CN107287516A - 低成本汽车结构钢saph400及其生产方法 - Google Patents

低成本汽车结构钢saph400及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本汽车结构钢SAPH400及其生产方法，其包括加热工序、热轧工序和冷却卷取工序；所述钢化学成分的重量百分含量为：C 0.11%～0.13%，Mn 0.44%～0.50%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si≤0.02%，Als 0.020%～0.060%，N≤0.0060%，Cu≤0.06%，Cr≤0.06%，Ni≤0.04%，Mo≤0.02%，其余为铁和不可避免的杂质。本方法通过合理设计成分，降低部分合金元素含量；轧钢过程采用控轧空冷工艺，合理设计热轧温度制度及冷却策略，满足汽车结构钢SAPH400的性能要求；在满足性能要求的同时，降低了生产工艺成本，提高了产品效益。

Description

低成本汽车结构钢SAPH400及其生产方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金材料领域，尤其是一种低成本汽车结构钢SAPH400及其生产方法。
背景技术
当前，我国汽车工业的发展不仅使高强度钢板的用量不断加大，而且对钢板的质量和性能提出了更高的要求。针对不同车型的不同需要，唐钢集团在保证钢板质量和性能的基础上，使汽车车轮结构用钢板进一步向低成本、系列化、高强化方向发展。使用传统SAPH400成分体系及热轧工艺，其热轧性能虽然优异，满足用户需求，但大量合金元素的加入会导致成本的增加。在这种情况下，如何通过钢的化学成分和工艺条件的匹配来降低SAPH400的成本成为一个亟待解决的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种合金含量低的低成本汽车结构钢SAPH400；本发明还提供了一种低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明化学成分的重量百分含量为：C 0.11%～0.13%，Mn0.44%～0.50%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si≤0.02%，Als 0.020%～0.060%，N≤0.0060%，Cu≤0.06%，Cr≤0.06%，Ni≤0.04%，Mo≤0.02%，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明方法包括加热工序、热轧工序和冷却卷取工序；所述钢化学成分的重量百分含量如上所述。
本发明方法所述热轧工序：精轧开轧温度1030～1065℃，终轧温度860±20℃。所述热轧工序采用CVC轧辊。
本发明方法所述冷却卷取工序：采两段层冷＋空冷工艺；第一段层冷以12～18℃/s的速率冷却至680～730℃；然后进行空冷，空冷时间2～3s；再以9～13℃/s的速率进行第二段层冷，第二段层冷至500℃及以下进行卷取。
本发明方法所述加热工序：铸坯在炉总时间为110～180min，出炉温度为1070～1100℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过合理设计成分，降低了部分合金元素含量，具有成本低、性能好的特点。
本发明方法通过合理设计成分，降低部分合金元素含量；轧钢过程采用控轧空冷工艺，合理设计热轧温度制度及冷却速率，满足汽车结构钢SAPH400的性能要求。本发明采用“水代合金”技术，即通过控制冷却水进行相变强化，代替合金元素的强化作用改变产品性能的工艺，在满足性能要求的同时，降低了生产工艺成本，提高了产品效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法采用下述工艺：
（1）冶炼工序：转炉冶炼加入铁水和废钢，为了保证终点P含量合格，防止后吹，采用高拉补吹法进行吹炼，终点出钢前全部采用后搅操作；精炼采用升温、成分调整、钙处理等常规处理方法。
（2）连铸工序：全程氩气保护浇铸，钢水过热度为30～35℃，铸坯断面≤1050mm，铸坯拉速为1.45～1.55m/min，中包温度1547～1557℃，结晶器液面波动稳定控制在±3mm。
（3）加热工序：铸坯出炉温度为1070～1100℃，铸坯在炉停留时间为110～180min。
（4）热轧工序：铸坯出炉经高压水除鳞后进入带有立辊的可逆粗轧机组，经5道次轧制后进入热卷箱卷取；中间坯出热卷箱经双梁除鳞后，进入七机架热连轧机组，采用润滑轧制，精轧的开轧温度为1030～1065℃、终轧温度为860±20℃；采用CVC（ContinuouslyVariable Crown）轧辊，即连续可变凸度轧辊。
（5）冷却卷取工序：采层冷＋空冷＋层冷的冷却工艺；第一段层冷以12～18℃/s的速率冷却至680～730℃；然后进行空冷，空冷时间2～3s；再以9～13℃/s的速率进行第二段层冷，冷却至500℃及以下进行卷取。
本方法所得汽车结构钢SAPH400的规格为（1.5～5.0）×（1000～14200）×C，热卷厚度规格为1.8～5.0mm。
实施例1：本低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法的具体工艺如下所述。
