CN111304533A - 一种低合金专用车桥无缝钢管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低合金专用车桥无缝钢管及其制备方法，属于冶金材料领域。该低合金专用车桥无缝钢管的化学成分按照质量百分比计为：C 0.14～0.17；Si 0.20～0.35；Mn 1.45～1.60；P≤0.018；S≤0.008；Ti 0.01～0.02；V 0.04～0.08，其余为Fe和不可避免的杂质。制备得到的低合金专用车桥无缝钢管具有优异的力学性能，且成本低、易生产，效率高。

Description

一种低合金专用车桥无缝钢管及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金材料领域，具体涉及一种低合金专用车桥无缝钢管及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国道路交通条件的不断改善，国际、国内物流业及其他交通运输行业的飞速发展，载重车、货运车、家用汽车等车辆需求越来越大，我国汽车车桥行业发展迅速，经过几十年的时间，已经形成了一定的市场规模。无论从重要度来讲，还是从价格来看，车桥都是商用车上仅次于发动机和车身(驾驶室)的三大核心总成之一。

资料显示，2011年中国汽车车桥制造行业共实现销售收入2389.98亿元，同比增长16.87％；实现工业总产值2277亿元，同比增长12.52％；利润总额为236.77亿元，同比增长26.13％。2015年我国汽车车桥市场销售收入突破3000亿元，2016年4月我国仅载货汽车就生产13.09万辆，同比增长36.83％。足以见得各类车辆的市场需求量之大，而作为车辆的重要部件，车桥的需求量也越来越大，因此车桥管的开发将具有非常广阔的市场。

车桥作为车辆的核心部件，其重要性受到越来越多的关注，科技的迅猛发展也将带领车桥朝着以下几个方向发展。①专业化：车桥行业将按车辆的使用条件逐步完善产品型谱分类，针对每一个细分市场提供特定的产品；②轻量化：随着计重收费和因能源紧缺引起的燃油费用上涨，轻量化成为车辆发展的大趋势，车桥也将采用更多新型材料，结构设计得以优化；③高效率：制造高机械效率的车桥将成为各企业的目标，如德纳公司的双速车桥，可提供两种速比，满载时采用大速比可加大转矩，空载时采用小速比可省油；④盘式制动器的广泛应用：盘式制动器散热好、质量轻，欧美地区的货车已经广泛应用盘式制动器；⑤电子系统辅助制动技术的广泛应用：国内客车已广泛使用的ABS系统将逐步推广到货车行业中，ESP、EBD等乘用车技术也将逐渐得到应用。

国内车桥市场拥有巨大的潜力，特殊的市场环境对车桥也有着更为苛刻的要求，国内严重的超载现象，对车桥的承载能力和输出扭矩均提出了更高的要求。

普通低合金钢强度结构钢是普通低合金钢中应用最广泛，用量最多的钢种，约占整个普通低合金钢产量的60％—80％。因此，车桥用无缝钢管的开发是非常具有意义和发展前景的。

发明内容

针对现有技术中存在的问题的一个或多个，本发明一个方面提供一种低合金专用车桥无缝钢管，所述低合金专用车桥无缝钢管的化学成分按照质量百分比计为：C 0.14～0.17；Si 0.20～0.35；Mn 1.45～1.60；P≤0.018；S≤0.008；Ti 0.01～0.02；V 0.04～0.08，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述低合金专用车桥无缝钢管的化学成分按照质量百分比计为：C 0.14～0.16；Si 0.27～0.31；Mn 1.49～1.53；P≤0.018；S≤0.008；Ti 0.013～0.017；V 0.04～0.06，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述低合金专用车桥无缝钢管的力学性能满足：屈服强度≥404MPa，抗拉强度≥558MPa，延伸率≥26.5％，屈强比≤0.74，室温冲击功≥76J。

本发明另一方面还提供了上述的低合金专用车桥无缝钢管的制备方法，包括以下工序：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空脱气→圆坯连铸→管坯加热→轧制；其中：

所述铁水预处理工序中来料铁水成分要求：P≤0.150％、S≤0.050％；铁水预处理目标：[S]终点≤0.010％；

所述转炉冶炼工序中终渣碱度按3.0控制；终点控制目标：C≥0.10％，P≤0.015％，S≤0.015％；采用硅锰、锰铁进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺；出钢必须挡渣，挡渣失败必须扒渣；出钢过程中加入白灰块；

所述LF炉精炼工序中全过程按精炼要求正常吹氩；采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫，成分调整及升温操作；精炼采用造白渣工艺，精炼中后期加入钒铁。

所述VD真空脱气工序中真空度≤0.10KPa，目标值≤0.06KPa；深真空时间≥13分钟；深真空结束后喂入适量硅钙线，加入钛铁喂丝后软吹时间≥10分钟；

所述圆坯连铸工序中采用恒拉速控制，拉速控制在0.65-0.75m/min；采用电磁搅拌工艺；钢水过热度：ΔT≤30℃；采用堆垛方式进行冷却，同时避开风口；

所述管坯加热工序中加热制度为：加热一段1230～1280℃，加热二段1270～1300℃，均热一段1270～1300℃，均热二段1260～1300℃；

所述轧制工序中轧管温度控制在1000℃-1200℃，定张减时温度为820～900℃。

基于以上技术方案提供的低合金专用车桥无缝钢管及其制备方法以低C、Mn、Si为基础，通过Ti、V微合金元素的合理配比，配以恰当的炼钢、轧制工艺，即可实现低合金用且无需后续热处理的车桥专用无缝钢管，成本低、易生产，效率高、性能高。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种低合金专用车桥无缝钢管及其制备方法，其中该低合金专用车桥无缝钢管的化学元素及其质量百分含量如下：C 0.14～0.17；Si 0.20～0.35；Mn1.45～1.60；P≤0.018；S≤0.008；Ti 0.01～0.02；V 0.04～0.08，其余为Fe和不可避免的杂质。采用的制备方法包括以下工序：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空脱气→圆坯连铸→管坯加热→轧制；其中：

