CN113088651A - 一种抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法，包括转炉炼钢、LF+RH双精炼、连铸、热轧、冷却、卷取工序。本发明采用中低碳、高锰、铌+钒+钛复合微合金化的成分设计体系及控轧控冷工艺，制备得到屈服强度≥710MPa，抗拉强度≥780MPa，延伸率A％≥15％，且厚度为2.0～8.0mm的热轧钢带，可用于制造乘用车的轮辋、轮辐等零部件，并替换目前使用的低强度厚规格材料，实现汽车结构用钢高强轻量化目标。

Description

一种抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法。
背景技术
汽车工业快速发展，推动了社会经济发展，同时也形成大量能源消耗和CO2排放问题，全球对此予以极大关注，并对车燃油消耗和排放作出了严格的规定。车轮作为汽车重要部件，不仅影响汽车行驶的安全性和操纵的稳定性，其自身重量对燃油消耗有很大影响。试验证明，汽车重量每下降10％，油耗可降低8％～10％，CO2排放量可降低4％。目前，国外800MPa级别的高强轻量化车轮用钢已批量应用，国内以600MPa及以下强度级别的车轮钢为主，其典型特征为强度偏低、钢板较厚，比国外重10％～20％，更高级别车轮用钢生产和配套应用技术仍处于研发和推广阶段。总的来看，高强轻量化已成为汽车产业发展的关键共性技术。
中国专利CN 105154769 A提供了一种780MPa级热轧高强度高扩孔钢及其制造方法，其合金化元素采用Ti+Mo复合添加，屈强比在0.96以上，且高温卷取后要求冷却速度≤20℃/s。中国专利CN 109112422 A公开了一种780MPa级高疲劳高强钢及其制造方法，其合金化元素采用Ti+Mo复合添加，且在水冷后卷取前需要待温处理。中国专利CN 108570604 A公开了一种780MPa级热轧酸洗高扩孔钢带及其生产方法，其合金化元素为Ti+Nb+Cr复合添加，屈服强度仅为600MPa，且其组织含有体积分数为80％～90％的贝氏体组织。PCT国际专利(申请公布号CN 105074033 A)公开了具有780MPa以上的拉伸强度的高强度热轧钢板，其合金化元素含有Ca:0.0005％～0.0050％、REM:0.0005％～0.0300％的至少1种以上，且其组织含有体积分数为95％以上的贝氏体组织，为保证磁性能，卷取温度低至380～480℃，卷取机负荷增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法，采用中低碳、高锰、铌+钒+钛复合微合金化的成分设计体系及控轧控冷工艺，制备得到屈服强度≥710MPa，抗拉强度≥780MPa，延伸率A％≥15％，且厚度为2.0～8.0mm的热轧钢带。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法，包括以下步骤：
a)冶炼及连铸
将钢水进行转炉炼钢，LF+RH双精炼，连铸剪切后形成板坯，其中板坯厚度≥200mm；
b)板坯加热及保温
板坯加热温度1200～1280℃，均热时间≥30min，出炉温度1200～1260℃；
c)热轧+冷却+卷取
加热出炉的板坯，经除鳞后进行5～7道次粗轧且累计变形量≥80％，粗轧终轧温度1050～1100℃；中间坯待温后再进行7道次精轧且累计变形量≥70％，开轧温度1010～1070℃，终轧温度820～900℃；精轧结束后以前置超快冷+层流冷却模式将钢板水冷至530～620℃，卷取后空冷至室温得成品钢带。
具体地，所述钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C 0.05％～0.15％，Si0.05％～0.35％，Mn 1.5％～2.5％，P≤0.015％，S≤0.005％，Als 0.02％～0.06％，Ti0.08％～0.15％，Nb 0.05％～0.10％，V 0.02％～0.08％，其它为Fe和不可避免的杂质。
具体地，钢带厚度为2.0～8.0mm，钢带微观组织由铁素体+分布于晶界和晶内的纳米级碳化物组成，其中，铁素体平均晶粒尺寸≤10μm。
具体地，钢带屈服强度≥710MPa，钢带抗拉强度≥780MPa，延伸率A％≥15％。
本发明具有以下有益效果：本发明设计并使用了铌+钒+钛复合微合金化的成分设计体系，采用控轧控冷技术进行调控热轧变形各阶段温度，且无需低温卷取、无需控制卷取后冷却速度。本发明制造出的屈服强度≥710MPa、抗拉强度≥780MPa、延伸率A％≥15％且厚度为2.0～8.0mm的热轧钢带，综合力学性能优异、板型及表面质量良好，可用于制造乘用车的轮辋、轮辐等零部件，并替换目前使用的低强度厚规格材料，实现车轮用钢的高强轻量化目标。
附图说明
图1为实施例1制备的热轧钢带的显微组织图。
图2为实施例2制备的热轧钢带的显微组织图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1～4：本发明所述的一种抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法，如下所述。