铁水和废钢经转炉冶炼、精炼后，出钢成分的重量百分比控制为：C 0.116%、Mn0.473%、S 0.005%、P 0.018%、Si 0.017%、Als 0.0337%、N 0.0031%、Cu 0.027%、Cr 0.038%、Ni 0.011%、Mo 0.001%，其余为铁和不可避免的杂质。全程氩气保护浇铸，钢水过热度为32℃，铸坯拉速为1.5m/min，中包温度平均1555℃，结晶器液面波动稳定控制在±3mm。加热工序，铸坯出炉温度为1080℃，铸坯在炉停留时间为150min。热轧工序，精轧的开轧温度为1050℃、终轧温度为860℃。冷却卷取工序，第一段层冷以冷却速率为16℃/s的速率冷却至700℃；然后空冷3s；再以冷却速率11℃/s 的速率进行第二段层冷，冷却至480℃进行卷取。本实施例所得SAPH400钢板的规格为1040*2.75；经检测，其性能指标为：Rm=451Mpa，Rel=340Mpa，A50=44%。
实施例2：本低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法的具体工艺如下所述。
铁水和废钢经转炉冶炼、精炼后，出钢成分的重量百分比控制为：C 0.11%、Mn0.46%、S 0.010%、P 0.015%、Si 0.020%、Als 0.046%、N 0.0060%、Cu 0.028%、Cr 0.034%、Ni0.012%、Mo 0.001%，其余为铁和不可避免的杂质。全程氩气保护浇铸，钢水过热度为30℃，铸坯拉速为1.5m/min，中包温度平均1555℃，结晶器液面波动稳定控制在±3mm。加热工序，铸坯出炉温度为1090℃，铸坯在炉停留时间为110min。热轧工序，精轧的开轧温度为1040℃、终轧温度为840℃。冷却卷取工序，第一段层冷以冷却速率为12℃/s的速率冷却至710℃；然后空冷2s；再以冷却速率10.5℃/s的速率进行第二段层冷，冷却至500℃进行卷取。本实施例所得SAPH400钢板的规格为1040*2.75；经检测，其性能指标为：Rm=426Mpa，Rel=320Mpa，A50=41%。
实施例3：本低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法的具体工艺如下所述。
铁水和废钢经转炉冶炼、精炼后，出钢成分的重量百分比控制为：C 0.12%、Mn0.50%、S 0.008%、P 0.020%、Si 0.015%、Als 0.020%、N 0.0052%、Cu 0.060%、Cr 0.052%、Ni0.025%、Mo 0.009%，其余为铁和不可避免的杂质。全程氩气保护浇铸，钢水过热度为33℃，铸坯拉速为1.45m/min，中包温度平均1550℃，结晶器液面波动稳定控制在±3mm。加热工序，铸坯出炉温度为1070℃，铸坯在炉停留时间为165min。热轧工序，精轧的开轧温度为1030℃、终轧温度为850℃。冷却卷取工序，第一段层冷以冷却速率为18℃/s的速率冷却至680℃；然后空冷3s；再以冷却速率9℃/s的速率进行第二段层冷，冷却至450℃进行卷取。本实施例所得SAPH400钢板的规格为1040*2.75；经检测，其性能指标为：Rm=450Mpa，Rel=344Mpa，A50=42.5%。
实施例4：本低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法的具体工艺如下所述。
铁水和废钢经转炉冶炼、精炼后，出钢成分的重量百分比控制为：C 0.13%、Mn0.48%、S 0.012%、P 0.017%、Si 0.019%、Als 0.060%、N 0.0045%、Cu 0.038%、Cr 0.043%、Ni0.040%、Mo 0.014%，其余为铁和不可避免的杂质。全程氩气保护浇铸，钢水过热度为35℃，铸坯拉速为1.5m/min，中包温度平均1547℃，结晶器液面波动稳定控制在±3mm。加热工序，铸坯出炉温度为1085℃，铸坯在炉停留时间为180min。热轧工序，精轧的开轧温度为1065℃、终轧温度为880℃。冷却卷取工序，第一段层冷以冷却速率为16.5℃/s的速率冷却至720℃；然后空冷2s；再以冷却速率11.5℃/s的速率进行第二段层冷，冷却至470℃进行卷取。本实施例所得SAPH400钢板的规格为1040*2.75；经检测，其性能指标为：Rm=452Mpa，Rel=341Mpa，A50=40.5%。
实施例5：本低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法的具体工艺如下所述。
铁水和废钢经转炉冶炼、精炼后，出钢成分的重量百分比控制为：C 0.12%、Mn0.44%、S 0.009%、P 0.016%、Si 0.018%、Als 0.029%、N 0.0038%、Cu 0.047%、Cr 0.060%、Ni0.033%、Mo 0.02%，其余为铁和不可避免的杂质。全程氩气保护浇铸，钢水过热度为32℃，铸坯拉速为1.55m/min，中包温度平均1557℃，结晶器液面波动稳定控制在±3mm。加热工序，铸坯出炉温度为1100℃，铸坯在炉停留时间为140min。热轧工序，精轧的开轧温度为1055℃、终轧温度为870℃。冷却卷取工序，第一段层冷以冷却速率为14℃/s的速率冷却至730℃；然后空冷3s；再以冷却速率13℃/s的速率进行第二段层冷，冷却至460℃进行卷取。本实施例所得SAPH400钢板的规格为1040*2.75；经检测，其性能指标为：Rm=451Mpa，Rel=340Mpa，A50=44%。

