005％-0.3％、Si：0.001％-2.0％、Mn：0.01％-3.0％以及不可避免的杂质，钢中还含有0.0001％-0.5％的Al、Zr、Mg一种或一种以上，0.001％-0.5％的Ti、V、Nb一种或一种以上，0.001％-0.2％的P,0.0001％-0.01％的B、0.001％-0.5％的Cr、Cu、Ni、Co、Mo中的一种或一种以上，0.0001％-0.5％的Ca和稀土一种或一种以上。该专利对制造钢管的钢板无轧制工艺的要求。该专利所述钢管，需将钢管母管加热至从低于AC3转变点50℃和高于AC3转变点200℃的温度范围内，并使它在650～900℃的温度范围内，在减径比为10～40％下，进行减径加工。

“WELDED STEEL PIPE HAVING EXCELLENT HYDROFORMING PROPERTY ANDPRODUCTION METHOD THEREFOR”(JP2003049245)；该专利所述钢板制管后，需在500℃～900℃下实施累积减径率≥35％的减径轧制。

“STEEL PIPE HAVING EXCELLENT FORMABILITY AND METHOD FOR PRODUCTIONTHEREOF”(EP1264910)该专利也需在加热条件下，对钢管进行减径轧制。

以上公开钢管的生产技术中，对制造钢管的钢板生产工艺无特殊要求，钢板制造成钢管后，需要对焊接后钢管在控制加热温度的条件下进行钢管的减径轧制，并对钢管的减径率有严格要求。生产流程长，工艺复杂，能源消耗量大，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种高强度、高成形性能的热轧酸洗钢板及其制造方法,钢板经过焊接制管后，无需再次加热和减径轧制，即可满足液压成形要求。

本发明目的是这样实现的：

一种液压成型钢管用热轧酸洗板，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.05％～0.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：0.5％～1.5％、Sn：0.001％～0.02％、P≤0.015％、S≤0.015％。还可添加以下元素中的一种或一种以上，Ti：0.005％～0.1％、Nb：0.005％～0.1％、V：0.001％～0.1％、其余为铁和不可避免的杂质。

本发明成分设计理由如下：

C为钢板强化元素之一，适当的C含量可以保证钢板的强度和优良的焊接性。C含量高于0.2％时，钢板的焊接性和成形性能变差；C含量低与0.05％时，钢板的强度不足。因此，C含量的范围限定在0.05％～0.2％之间。

Si也属于钢板的强化元素，为了保证钢的强度，添加量控制在0.1％～1.0％之间。Si含量过多会导致钢板表面质量恶化。

Mn降低Ar3相变点，扩大奥氏体相区，具有固溶强化作用。在热轧后冷却过程中，抑制珠光体的产生。但是Mn含量高于2.0％后，钢板强度提高较大，容易产生偏析，对成型性有较大影响。Mn含量低于0.5％时，效果不显著。

Nb、Ti、V属于强化元素，能有效增加钢板的强度，细化晶粒。在本发明中，为了添加一定含量的强化元素提高钢板的强度，添加量过低不易发挥提高钢板强度的作用；添加量过高时，钢板的塑性下降显著。本发明控制在0.005％～0.1％。

Sn在钢板受到酸性介质腐蚀时，在钢板表面产生致密的腐蚀层，阻止继续腐蚀。该元素添加量高于0.02％后，钢中将产生Sn的夹杂物，添加量少时耐腐蚀效果不明显。本发明添加量为0.001％～0.02％之间。

P、S属于杂质元素，控制水平越低越好。

一种液压成型钢管用热轧酸洗板的制造方法，工艺路线：铁水预处理—转炉—精炼—连铸—热连轧—酸洗—精整—包装，其特征在于，所述热轧的钢坯加热温度为：1100℃～1200℃，是为了防止奥氏体晶粒过分长大；热轧粗轧终轧温度为：>1020℃，通过高温阶段的轧制细化奥氏体晶粒，对改善组织的均匀性有重要意义；精轧开轧温度：＜1000℃，在机架间喷水冷却保证精轧出口温度在850℃～910℃之间；轧制后立即层流冷却，冷却速度为14～30℃/s；卷曲温度为530℃～600℃，采用低温卷曲，是为了在钢板中获得细小的铁素体组织，钢板卷曲后堆垛缓冷,缓冷温度控制在0.01℃/s～0.08℃/s。采用堆垛缓冷是为了避免钢中产生贝氏体组织，使钢板强度提高塑形下降。

