CN110499470A

CN110499470A - 低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢及其生产方法

Info

Publication number: CN110499470A
Application number: CN201910726779.8A
Authority: CN
Inventors: 许斌; 李斌; 吕德文; 贾改风; 王文录; 李红俊; 张继永; 张志强
Original assignee: Handan Iron and Steel Group Co Ltd; HBIS Co Ltd Handan Branch
Current assignee: Handan Iron and Steel Group Co Ltd; HBIS Co Ltd Handan Branch
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2019-11-26
Anticipated expiration: 2039-08-07
Also published as: CN110499470B

Abstract

一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢，其化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.050～0.090%，Si≤0.12%，Mn：1.00～1.30%，P≤0.016%，S≤0.005%，Als：0.015～0.045%，Ti：0.070～0.100%，余量为Fe和不可避免的杂质；制备方法包括转炉、精炼、连铸、加热、轧制、冷却、卷取、入库堆垛、平整工序；连铸工序，大包到中间包的钢流采用长水口氩气密封，过程采用动态轻压下8mm，凝固末端增加0.5mm压下量；铸坯取样检验钢中的气体N含量≤0.0055wt%。本发明生产成本低、产品厚度规格薄、力学性能均匀稳定、冷弯性能良好、板形质量优良。

Description

低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢及其生产方法，属于热轧高强钢生产技术领域。

背景技术

国内市场商用车保有量占汽车总保有量的20%～25%，但油耗却占到了汽车总油耗的50%～70%，商用车轻量化对降低能源消耗和尾气排放显得尤为紧迫。许多厂商开始倾向于使用规格薄、强度高的汽车用钢，在保证汽车安全性能的基础上，更大程度地做到节能减排。汽车厢体钢主要用于制造商用汽车的车厢，目前主要通过Nb、V、Ti微合金化成分体系，结合相应的TMCP控轧控冷技术，国内钢企分别在2250、1780、ESP等热轧产线研发生产出具有强韧性高度匹配、焊接性能良好的高强汽车厢体钢；其中厚度为2.0～5.0mm的薄规格钢带对汽车轻量化的作用更大，用户的需求量最多。但目前市场产品存在生产成本高、开平后钢板易瓢曲影响后续加工成型等问题。

公开号为CN106636907A的专利文献公开了“屈服强度600MPa级薄规格厢体钢带及其制造方法”，化学成分按重量百分比包括：C：0.06～0.08％、Si：≤0.20％、Mn：1.5～1.7％、P：≤0.020％、S：≤0.010％、Alt：0.10～0.04％、Nb：0.025～0.035％、Ti:0.08～0.10％，余量为Fe和不可避免的杂质。该专利提出产品的合金成分中Mn、Nb含量较多，生产成本高。

公开号CN103614625A的专利文献公开了“一种590MPa级热轧汽车厢体用钢板”，钢板的化学成分按重量百分比为C：0.12～0.14%、Si：0.20～0.30%、Mn：1.40～1.60%、P：≤0.015%、S：≤0.010%、Nb：0.01～0.03%、Ti：0.07～0.10%，余量为Fe和不可避免的杂质，其屈服强度＞450MPa，抗拉强度＞590MPa。该专利提出产品的强度级别较低，对于汽车车身轻量化设计的作用偏小。

另外，高强厢体用钢带在实际生产中，存在板形质量不稳定、产品残余应力大等问题。

发明内容

本发明提供一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢，生产成本低，厚度规格薄，满足用户轻量化需求；本发明还提供了一种低成本轻量型600MPa级厢体用钢的生产方法，采用本发明工艺生产的钢带产品具有性能均匀稳定、板形质量良好、残余应力低，方便用户加工成型等优点。

本发明的技术方案如下：

一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢，所述厢体钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.050～0.090%，Si≤0.12%，Mn：1.00～1.30%，P≤0.016%，S≤0.005%，Als：0.015～0.045%， Ti：0.070～0.100%，余量为Fe和不可避免的杂质。

一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、冷却、卷取、入库堆垛、平整工序；所述连铸工序，连铸坯的化学成分及其质量百分含量分别为：C：0.050～0.090%，Si≤0.12%，Mn：1.00～1.30%，P≤0.016%，S≤0.005%，Als：0.015～0.045%， Ti：0.070～0.100%，余量为Fe和不可避免的杂质。

