CN113265585B - 一种汽车安全气囊用不锈钢及其生产方法与应用 - Google Patents

一种汽车安全气囊用不锈钢及其生产方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车安全气囊用不锈钢，按照重量百分比计，包括：C0.04％‑0.07％，Si 0.4％‑0.7％，Mn 1.2％‑1.8％，P≤0.04％，S≤0.005％，Cr18.5％‑18.8％，Ni 8.4％‑8.7％，N 0.03％‑0.06％，Cu 0.4％‑0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明还公开了该汽车安全气囊用不锈钢的制备方法以及用途。当将该汽车安全气囊用不锈钢制成汽车安全气囊卡扣时，带钢杯凸深度10mm时杯凸顶点的形变马氏体含量能控制在2‑6％，抗拉强度：650‑700MPA，晶粒度：8‑9。

Description

一种汽车安全气囊用不锈钢及其生产方法与应用
技术领域
本发明涉及不锈钢生产技术领域，具体涉及一种汽车安全气囊用不锈钢及其生产方法与应用。
背景技术
304钢种不仅使用在面板、食品加工行业，而且在汽车行业也有广泛的应用。汽车安全气囊所用的卡扣就是其应用领域之一。由于这种卡扣使用在汽车安全气囊方面，因此其安全可靠性要求非常高。要求杯凸深度10mm时杯凸顶点的形变马氏体含量≤12％，避免在紧固锁扣变形过程中形变开裂。抗拉强度≥650MPA，晶粒度7.5-10，保证卡扣达到更大的破断强度和扭矩。
受生产工艺的制约，目前的304钢种尚无法满足上述要求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种汽车安全气囊用不锈钢及其生产方法与应用。
本发明的技术方案具体如下：
一种汽车安全气囊用不锈钢，按照重量百分比计，包括：C 0.04％-0.07％，Si0.4％-0.7％，Mn 1.2％-1.8％，P≤0.04％，S≤0.005％，Cr 18.5％-18.8％，Ni 8.4％-8.7％，N 0.03％-0.06％，Cu 0.4％-0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
可选地，按照重量百分比计，包括：C 0.05％，Si 0.5％，Mn 1.5％，P≤0.04％，S≤0.005％，Cr 18.6％，Ni 8.5％，N 0.05％，Cu 0.45％，余量为Fe和不可避免的杂质。
可选地，所述汽车安全气囊用不锈钢的形变马氏体含量≤6％，优选2％-6％。
可选地，所述汽车安全气囊用不锈钢的抗拉强度是650-700MPA。
可选地，所述汽车安全气囊用不锈钢的晶粒度是8-9。
上述汽车安全气囊用不锈钢的制备方法，包括将原料钢卷焊接为带钢板、冷线退火和平整的步骤，在冷线退火步骤中，TV＝80-90。
可选地，在冷线退火步骤中，带钢板的温度是1150-1180℃。
可选地，在平整步骤中，延伸率是0.6％-1.0％。
上述汽车安全气囊用不锈钢在制备汽车安全气囊卡扣中的用途。
相比于现有技术，本发明的汽车安全气囊用不锈钢及其生产方法与应用，至少具有如下有益效果：
当将该汽车安全气囊用不锈钢制成汽车安全气囊卡扣时，带钢杯凸深度10mm时杯凸顶点的形变马氏体含量能控制在2-6％，抗拉强度：650-700MPA，晶粒度：8-9。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1是304不锈钢MD30与形变马氏体含量的关系图。
图2显示了不锈钢带钢的供货时的状态。
图3显示了带钢装配后的效果。
图4是汽车安全气囊卡扣(即图3中的画圈部位)的局部放大图。
具体实施方式
为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
针对汽车安全气囊所用卡扣对不锈钢的特殊要求，本发明的发明人对不锈钢的成分设计和生产工艺进行了深入的研究，从而创造性地提出了一种汽车安全气囊用不锈钢及其生产方法与应用。
发明人通过研究发现，304钢无磁性，但是在加工使用过程中由于变形会产生一定量的形变马氏体，因此具有了一定磁性。这种磁性与不锈钢合金成份密切相关。磁性公式具体是：MD30＝Md30＝551-462×％(C+N)-9.2×％Si-8.1×％Mn-13.7×％Cr-29×％(Ni+Cu)-18.5×％Mo-68×％Nb，其中，“％元素符号”表示该元素的重量百分含量，例如％Si表示元素Si的重量百分含量。为了控制带钢加工使用过程中形变马氏体含量，发明人对形变马氏体含量与MD30关系进行了研究。具体如下：
绘制不同MD30带钢与其杯凸深度10mm时杯凸顶点的形变马氏体含量关系，具体如图1所示。
根据图1，发明人判断，欲使带钢加工使用过程中形变马氏体含量≤12％，MD30应小于-3。基于此，发明人进一步对不锈钢的元素组成进行研究，从而提出了一种汽车安全气囊用不锈钢。按照按照重量百分比计，该汽车安全气囊用不锈钢包括：C 0.04％-0.07％，Si0.4％-0.7％，Mn 1.2％-1.8％，P≤0.04％，S≤0.005％，Cr 18.5％-18.8％，Ni 8.4％-8.7％，N 0.03％-0.06％，Cu 0.4％-0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。优选地，按照按照重量百分比计，该汽车安全气囊用不锈钢包括：C 0.05％，Si 0.5％，Mn 1.5％，P≤0.04％，S≤0.005％，Cr 18.6％，Ni 8.5％，N 0.05％，Cu 0.45％，余量为Fe和不可避免的杂质。
对于本发明的汽车安全气囊用不锈钢，除了满足MD30小于-3之外，由于其元素组成中的Mn、N、Ni等元素含量较高，使元素之间通过相互协同作用可获得更多的单相奥氏体组织，减少带钢加工使用过程中形变马氏体的产生。
