CN107557682A - 一种3~6mm 540MPa级热轧车轮钢及其生产方法 - Google Patents
一种3~6mm 540MPa级热轧车轮钢及其生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种3～6mm 540MPa级热轧车轮钢及其生产方法。所车轮钢化学成分按重量百分比计包括：C：0.06～0.08％，Si：0.03～0.10％，Mn：1.30～1.45％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.020～0.060％，Nb：0.035～0.045％，Ca：0.0008～0.0025％，Ce：0.0005～0.0020％，余量为铁和不可避免的杂质。该车轮钢的化学成分含有微量Ce，显微组织为铁素体和珠光体，晶粒度约11级，具有高强度、良好冷加工成形性能和焊接性能，适用于汽车车轮等材料，力学性能和工艺性能满足YB/T 4151—2006和客户的技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种3～6mm 540MPa级热轧车轮钢及其生产方法。
背景技术
2016年我国汽车产销突破2800万辆，连续8年居全球第一，预计2025年汽车产量达到3500万辆。随着汽车产量的爆发性增长，环境和能源危机日益加剧，节能减排已成为汽车制造业面临的重大问题。运用现代技术和方法减轻零部件或者整车的重量，在保障安全等性能的前提下，通过减重来实现节能减排降耗目标已成为共识，汽车轻量化技术已成为当前汽车行业的发展潮流。
车轮是汽车制造业中关键的部件之一，具有转向、承载和制动等功能，特别是商用车车轮，它在高速运转过程中受地面平整程度影响，通常承受交变机械应力、路面冲击载荷、惯性制动造成的局部温度应力，这些严重影响着车轮的使用寿命。汽车车轮用钢已成为一个重要的汽车用钢品种，作为汽车车轮用钢，必须有足够的强度，良好的成形性能和焊接性能。目前，国内商用车轮钢主要以380CL、440CL和490CL钢为主，近年来，为了适应汽车轻量化的需求，国内各大钢厂加大更高级别汽车车轮用钢的开发力度。540MPa级热轧车轮钢对性能稳定性和过程控制要求较高。YB/T 4151—2006对540MPa级热轧汽车车轮用钢力学性能和工艺性能的要求见表1。
表1 540MPa级热轧车轮用钢力学性能和工艺性能
研究表明，微量稀土可在钢中起到夹杂物改性的作用，降低夹杂物对钢的不利影响，改善焊接性能，缓解高强钢的氢致延迟断裂现象。微量稀土可降低钢中的低熔点金属Sn、Pb、As、Sb、Bi等的有害作用，有利于改善钢的韧塑性。高强度车轮用钢对于强韧性、疲劳性能和性能稳定性要求比较高，加入微量稀土是提升钢材综合性能的有效手段，但炼钢过程中如何稳定加入微量稀土仍然是一个技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种3～6mm 540MPa级热轧车轮钢及其生产方法。
本发明提供一种3～6mm 540MPa级热轧车轮钢，其化学成分按重量百分比计包括：
C：0.06～0.08％，Si：0.03～0.10％，Mn：1.30～1.45％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.020～0.060％，Nb：0.035～0.045％，Ca：0.0008～0.0025％，Ce：0.0005～0.0020％，余量为铁和不可避免的杂质。
本发明还提供一种上述热轧车轮钢的生产方法，其包括：
步骤1)、冶炼连铸，其依次包括：铁水预处理，转炉冶炼，LF精炼，RH真空处理和铸机连铸；其中，其中Ce以Ce-Fe合金的形式加入，其在RH真空处理15mim后通过料仓加入；
步骤2)、连铸坯加热，控制在炉时间为180～240min，出炉温度为1200～1240℃；
步骤3)、轧制，其包括包括粗轧和精轧；其中，所述精轧的开轧温度1000～1040℃，所述精轧的终轧温度为855～885℃；
步骤4)、冷却和卷取，所述冷却采用层流冷却设备，冷却速度为25～35℃/s，卷取温度为600～640℃。
进一步地，所述粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧，所述精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧。
本发明提供一种3～6mm 540MPa级热轧车轮钢及其生产方法，该车轮钢的化学成分含有0.0005～0.0020％Ce，显微组织为铁素体+珠光体，晶粒度约11级，具有高强度、良好冷加工成形性能和焊接性能，适用于汽车车轮等材料，力学性能和工艺性能满足YB/T4151—2006和客户的技术要求。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实施例1制备的钢带的典型显微组织图。
具体实施方式
本发明公开了一种3～6mm 540MPa级热轧车轮钢及其生产方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供一种3～6mm 540MPa级热轧车轮钢，其特征在于，其化学成分按重量百分比计包括：
C：0.06～0.08％，Si：0.03～0.10％，Mn：1.30～1.45％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.020～0.060％，Nb：0.035～0.045％，Ca：0.0008～0.0025％，Ce：0.0005～0.0020％，余量为铁和不可避免的杂质。
本发明还提供一种上述热轧车轮钢的生产方法，其包括：
步骤1)、冶炼连铸，其依次包括：铁水预处理，转炉冶炼，LF精炼，RH真空处理和铸机连铸；其中，其中Ce以Ce-Fe合金的形式加入，其在RH真空处理15mim后通过料仓加入；
步骤2)、连铸坯加热，控制在炉时间为180～240min，出炉温度为1200～1240℃；
步骤3)、轧制，其包括包括粗轧和精轧；其中，所述精轧的开轧温度1000～1040℃，所述精轧的终轧温度为855～885℃；
步骤4)、冷却和卷取，所述冷却采用层流冷却设备，冷却速度为25～35℃/s，卷取温度为600～640℃。
