CN115011774B - 一种采用csp生产的高表面质量汽车大梁钢的方法 - Google Patents

一种采用csp生产的高表面质量汽车大梁钢的方法 Download PDF

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Abstract

一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢的方法：常规冶炼后浇注成坯；对铸坯加热；除鳞；采用7机架进行轧制；采用感应加热器加热至卷取温度并卷取；将钢卷置于温度在110~130℃保温坑中进行缓冷，冷却时间不低于720min；将钢卷自然冷却至室温。本发明基于CSP产线，获得了一种合金添加量少，表面质量良好，不需表面处理便直接可使用的厚度范围为1.5~11.5mm的汽车大梁钢，其延伸率提高20%以上，生产成本降低不低于15%，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢的方法
技术领域
本发明涉及一种汽车用钢及生产方法，具体属于一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢及方法。
背景技术
汽车大梁钢是专门用于制作汽车大梁的热轧产品，主要用于制造汽车大梁如纵梁和横梁等，产品厚度一般为2.0-8.0mm的低合金钢板。汽车大梁形状复杂，除要求较高的强度和冷弯性能外，还要求有良好的冲压成型性能。目前国内外在生产汽车大梁板方面采用的方式基本相似，大多使用传统热连轧进行生产。
如经检索：中国专利申请号为202110432643.3的文献，公开了《一种高强度550L汽车大梁钢的制备方法》，其成分组成为C：0.080～0.11wt％，Si：≤0.20wt％，Mn：0.55～0.65wt％，P：≤0.018wt％，S：≤0.004wt％，Ti：0.045～0.060wt％，Al：0.020～0.035wt％，N：0.0030～0.0045wt％，采用热连轧机轧制3.0mm～10mm厚的热轧卷，终轧温度854～858℃。其存在的不足是添加了较多的Ti、Al等合金元素，致合金成本高。此外其只能生产厚度3.0mm以上的热轧大梁钢。
中国专利公开号为CN101914728B的文献，公开了一种《铌钛复合轻型卡车汽车大梁钢及其制备方法》，其化学成份按重量百分比为：C：0.09％-0.15％，Si：0.30％-0.60％，Mn：1.25％-1.50％，P≤0.030％，S≤0.030％，Nb：0.015％-0.030％，Ti：0.010-0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。该文献仍为添加了较多的合金元素，并且钢中C、Si含量偏高，对材料的焊接性能和表面质量受影响。另外热轧大梁钢在使用时一般需要先进行喷丸或酸洗处理等表面处理，增加了工序成本和环境污染。
发明内容
本发明主要目的在于克服现有技术存在的不足，在于基于CSP流程，提供一种合金添加量少，表面质量良好，且无需要进行表面处理便直接可使用的厚度范围在1.5～11.5mm、屈服强度在651～697MPa，抗拉强度在735～783MPa，延伸率在21.4～28.3％的高表面质量汽车大梁钢生产工艺。
实现上述目的技术措施：
一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢的方法，其生产步骤如下：
1)进行常规冶炼后浇注成坯，浇注期间：控制铸坯厚度在70～85mm，拉坯速度控制在4.5～5.7m/min；
2)对铸坯进行加热：控制铸坯出炉温度在1134～1197
Figure BDA0003695234440000021
各段空燃比系数采用梯度控制，即：
第一段空燃比系数在1.4～1.6；
第二段空燃比系数在1.3～1.5；
第三段空燃比系数在1.0～1.2；
3)进行除鳞，并控制除鳞水的入口压力不低于240bar，出口水压力不低于280bar；
4)采用7机架进行轧制，其间：第1及第2机架的轧制温度控制在860～920
Figure BDA0003695234440000022
轧制变形量控制在63～72％；
投入第3机架的冷却水；
第3及第4机架的轧制温度控制在796～853℃，轧制变形量控制在11～35％；
投用第6机架间的冷却水；
第5及第6机架的轧制温度控制在520～630
Figure BDA0003695234440000023
轧制变形量控制在51～63％；
经第7机架轧制至钢板厚度为1.5～11.5mm，并控制轧制出口温度为431～467
Figure BDA0003695234440000024
5)采用感应加热器加热至卷取温度，控制卷取温度在530～579
Figure BDA0003695234440000025
6)对钢卷置于温度的在110～130℃保温坑中进行缓冷，冷却时间不低于720min；
7)将钢卷自然冷却至室温。