(1)铁水预处理

1、来料铁水成分要求：P≤0.150％、S≤0.050％；

2、铁水预处理目标：[S]终点≤0.010％。

(2)转炉冶炼操作

1、采用达到要求的预脱硫铁水，所有合金及原材料质量必须达到标准要求；

2、终渣碱度按3.0控制；

3、终点控制目标：C≥0.10％，P≤0.015％，S≤0.015％；

4、采用硅锰、锰铁进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺；

5、出钢必须挡渣，挡渣失败必须扒渣；

6、出钢过程中加入适量白灰块(合金加完以后)。

(3)LF炉精炼

1、全过程按精炼要求正常吹氩；

2、采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式；

3、根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫，成分调整及升温操作；

4、精炼采用造白渣工艺，精炼中后期加入钒铁。

(4)VD真空炉操作

1、真空度≤0.10KPa，目标值≤0.06KPa；

2、深真空时间≥13分钟；

3、深真空结束后喂入适量硅钙线，加入钛铁喂丝后软吹时间≥10分钟；

(5)圆坯连铸

1、采用恒拉速控制，拉速控制在0.65-0.75m/min；

2、采用电磁搅拌工艺；

3、钢水过热度：ΔT≤30℃，该钢种液相线温度分别为TL＝1513℃；

4、铸坯规格、切尺长度由生产部与生产厂协商安排；

5、采用堆垛方式进行冷却，同时应避开风口；

(6)管坯加热

检查环形加热炉的各段温度，温度控制为：加热一段1230～1280℃，加热二段1270～1300℃，均热一段1270～1300℃，均热二段1260～1300℃。按照常规加热制度控制好加热时间，遇停轧时严格执行待轧降温制度。

(7)管坯轧制

1、严格控制轧制节奏，保证各工序轧制温度；

2、严格控制轧机冷却水的使用，严谨浇黑基体；

3、钢坯加热温度、轧制过程及终轧温度，做好详细记录，所取试样做好标记；根据需要轧制工序中轧管温度控制在1000℃-1200℃，定张减时温度为820～900℃。

以下以生产规格Φ219×6.5、Φ219×7.5、Φ219×8的钢种TQ-16为例详细说明本发明的内容。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，实施例将有助于理解本发明，但不应作为对本发明内容的限制。

生产钢管要求化学成分见下表1所示，按照以上的制备方法进行制备，对制备得到的钢管的力学性能以及实际成品进行检测，其中钢管的力学性能标准如表2所示，检测获得的钢管的化学成分如表3所示，检测的钢管的力学性能如表4所示。

表1：成分要求(wt％)

表2：力学性能要求

表3：成品成分

表4：性能检验结果

由以上表4数据可知，利用本发明方法制备的低合金专用车桥无缝钢管具有优异的力学性能，且成本低、易生产，效率高。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种低合金专用车桥无缝钢管，其特征在于，所述低合金专用车桥无缝钢管的化学成分按照质量百分比计为：C 0.14～0.17；Si 0.20～0.35；Mn 1.45～1.60；P≤0.018；S≤0.008；Ti0.01～0.02；V 0.04～0.08，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的低合金专用车桥无缝钢管，其特征在于，所述低合金专用车桥无缝钢管的化学成分按照质量百分比计为：C 0.14～0.16；Si 0.27～0.31；Mn 1.49～1.53；P≤0.018；S≤0.008；Ti 0.013～0.017；V 0.04～0.06，其余为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述的低合金专用车桥无缝钢管，其特征在于，所述低合金专用车桥无缝钢管的力学性能满足：屈服强度≥404MPa，抗拉强度≥558MPa，延伸率≥26.5％，屈强比≤0.74，室温冲击功≥76J。

4.权利要求1-3中任一项所述的低合金专用车桥无缝钢管的制备方法，包括以下工序：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空脱气→圆坯连铸→管坯加热→轧制；其特征在于：

所述铁水预处理工序中来料铁水成分要求：P≤0.150％、S≤0.050％；铁水预处理目标：[S]终点≤0.010％；

所述转炉冶炼工序中终渣碱度按3.0控制；终点控制目标：C≥0.10％，P≤0.015％，S≤0.015％；采用硅锰、锰铁进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺；出钢必须挡渣，挡渣失败必须扒渣；出钢过程中加入白灰块；

所述LF炉精炼工序中全过程按精炼要求正常吹氩；采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫，成分调整及升温操作；精炼采用造白渣工艺，精炼中后期加入钒铁；

所述VD真空脱气工序中真空度≤0.10KPa，目标值≤0.06KPa；深真空时间≥13分钟；深真空结束后喂入适量硅钙线，加入钛铁喂丝后软吹时间≥10分钟；

所述圆坯连铸工序中采用恒拉速控制，拉速控制在0.65-0.75m/min；采用电磁搅拌工艺；钢水过热度：ΔT≤30℃；采用堆垛方式进行冷却，同时避开风口；

所述管坯加热工序中加热制度为：加热一段1230～1280℃，加热二段1270～1300℃，均热一段1270～1300℃，均热二段1260～1300℃；

所述轧制工序中轧管温度控制在1000℃-1200℃，定张减时温度为820～900℃。