CN105543666A - 一种屈服强度960MPa汽车大梁钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种屈服强度960MPa汽车大梁钢及其生产方法，所述汽车大梁钢的化学成分按重量百分比为：C：0.12％～0.14％；Si：0.15％-0.35％；Mn：1.2％～1.5％；Nb：0.02％～0.04％；Mo：0.3％～0.5％；V：0.08％～0.15％；Ti：0.01％～0.04％；Al：0.01％～0.06％；Cr：0.4％-0.6％；B:0.0015％-0.0025％；P：≤0.02％；S：≤0.01％；N：≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质。本申请采用了较低的碳、锰含量，充分利用V、Nb、Ti的析出强化效果，同时添加一定量的Mo、Cr、B控制热处理组织状态，得到细小、均匀的回火组织，从而使得材料具有良好的强韧性、良好的焊接性能和良好的低温冲击韧性，提高了车辆的安全性能，且利于车辆的轻量化发展，解决了现有技术中钢材的低温冲击韧性差导致车辆存在安全隐患，强度低导致车辆的轻量化受限的技术问题。

Description

一种屈服强度960MPa汽车大梁钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及车辆轻量化用钢生产技术领域，尤其涉及一种屈服强度960MPa汽车大梁钢及其生产方法。
背景技术
汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，若汽车整车重量降低10％，燃油效率可提高6％—8％，油耗可降低约7％。纵观我国能源短缺、道路超载及运输效率低等现状，由于环保和节能的需要，汽车轻量化已不仅成为我国汽车工业发展的当务之急，也成为世界汽车发展的潮流。在专用汽车行业,应用高强度钢板可以使得整车的强度得到大幅度提高，板厚也得以有效减薄，显著的减轻整车重量，提高负载，提高车辆的使用寿命，给物流公司带来的好处是提高运输效率，大幅降低物流成本，节能减排社会效益显著，与传统的普通钢板相比拥有的无可比拟的优势。
为了适应汽车轻量化的要求，一些高强度钢铁材料在汽车大梁用钢领域开始得到应用。现有技术中公开了一种用于汽车大梁减薄的高强度汽车大梁热轧钢板制造方法，采用的是Nb、Ti、V微合金化，通过控轧控冷使材料的屈服强度达到550MPa-700MPa级，该生产方法不能保证材料的低温冲击韧性，在低温情况下使用产生车辆的安全隐患。另外，还公开了一种抗拉强度大于710MPa的热轧大梁钢及其制备方法，通过使用Ti的析出强化效果使材料的强度得到提升，但该发明设计出的材料抗拉强度均小于750MPa，由于强度不高导致设计大梁的厚度减薄量受到限制。
发明内容
本申请提供一种屈服强度960MPa汽车大梁钢及其生产方法，解决了现有技术中钢材的低温冲击韧性差导致车辆存在安全隐患，强度低导致车辆的轻量化受限的技术问题。
本申请提供一种屈服强度960MPa汽车大梁钢，所述汽车大梁钢的化学成分按重量百分比为：
C：0.12％～0.14％；Si：0.15％-0.35％；Mn：1.2％～1.5％；Nb：0.02％～0.04％；Mo：0.3％～0.5％；V：0.08％～0.15％；Ti：0.01％～0.04％；Al：0.01％～0.06％；Cr：0.4％-0.6％；B:0.0015％-0.0025％；P：≤0.02％；S：≤0.01％；N：≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质。
本申请还提供一种屈服强度960MPa汽车大梁钢的生产方法，用于所述汽车大梁钢，所述生产方法包括：
将铸坯在加热炉内加热至1180～1250℃；
将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板；
采用前段冷却模式将所述热轧板进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，获得钢卷；
对所述钢卷使用缓冷坑进行缓冷处理；
对所述钢卷进行平整处理；
对所述平整处理后的钢卷进行开卷处理，获得卷板，并对所述卷板进行连续高频感应加热及保温，然后淬火至室温；
对所述卷板进行回火加热及保温，然后冷却至室温；
对所述钢卷进行横切，获得所述汽车大梁钢。
优选地，所述铸坯在1180～1250℃的保温时间按照有效厚度1～1.5min/mm控制。
优选地，所述轧制包括粗轧和精轧，在所述粗轧后精轧前的中间坯厚度为粗轧后的所述热轧板厚度的5倍～10倍，所述精轧入口温度为1000℃～1050℃，所述终轧温度为830～880℃。