本发明实施例1～4中板坯的化学成分及质量百分含量为：C 0.05％～0.15％，Si0.05％～0.35％，Mn 1.5％～2.5％，P≤0.015％，S≤0.005％，Als 0.02％～0.06％，Ti0.08％～0.15％，Nb 0.05％～0.10％，V 0.02％～0.08％，其它未Fe和不可避免的杂质元素。具体实施例1～4中板坯的化学成分如表1所示，板坯厚度≥200mm。
表1实施例1-4板坯的实际冶炼成分(质量百分比，％)
实施例 C Si Mn P S Als Nb Ti V
1 0.08 0.28 1.5 0.011 0.005 0.05 0.08 0.12 0.06
2 0.12 0.15 1.8 0.006 0.003 0.02 0.10 0.08 0.08
3 0.15 0.35 2.0 0.015 0.002 0.06 0.05 0.15 0.02
4 0.05 0.05 2.5 0.004 0.004 0.035 0.06 0.10 0.05
本发明实施例1～4中按照以下方法进行控制各工序的工艺参数：
a)冶炼及连铸工序：
将钢水按表1的成分比例进行转炉炼钢，LF+RH双精炼，连铸剪切后形成板坯，其中板坯厚度≥200mm。
b)板坯加热及保温工序：
将板坯下线冷却，并对其表面质量进行检查，合格后重新装炉加热保温，板坯加热温度1200～1280℃，均热时间≥30min，总在炉时间≥200min，出炉温度1200～1260℃。
c)热轧工序：
加热出炉的板坯，经除鳞后进行5～7道次粗轧且累计变形量≥80％，粗轧终轧温度1050～1100℃；其中2.00mm≤热轧成品厚度≤4.00mm的粗轧出口坯厚为30～40mm，4.00mm＜热轧成品厚度≤8.00mm的粗轧出口坯厚为40～60mm；中间坯待温后再进行7道次精轧且累计变形量≥70％，开轧温度1010～1070℃，终轧温度820～900℃。
d)冷却+卷取工序：精轧结束后以前置超快冷+层流冷却模式将钢板水冷至530～620℃，卷取后空冷至室温得成品钢带。
对制得的热轧钢带线下取样进行微观组织分析和力学性能测试，分析及测试结果具体见表2。本发明制备的热轧钢带屈服强度≥710MPa，抗拉强度≥780MPa，延伸率A％≥15％，且延伸率随着厚度的增加而增加。
表2实施例1-4成品钢带的力学性能(质量百分比，％)
实施例 厚度/mm 屈服强度/℃ 抗拉强度/℃ 延伸率/mm 显微组织
1 4 745 818 24 铁素体+碳化物
2 6 729 801 19.5 铁素体+碳化物
3 2 769 849 15.5 铁素体+碳化物
4 8 715 783 55 铁素体+碳化物
附图1为实施例1中制备的热轧钢带的显微组织，由铁素体+分布于晶界和晶内的纳米级碳化物析出粒子组成，其中，铁素体平均晶粒尺寸≤10μm，碳化物析出粒子的尺寸为纳米级别，在扫描电镜下不能完全观察到。附图2为实施例2中制备的热轧钢带的显微组织，由铁素体+分布于晶界和晶内的纳米级碳化物析出粒子组成，其中，铁素体平均晶粒尺寸≤10μm，碳化物析出粒子的尺寸为纳米级别，在扫描电镜下不能完全观察到。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.一种抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)冶炼及连铸
将钢水进行转炉炼钢，LF+RH双精炼，连铸剪切后形成板坯，其中板坯厚度≥200mm；
b)板坯加热及保温
板坯加热温度1200～1280℃，均热时间≥30min，出炉温度1200～1260℃；
c)热轧+冷却+卷取
加热出炉的板坯，经除鳞后进行5～7道次粗轧且累计变形量≥80％，粗轧终轧温度1050～1100℃；中间坯待温后再进行7道次精轧且累计变形量≥70％，开轧温度1010～1070℃，终轧温度820～900℃；精轧结束后以前置超快冷+层流冷却模式将钢板水冷至530～620℃，卷取后空冷至室温得成品钢带。
2.如权利要求1所述的抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法，其特征在于，所述钢水的化学成分组成及其质量百分含量为：C 0.05％～0.15％，Si 0.05％～0.35％，Mn 1.5％～2.5％，P≤0.015％，S≤0.005％，Als 0.02％～0.06％，Ti 0.08％～0.15％，Nb 0.05％～0.10％，V 0.02％～0.08％，其它为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法，其特征在于，钢带厚度为2.0～8.0mm，钢带微观组织由铁素体+分布于晶界和晶内的纳米级碳化物组成，其中，铁素体平均晶粒尺寸≤10μm。
4.如权利要求1所述的抗拉强度780MPa以上的汽车结构用热轧钢带的生产方法，其特征在于，钢带屈服强度≥710MPa，钢带抗拉强度≥780MPa，延伸率A％≥15％。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104928578A (zh) * 2015-06-26 2015-09-23 河北钢铁股份有限公司承德分公司 含钒复合微合金化800MPa级汽车大梁用热轧卷板及生产方法

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