CN109536845A - 一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带及其制备方法 - Google Patents

一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带，按照重量百分比计，包括：C 0.05～0.10％，Si 0.40～0.70％，Mn 1.40～1.70％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.020～0.060％，Nb 0.015～0.035％，Cr 0.20～0.40％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。根据本发明的另一方面提供了该钢带的制备方法，包括如下工序：铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。本发明的590MPa级车轮用钢，性能稳定，有效避免了高强车轮钢在使用中常出现的疲劳试验不合、轮辋焊缝开裂、焊缝减薄、轮辐中心孔开裂问题，是车轮轻量化较理想的材料。

Description

一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带 及其制备方法
技术领域
本发明属于钢产品生产技术领域，具体涉及一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带以及该钢带的制备方法。
背景技术
随着节能减排和汽车轻量化的不断发展要求，车轮轻量化已成为车轮行业迫切的发展需求。为实现车轮的减重，势必会选用材料更薄、强度更高的钢材。随着强度的提高，塑性降低，成型难度大，对疲劳缺口的敏感性增大，焊接难度大。抗拉强度590MPa级是目前车轮行业批量使用的最高强度，随着该级别高强钢的大量使用，一些问题逐渐突出出来。一是轮辋焊缝开裂和减薄，主要表现在成型的涨扩工序出现的轮辋对焊焊缝开裂和减薄；二是疲劳试验不合，即车轮的弯曲疲劳和径向疲劳试验达不到标准要求；三是轮辐中心孔开裂，主要表现在乘用车轮辐中心孔在翻孔成型过程中出现开裂。
目前市场使用的590MPa级的高强钢主要有三种组织类型，一是铁素体珠光体型，这种钢的扩孔率低，极易导致轮辐中心孔开裂，不适于乘用车轮辐使用；二是铁素体马氏体型双相钢，此类钢屈强比低，易于成型，在轮辐制造中普遍使用，但此类钢不适于制作轮辋，因焊接热影响区存在软化问题，易出现焊缝减薄问题，此类钢在生产过程中通常采用三段冷却方式，中间空冷段的温度和时间不宜控制，导致通卷性能不稳定，许多用户望而却步；三是铁素体贝氏体型双相钢即FB钢，此类钢扩孔率高，适用于乘用车轮辐使用，但此类钢在生产过程中通常也采用三段冷却方式，同样存在通卷性能不稳定问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带，按照重量百分比计，包括：C 0.05～0.10％，Si 0.40～0.70％，Mn 1.40～1.70％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.020～0.060％，Nb 0.015～0.035％，Cr 0.20～0.40％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
进一步地，按照重量百分比计，包括，C 0.05％，Si 0.70％，Mn 1.40％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.060％，Nb 0.015％，Cr 0.20％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
进一步地，按照重量百分比计，包括，C 0.10％，Si 0.40％，Mn 1.70％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.020％，Nb 0.035％，Cr 0.40％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
进一步地，按照重量百分比计，包括，C 0.07％，Si 0.50％，Mn 1.46％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.045％，Nb 0.025％，Cr 0.30％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
根据本发明的另一方面还提供了该抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带的制备方法，包括如下工序：铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。
进一步地，该制备方法中，
1)原料工序：
铁水预处理入炉S≤0.003％，扒净渣；采用精料废钢；
2)转炉工序：
转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、低碳铬铁合金化；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.010～0.030％控制；
3)精炼工序：
采用LF+RH双路径工序，对气体氧、硫含量要求严格控制；要求LF处理过程保持微正压，严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm；LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，避免钢液裸露；采用硅钙线钙处理，使硫化物球化；
4)连铸工序：
全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包过热度按20±5℃控制；
5)加热工序：
加热温度1240～1280℃，目标出炉温度1230～1270℃；控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀；
6)粗轧、精轧、卷取区域：
荒轧道次选择3+3模式控制，各道次高压除磷水均投入；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≤860℃；卷取温度：400～500℃，层流冷却采用前段连续冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面的实际情况，选择性的投入F1、F2机后小除鳞；优化调整机架间冷却水量的控制。
本发明的优势在于：
本发明的590MPa级车轮用钢，性能稳定，具有高的疲劳性能、高的扩孔性能和良好的焊接性能；不仅可用于制作车轮的轮辋，还可用于制作高扩孔率要求的乘用车车轮轮辐；有效避免了高强车轮钢在使用中常出现的疲劳试验不合、轮辋焊缝开裂、焊缝减薄、轮辐中心孔开裂问题，是车轮轻量化较理想的材料。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带，按照重量百分比计，包括，C 0.05％，Si 0.70％，Mn 1.40％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.060％，Nb0.015％，Cr 0.20％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
根据本发明的另一方面，提供了一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带的制备方法，包括如下工序：铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。
其中，
1)原料工序：
铁水预处理入炉S≤0.003％，扒净渣；采用精料废钢；
2)转炉工序：
转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、低碳铬铁合金化；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.010～0.030％控制；
3)精炼工序：
采用LF+RH双路径工序，对气体氧、硫含量要求严格控制；要求LF处理过程保持微正压，严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm；LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，避免钢液裸露；采用硅钙线钙处理，使硫化物球化；
4)连铸工序：
全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包过热度按20±5℃控制；
5)加热工序：
加热温度1240～1280℃，目标出炉温度1230～1270℃；控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀；
6)粗轧、精轧、卷取区域：
荒轧道次选择3+3模式控制，各道次高压除磷水均投入；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≤860℃；卷取温度：400～500℃，层流冷却采用前段连续冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面的实际情况，选择性的投入F1、F2机后小除鳞；优化调整机架间冷却水量的控制。
实施例2