上述低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，所述连铸工序，大包到中间包的钢流采用长水口氩气密封，过程采用动态轻压下8mm，凝固末端另增加0.5mm压下量，减少铸坯成分偏析、中心疏松；铸坯取样检验钢中的气体N含量≤0.0055wt%，降低液析大颗粒TiN的形成对最终产品低温韧性的影响。

上述低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，所述转炉冶炼全程吹氩，终点P≤0.012wt%，出钢进行脱氧合金化，钢中Als在0.005%～0.020wt%；

所述精炼工序，LF炉处理过程全程微正压操作，造渣脱硫后进行成分调整，并进行钙处理和6～8min的钢包软吹，促使夹杂物变性和充分上浮，出站S≤0.005wt%。

上述低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，所述加热工序，铸坯加热温度1230～1280℃，保温180～210min，保证合金元素尤其是Ti的充分固溶；

所述入库堆垛工序，钢卷下线后集中放入保温罩内缓冷≥24小时，均匀通卷性能，释放部分残余应力，改善带宽边部板形；

上述低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，所述轧制工序采用两阶段控制轧制，精轧入口温度≥1000℃，钢带头尾和宽度方向温差≤30℃，终轧温度860～900℃。

上述低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，所述冷却工序，采用层流冷却系统，冷速控制在30～60℃/s；

所述卷取工序，卷取温度为590～630℃；

所述平整工序，平整轧制力4000～4500KN。

上述低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢，厢体钢厚度为2.0～5.0mm；钢带显微组织为铁素体＋少量珠光体，晶粒度等级为10～11级。

本发明所述600MPa级汽车厢体钢屈服强度≥600MPa。

与现有技术相比，本发明的创新点及技术效果包括：

（1）本发明通过在低合金高强钢传统C-Si-Mn成分体系基础上，进行单独钛微合金化成分设计，并根据Ti元素的强化机理，对制备方法中连铸、加热、卷取等大部分工序进行针对性的工艺参数设计，充分发挥Ti元素的强化作用，最终获得屈服强度≥600MPa的汽车厢体钢，产品的生产成本低，具有很高的社会经济效益。

（2）本发明通过对铸坯成分和炼钢工艺的严格控制，为后续产品提供了优质的铸坯原料；之后根据薄规格产品生产过程温度分布及变化趋势，对轧制的加热温度、精轧入口温度、钢带宽度方向的温度差等参数进行精确控制；最后钢卷集中堆垛放入保温罩缓冷。最终生产产品具有规格薄、强度均匀稳定、冷弯性能良好的优点，能够满足商用汽车行业轻量化需求。

（3）本发明通过对钢卷集中堆垛并放入保温罩缓冷，释放了部分残余应力，改善了边部板形质量；之后采用该产品相适用的轧制力和辊进行平整，最终产品具有良好的板形质量和较低的残余应力水平，解决了钢卷开平后成回弹过大或出现“C翘”、“瓢曲”等问题，易于用户成型加工。

附图说明

图1为本发明实施例1钢带的显微组织图；

图2为本发明实施例2钢带的显微组织图；

图3为本发明实施例3钢带的显微组织图；

图4为本发明实施例4钢带的显微组织图。

具体实施方式

以下通过实施例1-实施例4对本发明做进一步详细说明：

实施例1

一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.056%，Si：0.07%，Mn：1.10%，P：0.010%，S：0.003%，Als：0.030%，Ti：0.087%，余量为Fe和不可避免的杂质；

一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、冷却、卷取、入库堆垛、平整工序；具体工艺步骤如下所述：

（1）转炉和精炼工序：采用250吨顶底复吹转炉进行冶炼，吹炼15分钟，终点P为0.009wt%；出钢进行脱氧合金化，出钢结束钢水酸溶铝Als : 0.013wt%；精炼LF全程微正压，压力45Kpa， 3分钟内顶渣改质为还原性渣，钢水强搅拌8分钟，S达到0.002wt%，合金化、温度调整、钙处理后，钢包底吹氩净吹7分钟出站；

（2）连铸工序：连铸机采用弧形双流连铸机，连铸机扇形段共17个，拉速1.20m/min，浇铸过程7～8段各段动态轻压下2mm，凝固末端9～10段各段在2mm基础上另增加0.5mm压下量；取样化验气体N含量0.0043%；连铸工序制得的连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.056%，Si：0.07%，Mn：1.10%，P：0.010%，S：0.003%，Als：0.030%，Ti：0.087%，余量为Fe和不可避免的杂质。

