CN109338224A - 一种4~8mm屈服强度440MPa级汽车传动轴管用热轧钢带及其生产方法 - Google Patents

一种4~8mm屈服强度440MPa级汽车传动轴管用热轧钢带及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种4～8mm屈服强度440MPa级汽车传动轴管用热轧钢带及其生产方法。所述热轧钢带化学成分按质量百分比计为：C：0.08～0.10％，Si：0.03～0.10％，Mn：1.30～1.40％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.020～0.060％，Nb：0.015～0.025％，Ti：0.025～0.035％，Ca：0.0008～0.0025％，Ce：0.0005～0.0020％，余量为铁和不可避免的杂质。该钢带的化学成分含有微量稀土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，适用于汽车结构用钢等材料，力学性能和工艺性能满足汽车车轴管用钢的技术要求。

Description

一种4～8mm屈服强度440MPa级汽车传动轴管用热轧钢带及其 生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种4～8mm屈服强度440MPa级汽车传动轴管用热轧钢带及其生产方法。
背景技术
热轧钢带通过开平、剪切成板料，经过直缝电阻焊接工艺加工成汽车传动轴管，再加工成汽车传动轴组装到汽车上。传动轴是汽车制造中的一个重要部件，其功能主要是将汽车发动机的动力传送到汽车后桥的后半轴，再由后半轴带动车轮，从而驱动汽车的行驶，它是汽车的动力传递装置。汽车在行驶过程中，随路面状况、载荷大小、行驶速度不同，传动轴受到的扭力和旋转速度也不同，因此，为保证汽车行驶过程中的安全性，汽车传动轴管用钢不仅要有良好的成型性能和焊接性能，有一定的强度作保证，还要有好的韧性和抗冲击能力。4～8mm屈服强度440MPa级汽车传动轴管用热轧钢带力学性能和工艺性能的要求见表1。
表1屈服强度440MPa级汽车传动轴管用热轧钢带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，提高钢的低温韧性。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。传动轴管用钢对于强韧性、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4～8mm屈服强度440MPa级传动轴管用热轧钢带及其生产方法。
本发明提供一种4～8mm屈服强度440MPa级汽车传动轴管用热轧钢带，钢的化学成分按质量百分比计为：C：0.08～0.10％，Si：0.03～0.10％，Mn：1.30～1.40％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.020～0.060％，Nb：0.015～0.025％，Ti：0.025～0.035％，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汽车传动轴管用热轧钢带生产方法，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8mim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845～875℃；
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。
基于以上技术方案，本发明提供一种4～8mm屈服强度440MPa级传动轴管用热轧钢带及其生产方法，该热轧钢带的化学成分含有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，适用于汽车传动轴管等材料，力学性能和工艺性能满足屈服强度≥440MPa，抗拉强度520～680MPa，延伸率A≥24％，冷弯d＝2a的要求。
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4～8mm屈服强度440MPa级传动轴管用热轧钢带及其生产方法，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。
在本发明的一个实施方式中，本发明提供一种4～8mm屈服强度440MPa级传动轴管用热轧钢带，其化学成分按质量百分比计为：
C：0.08～0.10％，Si：0.03～0.10％，Mn：1.30～1.40％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.020～0.060％，Nb：0.015～0.025％，Ti：0.025～0.035％，Ca：0.0008～0.0025％，Ce：0.0005～0.0020％，余量为铁和不可避免的杂质。
在本发明的另一方面，本发明还提供一种上述热轧钢带的生产方法，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8mim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845～875℃；
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Ce-Fe合金，折算成纯Ce的加入量为0.0005～0.0020％。供铸机钢水成分为如下：C：0.08～0.10％，Si：0.03～0.10％，Mn：1.30～1.40％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.020～0.060％，Nb：0.015～0.025％，Ti：0.025～0.035％，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。
在本发明的一个优选实施例中，本发明人以制备厚度为4.5mm的钢带为例，对比发现在RH真空处理8min后通过料仓加入微量稀土合金相比于在RH真空处理后不同时间加入微量稀土合金能够显著改善制备得到的钢带的整体性能，对比结果见下表2。
表2：RH真空处理后不同时间点加入微量稀土合金Ce的效果
本发明提供一种4～8mm屈服强度440MPa级传动轴管用热轧钢带及其生产方法，该热轧钢带的化学成分含有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，适用于传动轴管等材料，力学性能和工艺性能满足屈服强度≥440MPa，抗拉强度520～680MPa，延伸率A≥24％，冷弯d＝2a的要求。
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8min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870℃，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8min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860℃，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8min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850℃，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3。
表3本发明实施例1～3的化学成分(wt％)
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4。
表4本发明实施例1～3的钢卷的力学性能
由表4数据可知，本发明提供的一种4～8mm屈服强度440MPa级传动轴管用热轧钢带，力学性能和工艺性能满足屈服强度≥440MPa，抗拉强度520～680MPa，延伸率A≥24％，冷弯d＝2a的要求。
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4～8mm屈服强度440MPa级汽车传动轴管用热轧钢带，其特征在于，其化学成分按质量百分比计为：
C：0.08～0.10％，Si：0.03～0.10％，Mn：1.30～1.40％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.020～0.060％，Nb：0.015～0.025％，Ti：0.025～0.035％，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所述的热轧钢带的生产方法，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8mim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845～875℃；
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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