上述工艺中，冶炼工序通过控制RH真空处理工序加入微量稀土Ce-Fe合金，折算成纯Ce的加入量为0.0050％。供铸机钢水成分为如下：C：0.06～0.08％，Si：0.03～0.10％，Mn：1.30～1.45％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.020～0.060％，Nb：0.035～0.045％，Ca：0.0008～0.0025％，Ce：0.0005～0.0020％，余量为铁和不可避免的杂质。
轧制工艺中，所述粗轧优选采用3+3模式2机架轧机粗轧，所述精轧优选采用7机架连续变凸度(Continuously variable crown，cvc)轧机精轧。
本发明提供一种3～6mm 540MPa级热轧车轮钢及其生产方法，该车轮钢的化学成分含有0.0005～0.0020％Ce，显微组织为铁素体+珠光体，晶粒度约11级，具有高强度、良好冷加工成形性能和焊接性能，适用于汽车车轮等材料，力学性能和工艺性能满足YB/T4151—2006和客户的技术要求。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1
将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1640℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，真空处理15min后加入Ce-Fe合金。按表2所示的冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为20℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1235℃，加热的时间为220min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧开轧温度1030℃，精轧终轧温度为880℃，成品厚度3.5mm。层流冷却采用前部冷却，冷却速度30℃/s，钢带温度降低到640℃进行卷取。最后进行产品质量检测。图1为本实施例制备的钢带的典型显微组织图。由该图可知，显微组织为铁素体+珠光体，晶粒度约11级。
实施例2
将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1630℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，真空处理15min后加入Ce-Fe合金。按表2所示的冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为30℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1220℃，加热的时间为235min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧开轧温度1010℃，精轧终轧温度为870℃，成品厚度4.5mm。层流冷却采用前部冷却，冷却速度32℃/s，钢带温度降低到620℃进行卷取。最后进行产品质量检测。
实施例3
将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1650℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，真空处理15min后加入Ce-Fe合金。按表2所示的冶炼化学成分板坯连铸，过热度为26℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1200℃，加热的时间为240min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧开轧温度1000℃，精轧终轧温度为860℃，成品厚度6.0mm。层流冷却采用前部冷却，冷却速度35℃/s，钢带温度降低到600℃进行卷取。最后进行产品质量检测。
上述实施例钢卷的化学成分列于表2。
表2本发明实施例1～3的化学成分(wt％)
| 实施例 | C | Si | Mn | P | S | Nb | Alt | Ca | Ce |
| 1 | 0.08 | 0.05 | 1.42 | 0.010 | 0.003 | 0.035 | 0.045 | 0.0010 | 0.0005 |
| 2 | 0.07 | 0.10 | 1.35 | 0.011 | 0.003 | 0.040 | 0.030 | 0.0014 | 0.0010 |
| 3 | 0.06 | 0.07 | 1.45 | 0.010 | 0.002 | 0.045 | 0.055 | 0.0020 | 0.0018 |
对本发明实施例1～3的钢卷进行力学性能检验，检验结果见表3。
表3本发明实施例1～3的钢卷的力学性能
由表3数据可知，本发明提供的3～6mm 540MPa级热轧车轮钢力学性能和工艺性能符合YB/T 4151—2006和客户的技术要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种3～6mm 540MPa级热轧车轮钢，其特征在于，其化学成分按重量百分比计包括：
C：0.06～0.08％，Si：0.03～0.10％，Mn：1.30～1.45％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.020～0.060％，Nb：0.035～0.045％，Ca：0.0008～0.0025％，Ce：0.0005～0.0020％，余量为铁和不可避免的杂质。
2.权利要求1所述的热轧车轮钢的生产方法，其特征在于，包括：
步骤1)、冶炼连铸，其依次包括：铁水预处理，转炉冶炼，LF精炼，RH真空处理和铸机连铸；其中，其中Ce以Ce-Fe合金的形式加入，其在RH真空处理15mim后通过料仓加入；
步骤2)、连铸坯加热，控制在炉时间为180～240min，出炉温度为1200～1240℃；
步骤3)、轧制，其包括包括粗轧和精轧；其中，所述精轧的开轧温度1000～1040℃，所述精轧的终轧温度为855～885℃；
步骤4)、冷却和卷取，所述冷却采用层流冷却设备，冷却速度为25～35℃/s，卷取温度为600～640℃。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧，所述精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧。
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