CN111500931A

CN111500931A - 一种稀土耐低温汽车零部件用q460热轧圆钢的制备方法

Info

Publication number: CN111500931A
Application number: CN202010439356.0A
Authority: CN
Inventors: 宋振东; 涛雅; 周彦; 卜向东
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2020-08-07

Abstract

本发明公开了一种稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法，其炼钢工艺流程为：转炉—炉外精炼—VD真空处理—连铸；轧钢工艺流程为：铸坯加热—高压水除磷—Ф850mm开坯机—Ф700mm×3+Ф550mm×4连轧机组轧制—锯切—缓冷—无损检测—堆垛——检查—修磨—打捆—入库—发货；其中轧制工艺中控制的技术参数为：加热温度1200—1250℃，保温时间≥2.5小时；开轧温度≤1150℃；终轧温度≤850℃；缓冷时间≥48小时；其轧后的组织为铁素体+珠光体组织。本发明的目的是提供一种稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法，通过热轧状态交货，无需复杂热处理工艺，具有较宽的工艺窗口。

Description

一种稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法

技术领域

本发明涉及材料冶金领域，尤其涉及一种稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法。

背景技术

汽车的发展正朝着高功率输出、轻量化、高性能、长寿命、降低噪声、运行平稳、安全可靠、环保、节能、经济低成本、易加工、多品种等方向发展。汽车零部件用钢是汽车的关键零件，是保证汽车运行性能核心部件的制造材料。汽车的发展方向对汽车零部件用钢的发展提出了更高的要求。Q460E主要用于变速与传动系统用钢、悬挂与转向系统用钢和标准件系统用钢，主要产品为传动轴、半轴、前轴、稳定杆、扭力杆万向节、球头、转向机等，使用广泛，应用前景大。

经检索，公开号为CN102041434A的文献，公开了低合金高强度结构用钢Q460E—Z35钢板及其生产方法。其化学成分为：C：≤0.17％，Mn：1.15-1.55％，Si：≤0.45％，(V+Nb+Ti)≤0.20％，Als≤0.035，P：≤0.018％，S：≤0.005％，其余为铁和不可避免的微量的化学元素。该钢种通过：KR铁水预处理工艺、转炉冶炼工艺、LF精炼工艺、连铸浇注、加热、轧制、控冷、缓冷等工艺实现。该钢种成分范围宽泛，炼钢生产不易控制。

经检索，公开号为CN102345057A的文献，公开了一种高强韧性结构钢Q46OE厚板及其生产方法。该钢种其化学成分重量百分比：C：0.10-0.17％，Si：0.20-0.45％，Mn：1.30-1.65％，P：≤0.018％，S：≤0.007％，Nb：0.025-0.060％，V：0.055-0.070％，Ti：0.015-0.025％，Als：0.015-0.050％，其余为Fe。工艺：通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氢处理、LF精炼、VD精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷工艺，该钢种合金元素较多，炼钢、轧制工艺复杂。此外，由于其C范围宽泛，其产品质量及性质指标波动较大。因此该专利的合金设计不利于推广使用。

经检索，公开号为CN109972033A的文献，公开了一种低碳当量的特厚钢板Q460E的生产方法。该钢种其化学成分重量百分比：C：0.04-0.07％，Si：0.15-0.35％，Mn：1.58-1.68％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Nb：0.02-0.03％，V：0.055-0.070％，Ti：0.008-0.02％，Ni：0.15-0.25％，Cu：0.10-0.18％，Cr：0.10-0.18％，Al：0.015-0.050％，其余为Fe和不可避免的微量的化学元素。该钢种化学成分复杂，生产成本较高，另外其成分在冶炼过程中容易出现铸坯裂纹等质量问题，不适合采用矩形坯冶炼。

上述专利文献共性不足：制备工艺和化学成分较为复杂，制造成本较高，难以满足大工业生产汽车零部件用Q460热轧圆钢生产需求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法，通过热轧状态交货，无需复杂热处理工艺，具有较宽的工艺窗口。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法，所述Q460热轧圆钢的化学成分按百分比为：C：0.12-0.15％，Mn：1.40-1.55％，Si：0.30-0.40％，V：0.80-1.00％，Ni：0.20-0.40％，RE：0.01-0.02％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，其余为铁和不可避免的微量的化学元素；