优选地：第1及第2机架的轧制温度控制在868～913℃，轧制变形量控制在65～69％。
优选地：第3及第4机架的轧制温度控制在797～849℃，轧制变形量控制在13～29％。
优选地：控制第7机架的轧制出口温度在437～461℃。
优选地：第5及第6机架的轧制温度控制在529～617℃，轧制变形量控制在54～60％。
其在于：本发明适用的钢种成分及重量百分比含量为C：0.035～0.051％，Si：0.02～0.09％，Mn：0.79～1.13％，Als：0.015～0.030％，P：0.005～0.013％，S：≤0.006％，N：≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明之所以控制铸坯厚度在70～85mm，拉坯速度控制在4.5～5.7m/min；坯厚度太薄会导致后续轧制过程总压缩比小，导致成品再结晶不充分，造成成品混晶，严重影响成品质量，铸坯厚度太厚会导致后续轧制能力不足，无法轧制得到目标厚度范围内的成品。为了保持液渣层厚度稳定以及适当的保护渣消耗，控制连铸拉速在所述拉速范围。
本发明之所以控制铸坯出炉温度在1134～1197
Figure BDA0003695234440000031
加热炉空燃比将各段空燃比系数分别控制在：第一段空燃比系数在1.4～1.6；第二段空燃比系数在1.3～1.5；第三段空燃比系数在1.0～1.2；第一段采用高空燃比系数控制，有利于充分生成氧化铁皮，便于表面夹杂等表面缺陷的形成；第二段采用梯度空燃比系数控制，有利于表面氧化铁皮微裂纹形成；第三段采用低空燃比系数控制，有利于氧化铁皮与基体界面剥离，便于后续高压水除去氧化铁皮，保证带钢表面质量。
本发明之所以控制第1及第2机架的轧制温度在860～920
Figure BDA0003695234440000032
轧制变形量在63～72％，优选地第1及第2机架的轧制温度控制在868～913℃，轧制变形量控制在65～69％，在于能充分再结晶细化晶粒，变形量调小难以达到细化晶粒效果，变形量太大轧制负荷过大难以承受。
本发明之所以投用第3机架间的冷却水，并控制第3及第4机架的轧制温度796～853℃，轧制变形量11～35％，优选地第3及第4机架的轧制温度控制在797～849℃，轧制变形量控制在13～29％，是为了保证良好的后道次轧制板形，变形量调小难以达到改善板形效果，变形量太大轧制负荷过大难以承受，轧制温度过高晶粒难以细化，轧制温度过低进入奥氏体+铁素体两相区轧制造成组织部均匀。
本发明之所以投用第6机架间的冷却水，并控制第5及第6机架的轧制温度在520～630
Figure BDA0003695234440000041
轧制变形量51～63％，优选地：第5及第6机架的轧制温度控制在529～617℃，轧制变形量控制在54～60％，以使在铁素体区进行大变形，充分细化铁素体晶粒，变形量调小难以达到细化晶粒效果，变形量太大轧制负荷过大难以轧制。
本发明之所以控制第7机架轧制出口温度为431～467
Figure BDA0003695234440000042
是由于出口温度低轧制负荷过大难以轧制，轧制温度高难以达到细化晶粒效果。轧制温度高还会导致钢卷表面氧化严重，降低钢卷表面质量。
本发明之所以采用感应加热器进行加热，加热后控制卷取温度在530～579
Figure BDA0003695234440000043
目的是在极短时间内迅速提高带钢温度至卷取温度范围，带钢在该温度下发生铁素体晶粒回复行为，能有效降低带钢残余应力，改善带钢力学性能。
本发明将钢卷放入环境温度为110～130℃的保温坑中进行缓冷后自然冷却至室温。是由于将钢卷进行保温的目的是使表面的氧化铁皮与氧成分反应，形成致密均匀的氧化层。保温温度过低使得钢卷冷却过快，氧化铁皮反应不充分，难以形成致密的氧化层，影响后续使用效果。保温温度过高会导致钢卷在高温段停留时间长，使得带钢表面氧化严重，表面铁皮厚度难以均匀，也会影响后续使用效果。
本发明基于CSP产线，获得了一种合金添加量少，表面质量良好，不需要进行表面处理便直接可使用的厚度范围为1.5～11.5mm的汽车大梁钢。本发明与现有同强度级别的汽车大梁钢相比，其延伸率提高20％以上，生产成本降低不低于15％，具有显著的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明的金相组织图；
图2为本发明的氧化层组织图。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
表1为本发明各实施例及对比例的化学成分列表；
表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺取值列表；
表3为本发明各实施例及对比例的性能检测列表。
本发明各实施例按照以下步骤生产：
一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢的方法，其生产步骤如下：