（3）加热工序：铸坯加热温度1257℃，保温210min；

（4）轧制工序：粗轧采用两粗轧机“3+5”道次轧制，精轧采用七机架连轧，精轧开轧温度为1020℃，终轧温度为900℃；通过边部加热等手段，精轧出口钢带各部位温差控制最大为27℃；

（5）冷却工序：采用层流冷却工艺，层流冷却速率为57℃/s；

（6）卷取工序：卷取温度为620℃；

（7）入库堆垛工序：钢卷下线后放入保温罩内缓冷26小时；

（8）平整工序：轧制力为4200KN。

图1显示，本实施例生产的厢体钢组织为铁素体+少量珠光体，晶粒度10.5级，晶粒大小均匀。

实施例2

一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢及其制备方法，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.090%，Si：0.12%，Mn：1.30%，P：0.016%，S：0.005%，Als：0.045%，Ti：0.100%，余量为Fe和不可避免的杂质。制备方法的具体工艺步骤如下所述：

（1）转炉和精炼工序：采用250吨顶底复吹转炉进行冶炼，吹炼15分钟，终点P为0.012wt%；出钢进行脱氧合金化，出钢结束钢水酸溶铝Als : 0.020wt%；精炼LF全程微正压，压力45Kpa， 4分钟内顶渣改质为还原性渣，钢水强搅拌5分钟，S达到0.005wt%，合金化、温度调整、钙处理后，钢包底吹氩净吹8分钟出站；

（2）连铸工序：连铸机采用弧形双流连铸机，连铸机扇形段共17个，拉速1.15m/min，浇铸过程7～8段各段动态轻压下2mm，凝固末端9～10段各段在2mm基础上另增加0.5mm压下量；取样化验气体N含量0.0055%；铸工序制得的连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.09%，Si：0.12%，Mn：1.30%，P：0.016%，S：0.005%，Als：0.045%，Ti：0.100%，余量为Fe和不可避免的杂质。

（3）加热工序：铸坯加热温度1230℃，保温180min；

（4）轧制工序：粗轧采用两粗轧机“3+5”道次轧制，精轧采用七机架连轧，精轧开轧温度为1015℃，终轧温度为860℃；通过边部加热等手段，精轧出口钢带各部位温差控制最大为23℃；

（5）冷却工序：采用层流冷却工艺，层流冷却速率为30℃/s；

（6）卷取工序：卷取温度为590℃；

（7）入库堆垛工序：钢卷下线后放入保温罩内缓冷24小时；

（8）平整工序：轧制力为4000KN。

图2显示，本实施例生产的厢体钢组织为“铁素体+少量珠光体”，晶粒度11级，晶粒大小均匀。

实施例3

一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢及其制备方法，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.050%，Si：0.08%，Mn：1.00%，P：0.011 %，S：0.004%，Als：0.015%，Ti：0.070%，余量为Fe和不可避免的杂质。制备方法的具体工艺步骤如下所述：

（1）转炉和精炼工序：采用250吨顶底复吹转炉进行冶炼，吹炼13分钟，终点P为0.010wt%；出钢进行脱氧合金化，出钢结束钢水酸溶铝Als : 0.017wt%；精炼LF全程微正压，压力45Kpa， 3分钟内顶渣改质为还原性渣，钢水强搅拌5分钟，S达到0.003wt%，合金化、温度调整、钙处理后，钢包底吹氩净吹8分钟出站；

（2）连铸工序：连铸机采用弧形双流连铸机，连铸机扇形段共17个，拉速1.30m/min，浇铸过程6～7段各段动态轻压下2mm，凝固末端8～9段各段在2mm基础上另增加0.5mm压下量；取样化验气体N含量0.0035%；铸工序制得的连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.050%，Si：0.08%，Mn：1.00%，P：0.011 %，S：0.004%，Als：0.015%，Ti：0.070%，余量为Fe和不可避免的杂质。

（3）加热工序：铸坯加热温度1280℃，保温210min；

（4）轧制工序：粗轧采用两粗轧机“3+5”道次轧制，精轧采用七机架连轧，精轧开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃；通过边部加热等手段，精轧出口钢带各部位温差控制最大为30℃；

（5）冷却工序：采用层流冷却工艺，层流冷却速率为60℃/s；

（6）卷取工序：卷取温度为630℃；

（7）入库堆垛工序：钢卷下线后放入保温罩内缓冷28小时；

（8）平整工序：轧制力为4500KN。

图3显示，本实施例生产的厢体钢组织为“铁素体+少量珠光体”，晶粒度10级，晶粒大小均匀。

实施例4

一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢及其制备方法，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.057%，Si：0.06%，Mn：1.15%，P：0.015%，S：0.003%，Als：0.039%，Ti：0.097%，余量为Fe和不可避免的杂质。制备方法的具体工艺步骤如下所述：