其炼钢工艺流程为：转炉—炉外精炼—VD真空处理—连铸；轧钢工艺流程为：铸坯加热—高压水除磷—Ф850mm开坯机—Ф700mm×3+Ф550mm×4连轧机组轧制—锯切—缓冷—无损检测—堆垛——检查—修磨—打捆—入库—发货；其中轧制工艺中控制的技术参数为：加热温度1200—1250℃，保温时间≥2.5小时；开轧温度≤1150℃；终轧温度≤850℃；缓冷时间≥48小时；其轧后的组织为铁素体+珠光体组织。

进一步的，所述Q460热轧圆钢的化学成分按百分比为：C：0.14％，Mn：1.52％，Si：0.32％，V：0.85％，Ni：0.28％，RE：0.012％，P：0.008％，S：0.005％，其余为铁和不可避免的微量的化学元素。

进一步的，所述Q460热轧圆钢的化学成分按百分比为：C：0.13％，Mn：1.55％，Si：0.34％，V：0.87％，Ni：0.30％，RE：0.015％，P：0.006％，S：0.004％，其余为铁和不可避免的微量的化学元素。

进一步的，所述Q460热轧圆钢的化学成分按百分比为：C：0.13％，Mn：1.54％，Si：0.32％，V：0.86％，Ni：0.27％，RE：0.014％，P：0.009％，S：0.004％，其余为铁和不可避免的微量的化学元素。

进一步的，其力学性能：屈服强度≥460MPa，抗拉强度≥570MPa，断后延伸率≥18％，-40℃KV2≥34J。

本发明主要化学成分限定理由如下：

C：C是提高钢材强度最有效的元素，C含量的增加钢的抗拉强度和屈服强度随之提高，但延伸率和冲击韧性下降，耐腐蚀能力也会下降，而且钢材的焊接热影响区还会出现淬硬现象，导致焊接冷裂纹的产生。为保证圆钢获得良好的综合性能，本发明钢C元素含量设计为0.12-0.15％。

Mn：Mn是重要的强韧化元素，且成分低廉，随着锰含量的增加，钢的强度明显提升，改善钢的加工性能，而韧脆转变温度几乎不发生变化。但锰含量过高，会抑制铁素体的转变，影响钢的屈服强度，不利于屈强比的控制。本发明钢的Mn元素含量设计为1.40-1.55％。

Si：Si能改善钢的耐腐蚀性能，常被添加到不锈钢、低合金钢、耐蚀合金中，以提高这些合金的耐蚀性，使它们具有耐氯化物应力腐蚀破裂、耐点蚀、耐热浓硝酸腐蚀、抗氧化、耐海水腐蚀等性能。研究表明，在湿热大气环境中，Si能明显改善碳钢和低合金钢的耐大气腐蚀性能，另外，Si还能提高低合金钢在海水中飞溅带的耐蚀性。本发明钢的Si元素含量设计为0.30-0.40％。

P，S：P，S是钢中的杂质元素。P具有一定的提高耐腐蚀性作用，但P是一种易于偏析的元素，在钢的局部产生严重偏析，降低塑性及韧性，对低温韧性极为有害。S元素在钢中易于偏析和富集，是对耐腐蚀性能用害的元素。本发明钢，在冶金质量方面严格控制了硫、磷含量水平，即P：≤0.010％，S：≤0.005％，以满足钢种对纯净度、冲击韧性、焊接性能的要求。

RE：在钢中有净化和明显的变质知用。钢的洁净度不断提高，稀土元素的微合金化作用日益突出。稀土的微合金化包括微量稀土元素的固溶强化、稀土元素与其他溶质元素和化合物的交互作用、稀土元素的存在状态(原子、夹杂物或化合物)、大小、形态和分布，特别是在晶界的偏聚以及稀土对钢表面和基体组织结构的影响。本发明钢的RE元素含量设计为0.01-0.02％。

V：V和C、O、N都有很强的结合能力，并与之形成极其稳定的化合物，因而能细化晶粒，降低钢的热敏感性和回火脆性。能显著改善普通低合金钢的焊接性能。本发明钢的V元素含量设计为0.08-0.10％。