优选地，该汽车安全气囊用不锈钢的形变马氏体含量≤6％，优选2％-6％。
优选地，该汽车安全气囊用不锈钢的抗拉强度是650-700MPA。
优选地，该汽车安全气囊用不锈钢的晶粒度是8-9。
另一方面，本发明还提供了上述汽车安全气囊用不锈钢的生产方法，该生产方法包括将原料钢卷焊接为带钢板、冷线退火和平整等步骤。本发明生产方法的改进之处在于冷线退火步骤的TV值与温度以及平整步骤的延伸率。其它的步骤可采用常规步骤，本领域技术人员可以根据实际生产的需要进行合理的选择。
具体地，在冷线退火步骤中，TV＝80-90，其中，T表示带钢板的厚度，V表示带钢板的过线速度，TV值即带钢板的板厚与该板厚时机组允许的最高工艺速度之乘积。在冷线退火步骤中，带钢板的温度是1150-1180℃。
在冷线退火步骤中，通过带钢速度与温度的合理配合，可有效促进带钢组织充分回复和细化晶粒，保证晶粒度达到用户要求。
具体地，在平整步骤中，平整延伸率是0.6％-1.0％。
在平整步骤中，较高的平整延伸率，可有效提高带钢的强度。
另一方面，本发明还提供了上述汽车安全气囊用不锈钢在制备汽车安全气囊卡扣中的用途。
汽车安全气囊卡扣例如如图2至图4所示。其中，图2显示了不锈钢带钢的供货时的状态，图3显示了带钢装配后的效果，图4是汽车安全气囊卡扣的局部放大图。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
首先，对如下参数的检测方法进行说明：
形变马氏体含量：使用铁素体仪MP30测量。MP30主要是利用磁性测量铁素体含量，而马氏体也具有磁性。由于304奥氏体中只有极少量残留铁素体，因此利用MP30测量磁性测得的铁素体含量，可以近似地认为是形变马氏体含量。
抗拉强度：参照JIS Z 2241的金属材料拉伸试验方法。
晶粒度：参照GB/T 6394的金属平均晶粒度测定方法。
实施例一：
KA 0101267，钢种304，成品厚度1.0mm，具体情况如下：
1、成份及MD30：
C Si Mn P S Cr Ni N Cu Nb Mo Md30
0.051 0.4315 1.3135 0.0252 0.0019 18.76 8.535 0.0444 0.498 0 0 -26.65295
2、冷线退火工艺如下：TV＝85(T为带钢厚度，V为带钢过线速度)，带钢板温1165℃.
3、平整延伸率0.71％。
效果：带钢杯凸深度10mm时杯凸顶点的形变马氏体含量3.1％，抗拉强度665MPA，晶粒度8.0。
实施例二：
KA 0111765，钢种304，成品厚度1.2mm，具体情况如下：
1、成份及MD30：
C Si Mn P S Cr Ni N Cu Nb Mo Md30
0.0515 0.4356 1.2535 0.0342 0.001 18.587 8.4236 0.0517 0.4401 0 0 -22.52847
2、冷线退火工艺如下：TV＝86(T为带钢厚度，V为带钢过线速度)，带钢板温1172℃.
3、平整延伸率0.85％。
效果：带钢杯凸深度10mm时杯凸顶点的形变马氏体含量1.9％，抗拉强度682MPA，晶粒度8.5。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的替代、修饰、组合、改变、简化等，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车安全气囊用不锈钢，其特征在于，按照重量百分比计，包括：C 0.04%-0.07%，Si 0.4%-0.7%，Mn 1.2%-1.8%，P≤0.04%，S≤0.005%，Cr 18.5%-18.8%，Ni 8.4%-8.7%，N 0.03%-0.06%，Cu 0.4%-0.5%，余量为Fe和不可避免的杂质；
其中，所述汽车安全气囊用不锈钢的生产方法，依次包括冷线退火和平整的步骤；其中，冷线退火步骤中，钢板的板厚与该板厚时机组允许的最高工艺速度的乘积为80-90，带钢板的温度是1150-1180℃；在平整步骤中，平整延伸率是0.6%-1.0%。
2.根据权利要求1所述的汽车安全气囊用不锈钢，其特征在于，按照重量百分比计，包括：C 0.05%，Si 0.5%，Mn 1.5%，P≤0.04%，S≤0.005%，Cr 18.6%，Ni 8.5%，N 0.05%，Cu0.45%，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的汽车安全气囊用不锈钢，其特征在于，所述汽车安全气囊用不锈钢的形变马氏体含量≤6%。
4.根据权利要求3所述的汽车安全气囊用不锈钢，其特征在于，所述汽车安全气囊用不锈钢的形变马氏体含量为2%-6%。
5.根据权利要求1或2所述的汽车安全气囊用不锈钢，其特征在于，所述汽车安全气囊用不锈钢的抗拉强度是650-700MPa。
6.根据权利要求1或2所述的汽车安全气囊用不锈钢，其特征在于，所述汽车安全气囊用不锈钢的晶粒度是8-9。
7.权利要求1-6任一项所述的汽车安全气囊用不锈钢的生产方法，包括将原料钢卷焊接为带钢板、冷线退火和平整的步骤，其特征在于，在冷线退火步骤中，所述带钢板的板厚与该板厚时机组允许的最高工艺速度的乘积为80-90。
8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，在冷线退火步骤中，带钢板的温度是1150-1180℃。
9.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，在平整步骤中，延伸率是0.6%-1.0%。
10.权利要求1-6任一项所述的汽车安全气囊用不锈钢在制备汽车安全气囊卡扣中的用途。
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