优选地，所述卷取过程中的目标卷取温度控制为620℃～660℃，所述钢卷的厚度规格为3mm～10mm。
优选地，所述缓冷处理的缓冷时间大于72小时，所述钢卷缓冷至小于等于150℃时出坑。
优选地，所述平整处理的平整延伸率大于1.5％。
优选地，所述高频感应加热的加热温度为900-950℃，加热速率大于每秒150℃。
优选地，所述高频感应加热的保温小于10分钟，所述淬火采用水淬。
优选地，所述回火加热的加热温度为600-650℃，加热速率大于每秒150℃，所述回火加热的保温时间小于20分钟，后空冷至室温。
本申请有益效果如下：
本申请采用了一种中低碳合金成分体系：较低的碳、锰含量，充分利用V、Nb、Ti的析出强化效果，同时添加一定量的Mo、Cr、B控制热处理组织状态，得到细小、均匀的回火组织，从而使得材料具有良好的强韧性、良好的焊接性能和良好的低温冲击韧性，提高了车辆的安全性能，且利于车辆的轻量化发展，解决了现有技术中钢材的低温冲击韧性差导致车辆存在安全隐患，强度低导致车辆的轻量化受限的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为本申请较佳实施方式一种屈服强度960MPa汽车大梁钢的金相组织图；
图2为图1中屈服强度960MPa汽车大梁钢析出物电镜图；
图3为本申请另一较佳实施方式一种屈服强度960MPa汽车大梁钢的生产方法的流程图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种屈服强度960MPa汽车大梁钢及其生产方法，解决了现有技术中钢材的低温冲击韧性差导致车辆存在安全隐患，强度低导致车辆的轻量化受限的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种屈服强度960MPa汽车大梁钢，所述汽车大梁钢的化学成分按重量百分比为：
C：0.12％～0.14％；Si：0.15％-0.35％；Mn：1.2％～1.5％；Nb：0.02％～0.04％；Mo：0.3％～0.5％；V：0.08％～0.15％；Ti：0.01％～0.04％；Al：0.01％～0.06％；Cr：0.4％-0.6％；B:0.0015％-0.0025％；P：≤0.02％；S：≤0.01％；N：≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质。
本申请采用了一种中低碳合金成分体系：较低的碳、锰含量，充分利用V、Nb、Ti的析出强化效果，同时添加一定量的Mo、Cr、B控制热处理组织状态，得到细小、均匀的回火组织，从而使得材料具有良好的强韧性、良好的焊接性能和良好的低温冲击韧性，提高了车辆的安全性能，且利于车辆的轻量化发展，解决了现有技术中钢材的低温冲击韧性差导致车辆存在安全隐患，强度低导致车辆的轻量化受限的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
为了解决现有技术中钢材的低温冲击韧性差导致车辆存在安全隐患，强度低导致车辆的轻量化受限的技术问题，本申请提供一种屈服强度960MPa汽车大梁钢。
所述屈服强度960MPa汽车大梁钢的化学成分按重量百分比为：C：0.12％～0.14％；Si：0.15％-0.35％；Mn：1.2％～1.5％；Nb：0.02％～0.04％；Mo：0.3％～0.5％；V：0.08％～0.15％；Ti：0.01％～0.04％；Al：0.01％～0.06％；Cr：0.4％-0.6％；B:0.0015％-0.0025％；P：≤0.02％；S：≤0.01％；N：≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质。所述屈服强度960MPa汽车大梁钢的金相组织图及其析出物电镜图，如图1和图2所示。
上述主要合金元素作用和限定范围如下：
碳C：碳在热处理高强钢中发挥重要作用，一方面通过添加C可显著提高材料的强度，但为保证材料的低温冲击韧性和可焊性，需要对上限做明确限定，本发明采用的碳含量为0.12％～0.14％。
硅Si：硅为固溶强化元素，但添加过高硅会对材料的塑性产生负面影响。本发明添加硅含量为0.15％～0.35％。
锰Mn：锰具有固溶强化作用，同时可提高材料淬透性，是提高材料强度重要元素之一，但锰含量添加过高容易产生偏析并会降低材料韧性，恶化性能。本发明添加锰含量为1.20％～1.50％。
硫S和磷P：硫和磷元素过高会对材料韧性和塑性有不利影响。本发明限定了硫含量应控制在0.01％以内，磷含量应控制在0.02％以内。
铝Al：铝为脱氧元素，同时具有一定的晶粒细化效果。本发明限定了铝含量为0.01％～0.06％。