Ni：Ni是一种比较稳定的元素，加入Ni能使钢的自腐蚀电位向正方向变化，增加了钢的稳定性，可以提高钢的强度，不显著降低钢的韧性，降低钢的脆性转变温度，改善钢的加工性能可焊性，提高钢材的耐腐蚀性能。本发明钢的Ni元素含量设计为0.20-0.40％。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

1)针对汽车零部件用高强度钢，在保证钢材的力学性能的基础上，改善了钢材的加工性能和焊接性能。

2)该产品通过合理的成分设计，制造成本较低是有效的是绿色产品，对环境、人员无不良影响，为企业绿色发展创造良好的环境，符合国家低碳、绿色、环保的发展理念。

3)添加RE元素采用低碳微合金化设计，可以对钢材有明显的净化租用和变质作用，对钢材的耐腐蚀性能较好。

具体实施方式

其炼钢工艺流程为：转炉—炉外精炼—VD真空处理—连铸；轧钢工艺流程为：铸坯加热—高压水除磷—Ф850mm开坯机—Ф700mm×3+Ф550mm×4连轧机组轧制—锯切—缓冷—无损检测—堆垛——检查—修磨—打捆—入库—发货；其中轧制工艺中控制的技术参数为：加热温度1200—1250℃，保温时间≥2.5小时；开轧温度≤1150℃；终轧温度≤850℃；缓冷时间≥48小时；其轧后的组织为铁素体+珠光体组织。其力学性能：屈服强度≥460MPa，抗拉强度≥570MPa，断后延伸率≥18％，-40℃KV2≥34J。

下面对本发明作进一步的描述：

表1为本发明各实施例的化学成分及重量百分比含量列表；

表2为本发明各实施例力学、耐腐蚀性能等检测结果列表。

表1各实施例的化学成分及重量百分比含量

实施例	C	Si	Mn	P	S	Ni	V	RE
									1	0.14	0.32	1.52	0.008	0.005	0.28	0.85	0.012
2	0.13	0.34	1.55	0.006	0.003	0.30	0.87	0.015
									3	0.13	0.32	1.54	0.009	0.004	0.27	0.86	0.014

表2各实施例力学、耐火性能、耐候性能等检测结果

通过表1、2数据可以看出：

1)化学成分不复杂制造成本较低，针对汽车零部件用高强钢的生产具有控制简单、可操作性强等优点。

2)本发明的实施例钢材产品的屈服强度、抗拉强度、延伸率、冲击韧性、等性能都达到一种稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的性能要求。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法，其特征在于：所述Q460热轧圆钢的化学成分按百分比为：C：0.12-0.15％，Mn：1.40-1.55％，Si：0.30-0.40％，V：0.80-1.00％，Ni：0.20-0.40％，RE：0.01-0.02％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，其余为铁和不可避免的微量的化学元素；

2.根据权利要求1所述的稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法，其特征在于：所述Q460热轧圆钢的化学成分按百分比为：C：0.14％，Mn：1.52％，Si：0.32％，V：0.85％，Ni：0.28％，RE：0.012％，P：0.008％，S：0.005％，其余为铁和不可避免的微量的化学元素。

3.根据权利要求1所述的稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法，其特征在于：所述Q460热轧圆钢的化学成分按百分比为：C：0.13％，Mn：1.55％，Si：0.34％，V：0.87％，Ni：0.30％，RE：0.015％，P：0.006％，S：0.004％，其余为铁和不可避免的微量的化学元素。

4.根据权利要求1所述的稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法，其特征在于：所述Q460热轧圆钢的化学成分按百分比为：C：0.13％，Mn：1.54％，Si：0.32％，V：0.86％，Ni：0.27％，RE：0.014％，P：0.009％，S：0.004％，其余为铁和不可避免的微量的化学元素。

5.根据权利要求1所述的稀土耐低温汽车零部件用Q460热轧圆钢的制备方法，其特征在于：其力学性能：屈服强度≥460MPa，抗拉强度≥570MPa，断后延伸率≥18％，-40℃KV₂≥34J。