CN112725687B - 折弯及抗撞性能优良的边梁用750bl钢板及生产方法 - Google Patents

折弯及抗撞性能优良的边梁用750bl钢板及生产方法 Download PDF

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Abstract

一种折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板及生产方法，属于冶金技术领域。所述钢板化学成分及重量配比为C：0.070～0.090%，Si：0.10～0.25%，Mn：1.80～2.00%，P≤0.015%，S≤0.004%，Nb：0.020～0.035%，V:0.02～0.04%；Ti：0.120～0.150%，Als：0.015～0.035%，N≤0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。其生产方法包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、铸坯加热、控制轧制、层流冷却工序。本发明采用单精炼LF工艺生产，同时以钒铁替代Mo铁，成本低，钢板具有良好的折弯性能及抗撞性能。

Description

折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板及生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板及生产方法。
背景技术
750BL属于高强度商用车大梁钢，主要用于商用车车厢边梁、防撞梁加工，成型较为简单。当前由于商用车治超限载政策收紧，挂车改装厂正致力于减轻车身自重提高有效载荷。挂车整车横纵大梁、边梁及防撞梁等部位目前均采用700Mpa级热轧高强钢。由于边梁一般不承受较大应力且成型工艺简单，折弯成方管后直接焊接上车，材质有较好抗撞击以及较大的变形抗力即可。因此在非承重边梁部位选用更高强度级别750Mpa的热轧高强钢，可以进一步降低钢板厚度减轻车身自重，可在目前厚度3-6mm的基础上降低至2-5mm，减重为16.7%-23.3%，具有广阔的市场前景。目前绝大部分钢厂对750Mpa级热轧商用车高强钢均采用添加贵金属Mo铁以及采取LF+RH双精炼生产工艺，生产工艺成本及合金成本较高。
发明内容
本发明提供一种低成本且折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板及生产方法，其采用单精炼LF工艺生产，同时以钒铁替代Mo铁。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板，所述钢板化学成分及质量百分含量为C：0.070～0.090%，Si：0.10～0.25%，Mn：1.80～2.00%，P≤0.015%，S≤0.004%，Nb：0.020～0.035%，Ti：0.120～0.150%，V:0.02～0.04%，Als：0.015～0.035%，N≤0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述钢板厚度为2.0～6.0mm，钢板金相组织为准多边形铁素体+点状渗碳体+珠光体+纳米级TiC析出物，晶粒度11.0～12.0级。
所述钢板屈服强度720～775MPa，抗拉强度785～831MPa，延伸率16～22%，屈强比0.91～0.94，-20℃ 1/4尺寸冲击功25～30J、半尺寸试样冲击功45～65J。
上述折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板的生产方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、铸坯加热、控制轧制、层流冷却工序；所述控制轧制工序，第一阶段为粗轧，第二阶段为精轧，精轧入口温度1000～1050℃，末道次压下率20～23%，第二阶段累计压下率65～90%，精轧终轧温度886～914℃；所述层流冷却工序，采用前段1/2冷却模式，冷却水温25～30℃，冷却速度30～45℃/s，卷取温度610～625℃。