钼Mo：钼可提高材料淬透性，控制热处理冷却组织，细化晶粒，提高材料塑性和强度。本发明添加了0.30％-0.50％的Mo，提高了组织强化的贡献。
铌Nb：添加Nb的主要目的是细化晶粒，配合采用较低的精轧区轧制温度可得到细小均匀的铁素体晶粒，热处理基料组织细小对后续热处理具有遗传效果，有利于提高最终成品钢板的强韧性；另一方面，本发明采用了较高的回火温度，Nb同时具有析出强化作用。本发明添加的Nb含量为0.02％～0.04％。
钛Ti：本发明中钛的主要作用为固氮，通过形成TiN降低钢中游离的N，提高材料使用性能；另外，多余的Ti与C结合，起到析出强化作用，但TiC的析出强化会对材料的低温冲击韧性造成损失，因此需控制上限。本发明添加0.01-0.04％Ti。
钒V：本发明设计成分设计的重要合金元素为高V的加入，热轧的卷取温度和热处理的回火温度均考虑了V元素的析出强化及组织细化效果。本发明添加0.08％～0.15％的V进行微合金化，配合合适的生产工艺，在热轧卷板中已得到大量细小弥散分布的V的析出物，在热处理回火过程中进一步析出V的析出物大幅提高材料的强度水平。
铬Cr：本发明中Cr为提高材料淬透性及提高材料强度元素，通过添加Cr降低Mn的添加量，减轻中心偏析和带状组织，本发明添加0.4％-0.6％的Cr。
硼B：本发明加入B的目的为提高材料的淬透性，提高强度；但需严格控制B的加入量，避免韧性下降，本发明添加0.0015％-0.0025％的B。
氮：氮含量过高会严重恶化材料的塑性和韧性，特别是对于热处理高强钢，因此，本发明限定氮含量应小于0.008％。
本申请采用了一种中低碳合金成分体系：较低的碳、锰含量，充分利用V、Nb、Ti的析出强化效果，同时添加一定量的Mo、Cr、B控制热处理组织状态，得到细小、均匀的回火组织，从而使得材料具有良好的强韧性、良好的焊接性能和良好的低温冲击韧性，提高了车辆的安全性能，且利于车辆的轻量化发展，解决了现有技术中钢材的低温冲击韧性差导致车辆存在安全隐患，强度低导致车辆的轻量化受限的技术问题。
实施例二
基于同样的发明构思，本申请还提供一种屈服强度960MPa汽车大梁钢的生产方法，用于生产实施例一中的所述屈服强度960MPa汽车大梁钢。如图3所示，所述的屈服强度960MPa汽车大梁用钢的生产方法，包括以下步骤：
步骤110，将铸坯在加热炉内加热至1180～1250℃。具体地，所述铸坯在1180～1250℃的保温时间按照有效厚度1～1.5min/mm控制。
步骤120，将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板。具体地，所述轧制包括粗轧和精轧，在所述粗轧后精轧前的中间坯厚度为粗轧后的所述热轧板厚度的5倍～10倍，所述精轧入口温度为1000℃～1050℃，所述终轧温度为830～880℃。所述终轧温度是指热轧板带离开最后一道精轧机时的温度。
步骤130，采用前段冷却模式将所述热轧板进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，获得钢卷。具体地，所述卷取过程中的目标卷取温度控制为620℃～660℃，所述钢卷的厚度规格为3mm～10mm。
步骤140，对所述钢卷使用缓冷坑进行缓冷处理，其中，所述缓冷处理的缓冷时间大于72小时，所述钢卷缓冷至小于等于150℃时出坑。
步骤150，对所述钢卷进行平整处理，其中，所述平整处理的平整延伸率大于1.5％。
步骤160，对所述钢卷进行开卷处理，获得卷板，并对所述卷板进行连续高频感应加热及保温，然后淬火至室温，其中，所述高频感应加热的加热温度为900-950℃，加热速率大于每秒150℃。另外，所述高频感应加热的保温小于10分钟。具体地，所述淬火采用水淬。
步骤170，对所述卷板进行回火加热及保温，然后冷却至室温。其中，所述回火加热的加热温度为600-650℃，加热速率大于每秒150℃。所述回火加热的保温时间小于20分钟，后空冷至室温。
步骤180，对所述钢卷进行横切，获得所述屈服强度960MPa汽车大梁钢。
本发明采用的生产工艺控制要点为，冶炼过程严格控制P、S、N含量，保证铸坯质量，轧制过程严格控制各控轧控冷工艺参数，钢卷卷取后进缓冷坑进行缓冷处理并进行平整处理，可提高热轧卷板的性能均匀性和板形质量。
本发明采用的加热温度为1180℃～1250℃，保温时间按照有效厚度1～1.5min/mm计算，采用较高的加热温度的目的在于保证奥氏体均匀化及合金元素如铸坯中形成的Ti、Nb的化合物溶解的更加充分；
采用两阶段控制轧制，中间坯厚度采用5倍～10倍成品厚度，保证具有足够的奥氏体未再结晶区压下量，有利于细化晶粒；增加中间坯厚度同时可以缩短中间坯长度，从而减小进精轧头尾温度差，防止尾部温度降低过大增加轧机负荷。