（1）转炉和精炼工序：采用250吨顶底复吹转炉进行冶炼，吹炼15分钟，终点P为0.0012wt%；出钢进行脱氧合金化，出钢结束钢水酸溶铝Als : 0.013wt%；精炼LF全程微正压，压力45Kpa， 3分钟内顶渣改质为还原性渣，钢水强搅拌8分钟，S达到0.003wt%，合金化、温度调整、钙处理后，钢包底吹氩净吹7分钟出站；

（2）连铸工序：连铸机采用弧形双流连铸机，连铸机扇形段共17个，拉速1.20m/min，浇铸过程7～8段各段动态轻压下2mm，凝固末端9～10段各段在2mm基础上另增加0.5mm压下量；取样化验气体N含量0.0043%；铸工序制得的连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.057%，Si：0.06%，Mn：1.15%，P：0.015%，S：0.003%，Als：0.039%，Ti：0.097%，余量为Fe和不可避免的杂质。

（3）加热工序：铸坯加热温度1264℃，保温195min；

（4）轧制工序：粗轧采用两粗轧机“3+5”道次轧制，精轧采用七机架连轧，精轧开轧温度为1047℃，终轧温度为895℃；通过边部加热等手段，精轧出口钢带各部位温差控制最大为25℃；

（5）冷却工序：采用层流冷却工艺，层流冷却速率为54℃/s；

（6）卷取工序：卷取温度为615℃；

（7）入库堆垛工序：钢卷下线后放入保温罩内缓冷28小时；

（8）平整工序：轧制力为4300KN。

图4显示，本实施例生产的厢体钢组织为“铁素体+少量珠光体”，晶粒度10.5级，晶粒大小均匀。

实施例1～4所述生产工艺所得最终钢卷的规格、性能和不平度测量结果如下表1。

由表1可以看出，采用本发明生产的轻量型（厚度规格2.0～5.0mm）汽车厢体钢产品的屈服强度在600MPa级，且性能均匀稳定，冷弯性能合格，同时板形质量良好，完全满足用户的加工使用需求。

Claims

1.一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢，其特征在于：所述厢体钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.050～0.090%，Si≤0.12%，Mn：1.00～1.30%，P≤0.016%，S≤0.005%，Als：0.015～0.045%， Ti：0.070～0.100%，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.一种低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、冷却、卷取、入库堆垛、平整工序；其特征在于：所述连铸工序，连铸坯的化学成分及其质量百分含量分别为：C：0.050～0.090%，Si≤0.12%，Mn：1.00～1.30%，P≤0.016%，S≤0.005%，Als：0.015～0.045%， Ti：0.070～0.100%，余量为Fe和不可避免的杂质。

3.如权利要求2所述的低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，其特征在于：所述连铸工序，大包到中间包的钢流采用长水口氩气密封，过程采用动态轻压下8mm，凝固末端另增加0.5mm压下量；铸坯取样检验钢中的气体N含量≤0.0055wt%。

4.如权利要求2所述的低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，其特征在于：所述转炉冶炼全程吹氩，终点P≤0.012wt%，出钢进行脱氧合金化，钢中Als在0.005%～0.020wt%；

5.如权利要求2所述的低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，其特征在于：所述加热工序，铸坯加热温度1230～1280℃，保温180～210min，保证合金元素尤其是Ti的充分固溶；

所述入库堆垛工序，钢卷下线后集中放入保温罩内缓冷≥24小时。

6.如权利要求2所述的低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，其特征在于：所述轧制工序采用两阶段控制轧制，精轧入口温度≥1000℃，钢带头尾和宽度方向温差≤30℃，终轧温度860～900℃。

7.如权利要求2所述的低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢的生产方法，其特征在于：所述冷却工序，采用层流冷却系统，冷速控制在30～60℃/s；

所述卷取工序，卷取温度为590～630℃；

所述平整工序，平整轧制力4000～4500KN。

8.如权利要求1所述的低成本轻量型600MPa级汽车厢体钢，其特征在于：所述厢体钢厚度为2.0～5.0mm；钢带显微组织为铁素体＋少量珠光体，晶粒度等级为10～11级；所述厢体钢屈服强度≥600MPa。