CN115198202A - 车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料及其制备方法，包括如下重量百分含量的化学元素：碳0.04~0.065%、锰1.6~1.8%、铌0.045~0.060%、钛0.090~0.12%、硅＜0.10%、硫≤0.005%、磷≤0.015%、氮≤50ppm、酸溶铝0.025~0.050%。本发明制备得到的3‑4mm厚度的减薄钢带，具有12‑14级细小晶粒的铁素体和珠光体组织，屈服强度≥650MPa，抗拉伸强度在700～850MPa之间，延伸率≥16%，180℃冷弯实验不开裂，集减薄、高强、高韧和高延伸率于一体，满足油箱托架对机械性能、加工性能和轻量化的多重需求。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁材料制备技术领域，特别是涉及一种车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料及其制备方法。
背景技术
油箱托架是用于将油箱固定在车辆上的紧固件。重卡、轻卡等商用车辆通常通过油箱托架将油箱固定在车辆一侧。虽然国家对于油箱的材质、规格、工艺等参数要求都制定了一系列标准，但不同车辆匹配的油箱规格并不相同。由于油箱托架成型比较复杂，要求材料具有良好的成型性能，否则，容易发生冲压开裂。目前，现阶段各厂家用于制作油箱托架的材料一般都选择5~7mm厚规格的500MPa级低合金高强钢，这种材料强度级别低，规格厚。随着下游客户轻量化需求的日益强烈，要求对油箱托架具有高强减薄的特性，以降低企业生产成本。
现有技术中，关于油箱托架的技术方案大都着重于改进油箱托架的结构、安装方法的优化，如中国专利CN108501694A和CN111497603B所示。另外，中国专利CN 109609854 B公开了一种700MPa级高强度亚稳态奥氏体-马氏体不锈钢，其通过配方的改进和冶炼工艺的设计，得到了抗拉强度不低于1000MPa，屈服强度不低于700MPa，延伸率不低于20％，室温冲击韧性不低于80J/cm2，组织结构为亚稳态奥氏体-马氏体双相组织的钢材。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
该钢种不适于制作油箱托架，原因是此钢种的组织主要为亚稳态奥氏体和马氏体，通过材料变形发生TWIP效应来进一步提高材料的强度，同时材料的原始屈服强度比较低，如用来制作油箱托架，容易发生屈服而产生变形，存在安全隐患。同时，室温材料需要获得亚稳态的奥氏体，钢中需要添加足够量的稳定奥氏体的元素，如10-15%Mn，对传统的冶炼与轧制来说存在较大的难度，成本极高。
另外，在钢材性能改进时未考虑钢材厚度对其性能的影响，在钢材减薄后不能满足700MPa级高强度、高韧性及冷冲压成型的性能要求。
发明内容
本发明通过提供一种车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料及其制备方法，解决了现有技术中油箱托架存在的上述问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料，包括如下重量百分含量的化学元素：碳0.04~0.065%、锰1.6~1.8%、铌0.045~0.060%、钛0.090~0.12%、硅＜0.10%、硫≤0.005%、磷≤0.015%、氮≤50ppm、酸溶铝0.025~0.050%，余量为铁和不可避免的杂质；所述高强减薄材料的厚度为3～4mm，其屈服强度≥650MPa，抗拉伸强度为700～850MPa。
为解决上述技术问题，本发明提供了另一种车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）冶炼：取所述化学元素冶炼成钢水，并在冶炼时进行脱硫预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和钙处理；其中，所述铌和钛以Nb-Ti合金的形式在RH精炼的过程中添加；
（2）连铸：将步骤（1）中冶炼出炉后的钢水进行连铸处理，制备成连铸板坯，并对连铸板坯进行冷却；
（3）均热处理：将步骤（2）中得到的连铸板坯放入到均热炉中进行均热处理；
（4）轧制成型：将步骤（3）中均热处理后的连铸板坯送至轧机内进行多道次连轧处理，且前三次的轧制压下率均大于等于50%，轧制结束后，采用层流冷却至560～620℃，收卷，得到所述车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述铌和钛以Nb-Ti合金的形式在脱氧后的RH工序加入，合金添加后，继续在RH工序中精炼≥8min，然后进行破空、吹氩气5min以上和钙处理，对钢中的夹杂物进行改性。