精轧过程需按照成品厚度规格严格控制精轧入口温度为1000℃～1050℃，终轧温度为830～880℃；采用较低的精轧区温度是得到细小均匀晶粒的有效方法，避免热轧卷板组织粗大和带状组织的出现。
钢带出精轧后采用前段冷却模式进行层流冷却，一方面有利于加强相变后的组织强化，另一方面有利于增强析出强化效果，得到更多铁素体中的细小析出产物，从而有效提高材料强度。本发明采用的目标卷取温度为620℃～650℃，主要考虑到V、Nb、Ti的相间析出和在铁素体中的析出，卷取温度下限需严格控制大于620℃，避免在热轧卷板中出现贝氏体组织。
钢卷下线后可使用缓冷坑进行缓冷处理，缓冷时间需保证大于72小时，并保证钢卷出坑温度≤150℃。采用缓冷坑对钢卷进行缓冷，可以使材料的通卷力学性能更加均匀，并可以有效使内应力得到释放和均匀化，从而改善板形质量，有利于后续热处理板形和残余应力的控制。
对钢卷进行平整处理，消除波浪，需保证平整延伸率大于1.5％。
对钢卷进行连续高频感应加热，加热温度为900-950℃，加热速率大于每秒150℃；采用高频感应加热的目的在于控制淬火马氏体组织形貌，提高加热速率有利于淬火得到更加细小的马氏体和贝氏体板条，并有利于控制淬火组织中碳化物形貌。
对加热后钢卷进行保温，保温时间小于10分钟，控制保温时间的目的为防止热轧卷板中的V、Ti、Nb的碳化物回溶，及减小奥氏体晶粒尺寸；对加热保温后钢卷进行淬火处理，采用水淬，目标温度为室温，淬火后可得到细小的马氏体+贝氏体组织。
对淬火后钢卷进行回火加热，加热温度为600-650℃，加热速率大于每秒150℃；采用高频感应快速加热的目的在于控制渗碳体形貌；对回火加热后钢卷进行保温，保温时间小于20分钟，通过快速加热和严格控制保温时间，可得到细小断续分布的渗碳体，同时由于采用了较高的回火温度，钢中固溶方式存在的V、Nb、Ti将进一步析出，提高材料的强度。采用600-650℃高温回火，同时有利于消除钢板残余应力，有利于控制材料的不平度及保证下料后不变形。
本发明的技术效果：本发明采用中低C、低Mn、高V成分设计思路，充分发挥组织强化、析出强化等强化效果，生产出屈服强度大于960MPa汽车大梁用钢，具有良好的低温冲击韧性，可用于生产改装车和重卡等车辆大梁，有效实现材料厚度的减薄，在保证车辆安全的前提下可有效实现轻量化。按本发明方法生产出的材料屈服强度大于960MPa，抗拉强度大于980MPa，延伸率大于12％，-40℃冲击功大于34J，180°冷弯B＝35mm/D＝2a不开裂，材料同时具有良好的焊接性能和疲劳性能。
下面结合具体实例对本发明的技术方案进行详细描述。
例一
例一采用220吨转炉冶炼，2250热连轧生产线进行轧制，钢板成品的目标宽度为1500mm，厚度为3mm，冶炼的具体步骤为：
S1：钢水经过转炉冶炼后获得铸坯；冶炼过程严格控制P、S含量，保证铸坯质量。铸坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.14％、Si：0.20％、Mn：1.20％、P：0.014％、S：0.003％、Al：0.035％、Nb：0.02％、Cr：0.40％、Mo：0.30％、V：0.08％、Ti：0.025％、B：0.0015％、N：0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。
S2：将铸坯放入加热炉进行加热，加热温度控制为1250℃，保温时间控制为215min。
S3：将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板。其中，精轧过程中的入口温度控制为1050℃，终轧温度控制为880℃。
S4：对热轧板进行冷却，采用前段冷却模式进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，获得钢卷，所述卷取过程中的目标卷取温度控制为650℃。
S5：对所述钢卷使用缓冷坑进行缓冷处理，缓冷保温时间72小时，出坑温度100℃。
S6：对缓冷后钢卷进行平整处理，平整延伸率1.5％。
S7：对所述钢卷进行开卷处理，获得卷板，对卷板进行连续高频感应加热及保温，淬火加热温度为950℃，总在炉保温时间为6分钟，然后水淬至室温。
S8：对淬火后卷板进行高频感应回火加热及保温，回火加热温度为640℃，回火总在炉保温时间为12分钟，后空冷至室温。
S9，对所述钢卷进行横切，获得所述汽车大梁钢。
最后获得的汽车大梁钢的力学性能：屈服强度(Rp0.2)为990MPa，抗拉强度(Rm)为1070MPa，比例延伸率(A)为14％，180°冷弯B＝35mm/D＝2a不开裂。
例二