2)进行常规冶炼后浇注成坯，浇注期间：控制铸坯厚度在70～85mm，拉坯速度控制在4.5～5.7m/min；
2)对铸坯进行加热：控制铸坯出炉温度在1134～1197
Figure BDA0003695234440000053
各段空燃比系数采用梯度控制，即：
第一段空燃比系数在1.4～1.6；
第二段空燃比系数在1.3～1.5；
第三段空燃比系数在1.0～1.2；
3)进行除鳞，并控制除鳞水的入口压力不低于240bar，出口水压力不低于280bar；
4)采用7机架进行轧制，其间：第1及第2机架的轧制温度控制在860～920
Figure BDA0003695234440000054
轧制变形量控制在63～72％；
投入第3机架的冷却水；
第3及第4机架的轧制温度控制在796～853℃，轧制变形量控制在11～35％；
投用第6机架间的冷却水；
第5及第6机架的轧制温度控制在520～630
Figure BDA0003695234440000051
轧制变形量控制在51～63％；
经第7机架轧制至钢板厚度为1.5～11.5mm，并控制轧制出口温度为431～467
Figure BDA0003695234440000052
5)采用感应加热器加热至卷取温度，控制卷取温度在530～579
Figure BDA0003695234440000063
6)对钢卷置于温度的在110～130℃保温坑中进行缓冷，冷却时间不低于720min即可；
7)将钢卷自然冷却至室温。
表1本发明各实施例及对比例的化学成分列表(wt％)
Figure BDA0003695234440000061
表2本发明各实施例及对比例的主要工艺取值列表
Figure BDA0003695234440000062
续表2
Figure BDA0003695234440000071
表3本发明各实施例及对比例的性能检测列表
Figure BDA0003695234440000072
从表1和3可以看出，与同强度级别的汽车大梁钢相比，本发明生产的汽车大梁钢合金添加量大幅减少，且延伸率远优于现有已报道的汽车大梁钢。
具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (5)

1.一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢的方法，其特征在于：生产步骤如下：
1)进行常规冶炼后浇注成坯，浇注期间：控制铸坯厚度在70～85mm，拉坯速度控制在4.5～5.7m/min；
2)对铸坯进行加热：控制铸坯出炉温度在1134～1197℃，各段空燃比系数采用梯度控制，即：
第一段空燃比系数在1.4～1.6；
第二段空燃比系数在1.3～1.5；
第三段空燃比系数在1.0～1.2；
3)进行除鳞，并控制除鳞水的入口压力不低于240bar，出口水压力不低于280bar；
4)采用7机架进行轧制，其间：第1及第2机架的轧制温度控制在860～920℃，轧制变形量控制在63～72％；
投入第3机架的冷却水；
第3及第4机架的轧制温度控制在796～853℃，轧制变形量控制在11～35％；
投用第6机架间的冷却水；
第5及第6机架的轧制温度控制在520～630℃，轧制变形量控制在51～63％；
经第7机架轧制至钢板厚度为1.5～11.5mm，并控制轧制出口温度为431～467℃；
5)采用感应加热器加热至卷取温度，控制卷取温度在530～579℃；
6)对钢卷置于温度的在110～130℃保温坑中进行缓冷，冷却时间不低于720min；
7)将钢卷自然冷却至室温；
所述的一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢的适用钢种成分及重量百分比含量为：C：0.035～0.051％，Si：0.02～0.09％，Mn：0.79～1.13％，Als：0.015～0.030％，P：0.005～0.013％，S：≤0.006％，N：≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢的方法，其特征在于：第1及第2机架的轧制温度控制在868～913℃，轧制变形量控制在65～69％。
3.如权利要求1所述的一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢的方法，其特征在于：第3及第4机架的轧制温度控制在797～849℃，轧制变形量控制在13～29％。
4.如权利要求1所述的一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢的方法，其特征在于：第5及第6机架的轧制温度控制在529～617℃，轧制变形量控制在54～60％。
5.如权利要求1所述的一种采用CSP生产的高表面质量汽车大梁钢的方法，其特征在于：控制第7机架的轧制出口温度在437～461℃。
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