一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带，按照重量百分比计，包括，C 0.10％，Si 0.40％，Mn 1.70％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.020％，Nb0.035％，Cr 0.40％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
根据本发明的另一方面，提供了一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带的制备方法，包括如下工序：铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。
其中，
1)原料工序：
铁水预处理入炉S≤0.003％，扒净渣；采用精料废钢；
2)转炉工序：
转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、低碳铬铁合金化；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.010～0.030％控制；
3)精炼工序：
采用LF+RH双路径工序，对气体氧、硫含量要求严格控制；要求LF处理过程保持微正压，严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm；LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，避免钢液裸露；采用硅钙线钙处理，使硫化物球化；
4)连铸工序：
全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包过热度按20±5℃控制；
5)加热工序：
加热温度1240～1280℃，目标出炉温度1230～1270℃；控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀；
6)粗轧、精轧、卷取区域：
荒轧道次选择3+3模式控制，各道次高压除磷水均投入；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≤860℃；卷取温度：400～500℃，层流冷却采用前段连续冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面的实际情况，选择性的投入F1、F2机后小除鳞；优化调整机架间冷却水量的控制。
实施例3
一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带，按照重量百分比计，包括，C 0.07％，Si 0.50％，Mn 1.46％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.045％，Nb0.025％，Cr 0.30％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
根据本发明的另一方面，提供了一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带的制备方法，包括如下工序：铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。
其中，
1)原料工序：
铁水预处理入炉S≤0.003％，扒净渣；采用精料废钢；
2)转炉工序：
转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、低碳铬铁合金化；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.010～0.030％控制；
3)精炼工序：
采用LF+RH双路径工序，对气体氧、硫含量要求严格控制；要求LF处理过程保持微正压，严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm；LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，避免钢液裸露；采用硅钙线钙处理，使硫化物球化；
4)连铸工序：
全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包过热度按20±5℃控制；
5)加热工序：
加热温度1240～1280℃，目标出炉温度1230～1270℃；控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀；
6)粗轧、精轧、卷取区域：
荒轧道次选择3+3模式控制，各道次高压除磷水均投入；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≤860℃；卷取温度：400～500℃，层流冷却采用前段连续冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面的实际情况，选择性的投入F1、F2机后小除鳞；优化调整机架间冷却水量的控制。
本发明是在低碳、硅锰系成分基础上，添加少量的Nb和Cr元素，结合控轧控冷得到抗拉强度590MPa级的车轮用高强钢，同时采用纯净钢生产工艺，严格控制钢中的夹杂物和带状组织级别，其显微组织是细晶粒铁素体和细小均匀分布的贝氏体双相组织，在热轧层冷冷却方式上没有采用通常为得到F+B两相组织而采用的三段冷却方式，而是采用了易于稳定控制的前段连续冷却方式，通卷性能稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带，其特征在于：按照重量百分比计，包括：C 0.05～0.10％，Si 0.40～0.70％，Mn 1.40～1.70％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.020～0.060％，Nb 0.015～0.035％，Cr 0.20～0.40％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
2.如权利要求1所述的一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带，其特征在于：按照重量百分比计，包括，C 0.05％，Si 0.70％，Mn 1.40％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.060％，Nb 0.015％，Cr 0.20％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
3.如权利要求1所述的一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带，其特征在于：按照重量百分比计，包括，C 0.10％，Si 0.40％，Mn 1.70％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.020％，Nb 0.035％，Cr 0.40％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
4.如权利要求1所述的一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带，其特征在于：按照重量百分比计，包括，C 0.07％，Si 0.50％，Mn 1.46％，P≤0.020％，S≤0.004％，Al 0.045％，Nb 0.025％，Cr 0.30％，N≤0.0060，O≤0.0020％，余量为Fe及不可避免杂质。
5.一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带的制备方法，其特征在于：包括如下工序：铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。
6.如权利要求2所述的一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带的制备方法，其特征在于：
1)原料工序：
铁水预处理入炉S≤0.003％，扒净渣；采用精料废钢；
2)转炉工序：
转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、低碳铬铁合金化；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.010～0.030％控制；
3)精炼工序：
采用LF+RH双路径工序，对气体氧、硫含量要求严格控制；要求LF处理过程保持微正压，严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm；LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，避免钢液裸露；采用硅钙线钙处理，使硫化物球化；
4)连铸工序：
全程进行保护浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速；中包过热度按20±5℃控制；
5)加热工序：
加热温度1240～1280℃，目标出炉温度1230～1270℃；控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀；
6)粗轧、精轧、卷取区域：
荒轧道次选择3+3模式控制，各道次高压除磷水均投入；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≤860℃；卷取温度：400～500℃，层流冷却采用前段连续冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面的实际情况，选择性的投入F1、F2机后小除鳞；优化调整机架间冷却水量的控制。
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