例二采用220吨转炉冶炼，2250热连轧生产线进行轧制，钢板成品的目标宽度为1500mm，厚度为4mm，冶炼的具体步骤为：
S1：钢水经过转炉冶炼后获得铸坯；冶炼过程严格控制P、S含量，保证铸坯质量。铸坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.13％、Si：0.22％、Mn：1.30％、P：0.012％、S：0.002％、Al：0.040％、Nb：0.03％、Cr：0.45％、Mo：0.35％、V：0.10％、Ti：0.035％、B：0.0016％、N：0.002％，余量为Fe及不可避免的杂质。
S2：将铸坯放入加热炉进行加热，加热温度控制为1250℃，保温时间控制为220min。
S3：将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板。其中，精轧过程中的入口温度控制为1050℃，终轧温度控制为870℃。
S4：对热轧板进行冷却，采用前段冷却模式进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，获得钢卷，所述卷取过程中的目标卷取温度控制为640℃。
S5：对钢卷使用缓冷坑进行缓冷处理，缓冷保温时间73小时，出坑温度90℃。
S6：对缓冷后钢卷进行平整处理，平整延伸率1.5％。
S7：对所述钢卷进行开卷处理，获得卷板，对卷板进行连续高频感应加热及保温，淬火加热温度为940℃，总在炉保温时间为7分钟，后水淬至室温。
S8：对淬火后卷板进行高频感应回火加热及保温，回火加热温度为630℃，回火总在炉保温时间为14分钟，后空冷至室温。
S9：对所述钢卷进行横切，获得所述屈服强度960MPa汽车大梁钢。
最后获得的汽车大梁钢的力学性能：屈服强度(Rp0.2)为980MPa，抗拉强度(Rm)为1070MPa，比例延伸率(A)为13％，180°冷弯B＝35mm/D＝2a不开裂。
例三
例三采用220吨转炉冶炼，2250热连轧生产线进行轧制，钢板成品的目标宽度为1500mm，厚度为5mm，冶炼的具体步骤为：
S1：钢水经过转炉冶炼后获得铸坯；冶炼过程严格控制P、S含量，保证铸坯质量。铸坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.13％、Si：0.25％、Mn：1.50％、P：0.011％、S：0.003％、Al：0.036％、Nb：0.025％、Cr：0.50％、Mo：0.40％、V：0.12％、Ti：0.025％、B：0.0018％、N：0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。
S2：将铸坯放入加热炉进行加热，加热温度控制为1240℃，保温时间控制为220min。
S3：将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板。其中，精轧过程中的入口温度控制为1040℃，终轧温度控制为860℃。
S4：对热轧板进行冷却，采用前段冷却模式进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，获得钢卷，所述卷取过程中的目标卷取温度控制为660℃。
S5：对钢卷使用缓冷坑进行缓冷处理，缓冷保温时间75小时，出坑温度100℃。
S6：对缓冷后钢卷进行平整处理，平整延伸率1.5％。
S7：对钢卷进行连续高频感应加热及保温，淬火加热温度为920℃，总在炉保温时间为7分钟，后水淬至室温。
S8：对淬火后钢卷进行高频感应回火加热及保温，回火加热温度为650℃，回火总在炉保温时间为14分钟，后空冷至室温。
S9：对所述钢卷进行横切，获得所述屈服强度960MPa汽车大梁钢。
最后获得的汽车大梁钢的力学性能：屈服强度(Rp0.2)为985MPa，抗拉强度(Rm)为1060MPa，比例延伸率(A)为14.5％，180°冷弯B＝35mm/D＝2a不开裂。
例四
例四采用220吨转炉冶炼，2250热连轧生产线进行轧制，钢板成品的目标宽度为1500mm，厚度为6mm，冶炼的具体步骤为：
S1：钢水经过转炉冶炼后获得铸坯；冶炼过程严格控制P、S含量，保证铸坯质量。铸坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.12％、Si：0.15％、Mn：1.40％、P：0.013％、S：0.002％、Al：0.037％、Nb：0.03％、Cr：0.50％、Mo：0.35％、V：0.13％、Ti：0.03％、B：0.002％、N：0.002％，余量为Fe及不可避免的杂质。
S2：将铸坯放入加热炉进行加热，加热温度控制为1230℃，保温时间控制为210min。