Claims (6)

1.一种低成本汽车结构钢SAPH400，其特征在于，其化学成分的重量百分含量为：C0.11%～0.13%，Mn 0.44%～0.50%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si≤0.02%，Als 0.020%～0.060%，N≤0.0060%，Cu≤0.06%，Cr≤0.06%，Ni≤0.04%，Mo≤0.02%，其余为铁和不可避免的杂质。
2.一种低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法，其特征在于：其包括加热工序、热轧工序和冷却卷取工序；所述钢化学成分的重量百分含量为：C 0.11%～0.13%，Mn 0.44%～0.50%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si≤0.02%，Als 0.020%～0.060%，N≤0.0060%，Cu≤0.06%，Cr≤0.06%，Ni≤0.04%，Mo≤0.02%，其余为铁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法，其特征在于，所述热轧工序：精轧开轧温度1030～1065℃，终轧温度860±20℃。
4.根据权利要求3所述的低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法，其特征在于：所述热轧工序采用CVC轧辊。
5.根据权利要求2所述的低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法，其特征在于，所述冷却卷取工序：采两段层冷＋空冷工艺；第一段层冷以12～18℃/s的速率冷却至680～730℃；然后进行空冷，空冷时间2～3s；再以9～13℃/s的速率进行第二段层冷，第二段层冷至500℃及以下进行卷取。
6.根据权利要求2－5任意一项所述的低成本汽车结构钢SAPH400的生产方法，其特征在于，所述加热工序：铸坯在炉总时间为110～180min，出炉温度为1070～1100℃。
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