在本发明一个较佳实施例中，所述钙处理的方法为：在吹氩条件下，以向钢水喂钙线的方式对钢水进行钙处理，使钙处理后钢水中的N含量小于等于50ppm，AlS的重量百分含量为0.025～0.050%。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述连铸处理的拉坯速度为4.0～6.0m/min，所述连铸板坯的厚度为50～150mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述均热处理的工艺条件为：入炉温度900～1100℃，处理时间20～40min，出炉温度1150～1230℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述层流冷却分冷却前段、冷却中段和冷却后段，所述冷却前段的冷却速率达到35～40℃/s，冷却中段为空冷，空冷时间4-9s，使板坯达到冷却中段测温点时的温度为680～720℃；所述冷却后段速率为15~20℃/s，冷却至卷曲温度为560～620℃，使连铸板坯中的Ti在冷却后段及卷取时析出。所述轧制的入轧温度为1120～1180℃，终轧温度为820～880℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述Ti析出物的尺寸为10-40nm。
本发明的有益效果是：本发明一种车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料及其制备方法，通过低碳、低硅、Mn-Nb-Ti合金化配方设计以及温度均匀的短流程产线轧制过程的设计，制备得到3-4mm厚度的减薄钢带，所得减薄钢带具有12-14级细小晶粒的铁素体和珠光体组织，屈服强度≥650MPa，抗拉伸强度在700～850MPa之间，延伸率≥16%，180℃冷弯实验不开裂，集减薄、高强、高韧和高延伸率于一体，满足油箱托架对机械性能、加工性能和轻量化的多重需求。
附图说明
图1是本发明实施例1的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料放大200倍的金相组织结构图；
图2是本发明实施例1的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料放大500倍的金相组织结构图；
图3是本发明实施例1的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料中纳米级Nb-Ti析出物的电镜扫描分析图，图中是对4点析出物进行了能谱分析Spectrum1~Spectrum4；
图4是本发明实施例1的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料中纳米析出物的能谱图，对车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料中的析出物级类型及尺寸进行微观的表征；
图5是对比案例1制备的钢带的表面氧化铁皮缺陷示意图；
图6是对比案例1制备的钢带放大500倍的金相组织结构图；
图7是对比案例2制备的钢带放大500倍的金相组织结构图；
图8是对比案例3制备的钢带放大500倍的金相组织结构图；
图9是对比案例3制备的钢带的析出物的电镜扫描分析图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1-9，本发明实施例包括：
为了实现钢板材料高强减薄的性能，满足油箱托架的冷冲压要求，对钢板中的夹杂物和表面质量均有严格的要求。本发明公开了一种车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料及其制备方法，结合短流程适合生产组织细晶粒钢的特点，采用经济的合金化配方体系（低碳、低硅和Mn-Nb-Ti），通过合适的轧制工艺，充分发挥了Nb-Ti的细晶及强化作用，获得晶粒度为12-14级的细小铁素体和少量珠光体组织钢板，且该钢板的厚度可低至3～4mm，兼具高强、高韧和高延伸率的特性，满足油箱托架对机械性能、加工性能和轻量化的多重需求。
本发明车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料，成品厚度为3.0～4.0mm，包括如下重量百分含量的化学元素：碳0.04~0.065%、锰1.6~1.8%、铌0.045~0.060%、钛0.090~0.12%、硅＜0.10%、硫≤0.005%、磷≤0.015%、氮≤50ppm、酸溶铝0.025~0.050%，余量为铁和不可避免的杂质。
上述配方属于低碳成分设计，能够降低最终产品渗碳体的含量。其他各元素配比设计原理如下：
Si（硅）：有很强的固溶强化作用，但是在高温条件下先被氧化成SiO2，然后SiO2与氧化层中的FeO反应形成铁橄榄石相（Fe2SiO4），易富集在氧化铁皮与基体的结合面处，一旦在氧化铁皮与基体之间形成连续的Fe2SiO4层，对氧化铁皮起“钉扎”作用，在轧制过程中造成氧化铁皮缺陷，恶化热轧钢板的表面质量，增大氧化铁皮与基体界面的粗糙度，所以，对Si严格限制，将其含量限定在<0.10%范围之内。
Mn（锰）：固溶强化元素，提高钢的强度，还能与S形成MnS,以消除S的有害作用，本发明采用1.6～1.8wt%的Mn，即可达到所需要的强度。