所述铁水预处理工序，脱硫前铁水S：0.025～0.050%，脱硫处理后铁水S≤0.008%；采用镁粉与石灰喷吹脱硫，镁粉与石灰重量比例为1：2.5～3.5，喷吹时间24～30min，镁粉喷吹速率13.0～16.0kg/min，石灰喷吹速率33～38kg/min。
所述转炉冶炼工序，炉内炉渣碱度3.0～4.5，吹氧速度10～13m³/s，总吹氧时间950～1150s；吹炼全程转炉底吹氩气220～330NM³/h；吹炼过程保证转炉炉口微正压10～20Pa；转炉终点吹止温度1620～1660℃，控制终点C：0.02～0.04%、P≤0.015%、O：500～800ppm；出钢时间5～7min，出钢1/4时加入电解锰合金11～12.0kg/t钢，出钢1/2时加入石灰1.0～1.5kg/t钢。
所述LF精炼工序，进站铝含量控制在250～450ppm，LF送电钢水加热时间10～15min，升温速度5～6℃/min，精炼出站温度1570～1585℃，精炼时间35～50min，精炼结束后钢水Ca含量15～30ppm，Ca处理完毕后软吹6～10min。
所述板坯连铸工序，采用动态轻压下，加大凝固末端压下量，采用管线钢保护渣，使用超低碳覆盖剂，拉坯速度0.9～1.3m/min，采用恒拉速浇铸，连铸浇注时长35～40min。
所述铸坯加热工序，加热段温度1230～1260℃，总加热时间180～220min。
所述控制轧制工序，粗轧阶段采用3+5道次轧制，粗轧终轧温度1030～1070℃，精轧阶段，经过F1-F7精轧机组7道次轧制，精轧机架间除鳞水全开，精轧入口温度优选1010～1050℃。
本发明折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板产品标准参考GB/T 3273-2015；产品性能检测方法标准参考GB/T 228/229/232。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明在成分设计上采用低成本的低碳高锰以及少量的铌加高钛复合强化的机理，依靠Nb、Ti合金的细晶强化以及TiC二相粒子的析出强化，得到高屈服高韧性的750BL钢板。2、本发明轧制工艺采用TMCP热机械轧制配合层流加速冷却，通过控制形变温度、形变量和冷却速率等参数，获得均匀分布的微小多边形铁素体以及弥散分布的渗碳体加微量的珠光体组织，从而改善钢的综合力学性能。3、本发明成分设计体系和生产工艺均为低成本，可为生产企业创效250-400元/吨钢，同时钢板具有较高的屈服强度和优良的冲击功，极大提高了钢材的抗变形和抗撞击能力，从而提高车辆的有效载荷，降低整车重量及燃油消耗。
附图说明
图1为实施例1中的750BL钢板横向厚度1/2位置显微组织图；
图2为实施例1中的750BL钢板纵向厚度1/2位置显微组织图；
图3为实施例2中的750BL钢板横向厚度1/2位置显微组织图；
图4为实施例2中的750BL钢板纵向厚度1/2位置显微组织图；
图5为实施例3中的750BL钢板横向厚度1/2位置显微组织图；
图6为实施例3中的750BL钢板纵向厚度1/2位置显微组织图；
图7为实施例4中的750BL钢板横向厚度1/2位置显微组织图；
图8为实施例4中的750BL钢板纵向厚度1/2位置显微组织图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1-10
一种折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板的生产方法，其生产工艺主包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、铸坯加热、控制轧制、层流冷却工序。具体步骤如下：
（1）铁水预处理工序：脱硫前铁水S：0.025～0.050%，脱硫处理后铁水S≤0.008%；采用镁粉与石灰喷吹脱硫，镁粉与石灰重量比例为1：2.5～3.5，喷吹时间24～30min，镁粉喷吹速率13.0～16.0kg/min，石灰喷吹速率33～38kg/min。