本发明热轧酸洗钢板酸洗液浓度90～150g/L，酸洗速度在50～60m/min，酸液采用盐酸。采用该酸洗液浓度和酸洗速度的配合，可以满足生产工序要求。酸洗液浓度过高或过低，钢板酸洗效果不好。

本发明热轧酸洗钢板制造钢管的方法与其它高频焊管制管或者激光焊制管方法相同。

本发明的有益效果在于，(1)本发明的热轧酸洗钢板具有良好的成形性能和液压胀管性能。钢板强度在440MPa以上，延伸率37％以上。经过制管后，直径为63.5mm的钢管，长径比为1.2时，钢管的胀形率在28％以上。(2)高强度钢板具有钢质纯净、合金量少等特点，通过采用合理的热轧、卷曲工艺制度，生产的钢板具有高强度，高成形性能，能够满足液压成形制造工艺的要求，并且减少了钢管后续加热和减径轧制等工序，钢板成本低、性能稳定、具有较高的经济效益。

附图说明

图1为实施例1显微组织金相图。

图2为实施例2显微组织金相图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明。

本发明实施例根据技术方案的组分配比，进行钢板冶炼、轧制，酸洗；本发明液压成形工艺测试采用长度为300mm的钢管，将钢管放入测试成形试验机内，将管内填充液体，两端采用水平冲头密封，对钢管内液体进行加压，通过高压液体将钢管胀破，然后测量钢管最大破裂处的周长，计算胀管率。本发明实施例钢的冶炼成分见表1。本发明实施例钢的主要工艺参数见表2。本发明实施例钢的性能见表3。

表1本发明实施例钢的冶炼成分

	C	Si	Mn	S	P	Sn	V	Ti	Nb
										实施例1	0.11	0.12	0.91	0.0031	0.014	0.002	0.02	0.02
实施例2	0.08	0.21	1.19	0.0035	0.015	0.003
										实施例3	0.15	0.15	0.80	0.0039	0.013	0.002	0.01	0.01	0.02
实施例4	0.06	0.20	1.27	0.0041	0.014	0.010	0.05
										对比例1	0.16	0.23	1.61	0.012	0.017	-	-		-
对比例2	0.12	0.20	0.61	0.023	0.014	-	-		-

表2本发明实施例钢的主要工艺参数

表3本发明实施例钢的性能

备注：临界胀管率＝(W_max-W₀)/W₀*100％

其中：W_max：胀管后钢管周长、W₀未扩管时钢管周长。

长径比为钢管测试区的长度与钢管周长比值。

本发明的热轧酸洗钢板具有良好的成形性能和液压胀管性能。钢板强度在440MPa以上，延伸率37％以上。经过制管后，直径为63.5mm的钢管，长径比为1.2时，钢管的胀形率在28％以上。

Claims

1.一种液压成型钢管用热轧酸洗板，其特征在于，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.05％～0.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：0.5％～1.5％、Sn：0.001％～0.02％、P≤0.015％、S≤0.015％，还含有Ti：0.005％～0.1％、Nb：0.005％～0.1％、V：0.001％～0.1％的一种或一种以上，其余为铁和不可避免的杂质；所述热轧酸洗板的制造方法，工艺路线：铁水预处理—转炉—精炼—连铸—热连轧—酸洗—精整—包装，所述热轧的钢坯加热温度为：1100℃～1200℃，热轧粗轧终轧温度为：>1020℃，精轧开轧温度：＜1000℃，在机架间喷水冷却保证精轧出口温度在850℃～910℃之间；轧制后立即层流冷却，冷却速度为14～30℃/s；卷曲温度为530℃～600℃，钢板卷曲后堆垛缓冷，缓冷温度控制在0.01℃/s～0.08℃/s。