S3：将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板。其中，精轧过程中的入口温度控制为1030℃，终轧温度控制为850℃。
S4：对热轧板进行冷却，采用前段冷却模式进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，获得钢卷，所述卷取过程中的目标卷取温度控制为630℃。
S5：对钢卷使用缓冷坑进行缓冷处理，缓冷保温时间73小时，出坑温度95℃。
S6：对缓冷后钢卷进行平整处理，平整延伸率1.5％。
S7：对所述钢卷进行开卷处理，获得卷板，对卷板进行连续高频感应加热及保温，淬火加热温度为910℃，总在炉保温时间为8分钟，后水淬至室温。
S8：对淬火后卷板进行高频感应回火加热及保温，回火加热温度为600℃，回火总在炉保温时间为16分钟，后空冷至室温。
S9：对所述钢卷进行横切，获得所述屈服强度960MPa汽车大梁钢。
最后获得的汽车大梁钢的力学性能：屈服强度(Rp0.2)为990MPa，抗拉强度(Rm)为1080MPa，比例延伸率(A)为14％，180°冷弯B＝35mm/D＝2a不开裂，-40℃冲击功52J(试样尺寸为5mm*10mm*55mm)。
例五
例五采用220吨转炉冶炼，2250热连轧生产线进行轧制，钢板成品的目标宽度为1500mm，厚度为7mm，冶炼的具体步骤为：
S1：钢水经过转炉冶炼后获得铸坯；冶炼过程严格控制P、S含量，保证铸坯质量。铸坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.13％、Si：0.17％、Mn：1.45％、P：0.012％、S：0.002％、Al：0.042％、Nb：0.035％、Cr：0.55％、Mo：0.40％、V：0.14％、Ti：0.040％、B：0.0022％、N：0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。
S2：将铸坯放入加热炉进行加热，加热温度控制为1220℃，保温时间控制为215min。
S3：将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板。其中，精轧过程中的入口温度控制为1020℃，终轧温度控制为850℃。
S4：对热轧板进行冷却，采用前段冷却模式进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，获得钢卷，所述卷取过程中的目标卷取温度控制为620℃。
S5：对钢卷使用缓冷坑进行缓冷处理，缓冷保温时间72小时，出坑温度100℃。
S6：该钢卷的厚度大于6mm，因此，该钢卷不需进行平整。
S7：对所述钢卷进行开卷处理，获得卷板，对卷板进行连续高频感应加热及保温，淬火加热温度为920℃，总在炉保温时间为8分钟，后水淬至室温。
S8：对淬火后卷板进行高频感应回火加热及保温，回火加热温度为620℃，回火总在炉保温时间为16分钟，后空冷至室温。
S9：对所述钢卷进行横切，获得所述屈服强度960MPa汽车大梁钢。
最后获得的汽车大梁钢的力学性能：屈服强度(Rp0.2)为1000MPa，抗拉强度(Rm)为1085MPa，比例延伸率(A)为13％，180°冷弯B＝35mm/D＝2a不开裂，-40℃冲击功59J(试样尺寸为5mm*10mm*55mm)。
例六
例六采用220吨转炉冶炼，2250热连轧生产线进行轧制，钢板成品的目标宽度为1500mm，厚度为8mm，冶炼的具体步骤为：
S1：钢水经过转炉冶炼后获得铸坯；冶炼过程严格控制P、S含量，保证铸坯质量。铸坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.12％、Si：0.20％、Mn：1.35％、P：0.014％、S：0.003％、Al：0.036％、Nb：0.04％、Cr：0.60％、Mo：0.45％、V：0.12％、Ti：0.015％、B：0.0019％、N：0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。
S2：将铸坯放入加热炉进行加热，加热温度控制为1220℃，保温时间控制为220min。
S3：将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板。其中，精轧过程中的入口温度控制为1020℃，终轧温度控制为840℃。
S4：对热轧板进行冷却，采用前段冷却模式进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，目标卷取温度控制为630℃。