（2）转炉冶炼工序：采用250T转炉吹炼，铁水每炉250-270t加入自产废钢（主要为板边角料及坯头坯尾）30-50t，总装入量控制在300t以内，炉内炉渣碱度3.0～4.5，吹氧速度10～13m³/s，总吹氧时间950～1150s；为防止钢水增N，吹炼全程转炉底吹氩气220～330Nm³/h；为防止吸入空气，吹炼过程保证转炉炉口微正压10～20Pa；转炉终点吹止温度1620～1660℃，控制终点C：0.02～0.04%、P≤0.015%、O：500～800ppm；出钢时采用滑板挡渣，严格控制下渣量，出钢时间5～7min，出钢1/4时加入电解锰合金11～12.0kg/t钢，出钢1/2时加入石灰1.0～1.5kg/t钢。
（3）LF精炼工序：进站后加入铝粒、石灰、硅铁快速造白渣，进站铝含量控制在250～450ppm，成渣后取样化验成分，依据成分调整钢水合金含量；LF送电钢水加热时间10～15min，升温速度5～6℃/min，精炼出站温度1570～1585℃，精炼时间35～50min，精炼结束后钢水Ca含量15～30ppm，Ca处理完毕后软吹6～10min；为避免钢水温降过大，控制好净吹气量避免钢水裸露；精炼全程除合金化及脱S过程外，禁止大气量搅拌，炉内微正压操作，避免钢水吸气。
（4）板坯连铸工序：采用动态轻压下，加大凝固末端压下量，采用管线钢保护渣（型号HG-FJ-KF-7B），根据拉速确定末端位置手动调节末端压下量，在普通轻压下量 1.5 ～2.0 mm的基础上，每个段增加0.5mm，分4个段，累计增大2.0mm，以改善铸坯中心质量；使用超低碳覆盖剂（型号MOP-VRS-95R），拉坯速度0.9～1.3m/min，采用恒拉速浇铸，每个浇次每流取硫印样一块检验铸坯内质情况，连铸浇注时长35～40min，板坯切头1.0～2.0m，尾坯切除1.5～2.0m；中包钢水重量35～65t，中包剩钢量18～25t。
（5）铸坯加热工序：连铸板坯12h内装炉加热，入炉温度大于450℃，加热段温度1230～1260℃，总加热时间180～220min。
（6）控制轧制工序：第一阶段为粗轧阶段，采用3+5道次轧制，粗轧终轧温度1030～1070℃，第二阶段为精轧阶段，精轧入口温度1000～1050℃，优选1010～1050℃，经过F1-F7精轧机组7道次轧制，精轧机架间除鳞水全开，末道次压下率20～23%，第二阶段累计压下率65～90%，精轧终轧温度886～914℃。
（7）层流冷却工序：采用前段间隔1/2冷却模式，即一组水4根集管，依次按照开、关、开、关的顺序，每卷耗水量为3800～5000m³。冷却水温25～30℃，冷却速度30～45℃/s，卷取温度610～625℃。
各实施例生产工序参数见表1-5，所得钢板化学成分及质量百分含量见表6，钢板厚度、晶粒度及性能见表7。
实施例1-4所得钢板横向及纵向厚度1/2位置的显微组织图见图1-8，由图1-8可知，钢板金相组织为准多边形铁素体+点状渗碳体+微量珠光体以及纳米级TiC析出物，晶粒细小均匀，晶粒度11.0～12.0级，纵向带状组织＜1级。实施例5-10钢板横向及纵向厚度1/2位置的显微组织图与实施例1-4相似，故省略。
表1. 各实施例生产工序参数
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2. 各实施例转炉冶炼工序参数
Figure 205013DEST_PATH_IMAGE002
表3. 各实施例LF精炼工序参数
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表4. 各实施例板坯连铸、铸坯加热工序参数
Figure 813499DEST_PATH_IMAGE004
表5. 各实施例控制轧制、层流冷却工序参数
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表6. 各实施例钢板化学成分及质量百分含量（%）
Figure 216405DEST_PATH_IMAGE006
表6中，余量为Fe和不可避免的杂质。
表7. 各实施例钢板厚度、晶粒度及性能
Figure DEST_PATH_IMAGE007
对实施例1-10钢板180°冷弯试样d=a（d:弯心直径，a:试样厚度）进行检测，检测结果均为合格，无裂纹。
由此可见，本发明生产出来的边梁用750BL钢板具有高屈服强度、高延伸以及良好的冷弯性能。