S5：对热轧板使用缓冷坑进行缓冷处理，缓冷保温时间74小时，出坑温度90℃。
S6：该钢卷的厚度大于6mm，因此，该钢卷不需进行平整。
S7：对所述钢卷进行开卷处理，获得卷板，对卷板进行连续高频感应加热及保温，淬火加热温度为930℃，总在炉保温时间为9分钟，后水淬至室温。
S8：对淬火后卷板进行高频感应回火加热及保温，回火加热温度为610℃，回火总在炉保温时间为18分钟，后空冷至室温。
S9：对所述钢卷进行横切，获得所述屈服强度960MPa汽车大梁钢。
最后获得的汽车大梁钢的力学性能：屈服强度(Rp0.2)为995MPa，抗拉强度(Rm)为1090MPa，比例延伸率(A)为14.5％，180°冷弯B＝35mm/D＝2a不开裂，-40℃冲击功65J(试样尺寸为5mm*10mm*55mm)。
例七
例七采用220吨转炉冶炼，2250热连轧生产线进行轧制，钢板成品的目标宽度为1500mm，厚度为9mm，冶炼的具体步骤为：
S1：钢水经过转炉冶炼后获得铸坯；冶炼过程严格控制P、S含量，保证铸坯质量。铸坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.13％、Si：0.22％、Mn：1.30％、P：0.013％、S：0.003％、Al：0.032％、Nb：0.035％、Cr：0.55％、Mo：0.45％、V：0.14％、Ti：0.035％、B：0.0018％、N：0.002％，余量为Fe及不可避免的杂质。
S2：将铸坯放入加热炉进行加热，加热温度控制为1200℃，保温时间控制为215min。
S3：将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板。其中，精轧过程中的入口温度控制为1010℃，终轧温度控制为840℃。
S4：对热轧板进行冷却，采用前段冷却模式进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，目标卷取温度控制为640℃。
S5：对热轧板卷下线后使用缓冷坑进行缓冷处理，缓冷保温时间73小时，出坑温度100℃。
S6：该钢卷的厚度大于6mm，因此，该钢卷不需进行平整。
S7：对所述钢卷进行开卷处理，获得卷板，对卷板进行连续高频感应加热及保温，淬火加热温度为920℃，总在炉保温时间为9分钟，后水淬至室温。
S8：对淬火后卷板进行高频感应回火加热及保温，回火加热温度为630℃，回火总在炉保温时间为18分钟，后空冷至室温。
S9：对所述钢卷进行横切，获得所述屈服强度960MPa汽车大梁钢。
最后获得的汽车大梁钢的力学性能：屈服强度(Rp0.2)为980MPa，抗拉强度(Rm)为1055MPa，比例延伸率(A)为14％，180°冷弯B＝35mm/D＝2a不开裂，-40℃冲击功66J(试样尺寸为5mm*10mm*55mm)。
例八
例八采用220吨转炉冶炼，2250热连轧生产线进行轧制，钢板成品的目标宽度为1500mm，厚度为10mm，冶炼的具体步骤为：
S1：钢水经过转炉冶炼后获得铸坯；冶炼过程严格控制P、S含量，保证铸坯质量。铸坯的化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.14％、Si：0.19％、Mn：1.25％、P：0.012％、S：0.002％、Al：0.038％、Nb：0.04％、Cr：0.60％、Mo：0.50％、V：0.15％、Ti：0.04％、B：0.002％、N：0.002％，余量为Fe及不可避免的杂质。
S2：将铸坯放入加热炉进行加热，加热温度控制为1180℃，保温时间控制为220min。
S3：将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板。其中，精轧过程中的入口温度控制为1000℃，终轧温度控制为830℃。
S4：对热轧板进行冷却，采用前段冷却模式进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，目标卷取温度控制为620℃。
S5：对热轧板卷下线后使用缓冷坑进行缓冷处理，缓冷保温时间72小时，出坑温度80℃。
S6：该钢卷的厚度大于6mm，因此，该钢卷不需进行平整。
S7：对所述钢卷进行开卷处理，获得卷板，对卷板进行连续高频感应加热及保温，淬火加热温度为910℃，总在炉保温时间为10分钟，后水淬至室温。
S8：对淬火后卷板进行高频感应回火加热及保温，回火加热温度为610℃，回火总在炉保温时间为20分钟，后空冷至室温。
S9：对所述钢卷进行横切，获得所述屈服强度960MPa汽车大梁钢。
最后获得的汽车大梁钢的力学性能：屈服强度(Rp0.2)为1000MPa，抗拉强度(Rm)为1090MPa，比例延伸率(A)为13％，180°冷弯B＝35mm/D＝2a不开裂，-40℃冲击功74J(试样尺寸为5mm*10mm*55mm)。
例一到八最终获得的成品钢板，进行激光、等离子或者火切下料后，进行焊接制成焊接工字梁。经试验，钢板在13米长大梁下料切割后不变形，焊接不开裂，制成的汽车大梁各项指标均满足使用要求。
本发明提供的屈服960MPa汽车大梁钢通过合理优化钢中化学成分的比例，充分发挥组织强化、析出强化等强化效果，使最终获得的钢板成品具有良好的强度、韧性、焊接性能及板形质量。进一步的，本发明提供的960MPa级别汽车大梁用钢生产方法通过采用中中低C、低Mn、高V、中Mo中Cr强化的基本思路，严格控制冶炼过程中P、S的含量，以及在轧制和热处理过程中合理设置控轧控冷工艺参数，保证钢板成品具有良好的组织状态，并有效控制了析出物状态，有效改善了汽车大梁钢的综合力学性能；该生产方法制得的汽车大梁钢的屈服强度达到960MPa以上，同时比例延伸率大于12％，并可保证低温冲击韧性达到E级板要求，180°宽冷弯D＝2a不开裂。本发明生产的材料使大梁的强度级别获得明显提升，有利于汽车大梁材料减薄和车辆减重，能良好的满足汽车大梁在使用过程中的载荷要求及疲劳性能要求。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种屈服强度960MPa汽车大梁钢，其特征在于，所述汽车大梁钢的化学成分按重量百分比为：
C：0.12％～0.14％；Si：0.15％-0.35％；Mn：1.2％～1.5％；Nb：0.02％～0.04％；Mo：0.3％～0.5％；V：0.08％～0.15％；Ti：0.01％～0.04％；Al：0.01％～0.06％；Cr：0.4％-0.6％；B:0.0015％-0.0025％；P：≤0.02％；S：≤0.01％；N：≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.一种屈服强度960MPa汽车大梁钢的生产方法，用于生产如权利要求1中的所述汽车大梁钢，其特征在于，所述生产方法包括：
将铸坯在加热炉内加热至1180～1250℃；
将加热后的铸坯放入轧机进行轧制，获得热轧板；
采用前段冷却模式将所述热轧板进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，获得钢卷；
对所述钢卷使用缓冷坑进行缓冷处理；
对所述钢卷进行平整处理；
对所述平整处理后的钢卷进行开卷处理，获得卷板，并对所述卷板进行连续高频感应加热及保温，然后淬火至室温；
对所述卷板进行回火加热及保温，然后冷却至室温；
对所述钢卷进行横切，获得所述汽车大梁钢。
3.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述铸坯在1180～1250℃的保温时间按照有效厚度1～1.5min/mm控制。
4.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述轧制包括粗轧和精轧，在所述粗轧后精轧前的中间坯厚度为粗轧后的所述热轧板厚度的5倍～10倍，所述精轧入口温度为1000℃～1050℃，所述终轧温度为830～880℃。
5.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述卷取过程中的目标卷取温度控制为620℃～660℃，所述钢卷的厚度规格为3mm～10mm。
6.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述缓冷处理的缓冷时间大于72小时，所述钢卷缓冷至小于等于150℃时出坑。
7.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述平整处理的平整延伸率大于1.5％。
8.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述高频感应加热的加热温度为900-950℃，加热速率大于每秒150℃。
9.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述高频感应加热的保温小于10分钟，所述淬火采用水淬。
10.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述回火加热的加热温度为600-650℃，加热速率大于每秒150℃，所述回火加热的保温时间小于20分钟，后空冷至室温。
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