Claims (9)

1.一种折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板，其特征在于，所述钢板化学成分及质量百分含量为C：0.070～0.090%，Si：0.10～0.25%，Mn：1.80～2.00%，P≤0.015%，S≤0.004%，Nb：0.020～0.035%，Ti：0.124～0.150%，V:0.02～0.04%，Als：0.015～0.035%，N≤0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述钢板厚度为2.0～6.0mm，钢板金相组织为准多边形铁素体+点状渗碳体+珠光体+纳米级TiC析出物，晶粒度11.0～12.0级；
所述钢板的生产方法采用单精炼LF工艺，包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、铸坯加热、控制轧制、层流冷却工序；所述控制轧制工序，第一阶段为粗轧，粗轧末道次压下率20～23%，第二阶段为精轧，精轧入口温度1000～1050℃，第二阶段精轧累计压下率70～85%，精轧终轧温度886～914℃；所述层流冷却工序，采用前段间隔1/2冷却模式，冷却水温25～30℃，冷却速度30～45℃/s，卷取温度610～625℃。
2.根据权利要求1所述的折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度720～775MPa，抗拉强度785～831MPa，延伸率16～22%，屈强比0.91～0.94，-20℃ 1/4尺寸冲击功25～30J、半尺寸试样冲击功45～65J。
3.基于权利要求1或2所述的折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法采用单精炼LF工艺，包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、铸坯加热、控制轧制、层流冷却工序；
所述控制轧制工序，第一阶段为粗轧，粗轧末道次压下率20～23%，第二阶段为精轧，精轧入口温度1000～1050℃，第二阶段精轧累计压下率70～85%，精轧终轧温度886～914℃；
所述层流冷却工序，采用前段间隔1/2冷却模式，冷却水温25～30℃，冷却速度30～45℃/s，卷取温度610～625℃。
4.根据权利要求3所述的折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板的生产方法，其特征在于，所述铁水预处理工序，脱硫前铁水S：0.025～0.050%，脱硫处理后铁水S≤0.008%；采用镁粉与石灰喷吹脱硫，镁粉与石灰重量比例为1：2.5～3.5，喷吹时间24～30min，镁粉喷吹速率13.0～16.0kg/min，石灰喷吹速率33～38kg/min。
5.根据权利要求4所述的折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序，炉内炉渣碱度3.0～4.5，吹氧速度10～13m³/s，总吹氧时间950～1150s；吹炼全程转炉底吹氩气220～330NM³/h；吹炼过程保证转炉炉口微正压10～20Pa；转炉终点吹止温度1620～1660℃，控制终点C：0.02～0.04%、P≤0.015%、O：500～800ppm；出钢时间5～7min，出钢1/4时加入电解锰合金11～12.0kg/t钢，出钢1/2时加入石灰1.0～1.5kg/t钢。
6.根据权利要求5所述的折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板的生产方法，其特征在于，所述LF精炼工序，进站铝含量控制在250～450ppm，LF送电钢水加热时间10～15min，升温速度5～6℃/min，精炼出站温度1570～1585℃，精炼时间35～50min，精炼结束后钢水Ca含量15～30ppm，Ca处理完毕后软吹6～10min。
7.根据权利要求6所述的折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板的生产方法，其特征在于，所述板坯连铸工序，采用动态轻压下，加大凝固末端压下量，采用管线钢保护渣，使用超低碳覆盖剂，拉坯速度0.9～1.3m/min，采用恒拉速浇铸，连铸浇注时长35～40min。
8.根据权利要求7所述的折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板的生产方法，其特征在于，所述铸坯加热工序，加热段温度1230～1260℃，总加热时间180～220min。
9.根据权利要求3-8任一项所述的折弯及抗撞性能优良的边梁用750BL钢板的生产方法，其特征在于，所述控制轧制工序，粗轧阶段采用3+5道次轧制，粗轧终轧温度1030～1070℃，精轧阶段，经过F1-F7精轧机组7道次轧制，精轧机架间除鳞水全开，精轧入口温度1010～1050℃。
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