Ti（钛）：是强碳化物的形成元素，TiC 能有效钉扎奥氏体晶界，有效控制奥氏体晶粒长大，而且TiC 在晶粒内的析出能显著增强钢的强度。在严格控制钢中S、O、N 含量及采用合理的控轧控冷工艺情况下，采用0.09~0.12wt%Ti即可达到所需要的强度。
Nb（铌）：微小析出物能有效钉扎奥氏体晶界，有效控制奥氏体晶粒长大，细化晶粒，同时，在晶粒内的微小析出物能显著增强钢的强度。在严格控制钢中O、N 含量及采用合理的控轧控冷工艺情况下，采用0.045~0.060%Nb即可达到所需要的强度。
本发明中，所述铌和钛以Nb-Ti合金的形式添加，能够进一步发挥Nb-Ti的细晶化作用。
S、P：为钢中的有害元素，会引起材料的热脆和冷脆，同时，S含量过高，会严重降低Ti的有效含量，从而降低TiC的析出强化。因此，本发明中严格控制S、P的含量，即S≤0.005%，P≤0.015%。
N：影响钢中Nb、Ti析出物的尺寸，N含量高，会降低成品中析出物的尺寸，从而降低对材料的强度，本发明限定N≤50PPm。
实施例1
一种商用车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料，包括如下重量百分含量的化学元素：碳(C)为0.04%、硅(Si)≤0.08%，锰（Mn）为1.6%，硫（S）≤0.005%，磷（P）≤0.015%，铌（Nb）为0.045%，钛（Ti）为0.090%、氮（N）为40ppm，酸溶铝为0.025~0.050%，余量为铁和不可避免的杂质。
本发明采用短流程轧制工艺成型，整个制备过程包括冶炼（高炉铁水冶炼——铁水脱硫处理——转炉钢水冶炼——LF精炼——RH精炼——钙处理）——连铸——均热处理——轧制成型（连轧——冷却——整平）。具体工艺过程如下。
取上述组成配比的化学元素通过高炉冶炼成钢水，然后进行铁水脱硫预处理，使硫含量小于等于0.001%。脱硫后的钢水再进行转炉冶炼，使钢水冶炼至碳含量大于等于0.04%，然后在1660℃下出钢，并控制出钢时间在5min以上，保证钢流不散。
出钢后进入LF炉中脱氧、造渣，出炉温度为1640℃。
LF精炼后的钢水进入RH炉进行脱碳、脱氧、添加Nb-Ti合金，合金添加完后，继续在RH工序中循环8min以上再进行破空，吹氩气5min以上和钙处理，以对钢中的夹杂物进行改性。其中，钙处理改渣性要求N含量控制在40ppm，AlS控制在0.030wt%，然后钢水在1570℃下出钢。
RH精炼后，钢水出RH炉到达连铸平台后，控制中包温度为1233℃，铸坯拉速为4.5m/min，形成厚度为50～150mm的连铸薄板坯，铸坯在二冷水段采用边部弱冷处理，控制冷却水量，保证连铸薄板坯在900℃下进入均热炉，以减少铸坯边部裂纹。
板坯在900℃下进入均热炉后，恒温均热处理30min，然后在1200℃下出炉。通过均热处理使Nb-Ti合金回溶充分。
出均热炉后的板坯在进轧机之前进行高压水除鳞，除鳞集管2组以上，控制除鳞水压力为280～320bar，优选为320bar。
除鳞后的板坯在1170℃下进入轧机，进行7道次轧制，精确控制第一道次压下率为60%以上、第二道次压下率为59%以上，第三道次压下率51%以上，终轧温度为880℃，轧制成厚度为3～4mm的钢卷。由于Nb元素有较强的细晶强化作用，同时也提高奥氏体再结晶温度，容易产生混晶组织，通过精轧前前三道次大于等于50%压下率的设计，使板坯形变，诱导奥氏体再结晶，使组织均匀、细小，有效消除了因Nb元素提高奥氏体再结晶温度所引起的混晶组织的影响，发挥较强的细晶强化作用。
轧制后的钢卷采用层流冷却，且层流冷却过程分为冷却前段、冷却中段和冷却后段三个阶段。控制冷却前段为快速冷却，冷却速率达到35～40℃/s，冷却中段为空冷，空冷时间4-9s，使带钢达到层流中间测温点处的温度为680～720℃，优选为720℃；控制冷却后段的冷却速率为15~20℃/s，冷却至卷曲温度为560～620℃，优选为620℃，使连铸板坯中的Ti在冷却后段及卷取后析出，充分发挥Ti在此温度条件下的析出强化作用。在冷却后段及卷取后析出的Ti析出物尺寸控制为10～40nm，析出强化作用显著，能够使带钢强度提高150-250MPa。
该冷却工艺的设计，具有如下优点：一方面，前段快速冷却能够进一步细化晶粒组织，防止轧制后晶粒恢复长大，同时，防止冷速过大导致带钢组织不均匀而出现贝氏体组织；另一方面，由于Ti能够在全流程析出，而在高温下析出的TiN/TiC/TiNC尺寸粗大，尺寸一般在100-300nm，析出强化作用弱，通过严格控制层流冷却各部分的冷速及卷取温度，使Ti在冷却后段及卷取后析出，提高强化作用。
最后在400吨平整力下对钢卷进行平整，改善带钢板形，消除屈服平台，得到成品。
对本实施例得到的钢带进行性能测试，结果如下表1所示。
钢带的金相电子显微镜图如图1和2所示，钢带中的纳米级Nb-Ti析出物的电镜扫描分析图如图3所示，对应的四点析出物Spectrum1-Spectrum4的具体数据如表2所示，纳米级Nb-Ti析出物的能谱图如图4所示。
表1
注：F表示铁素体，P表示珠光体，d表示弯心直径，a表示试样厚度。
表2
实施例2
一种商用车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料，包括如下重量百分含量的化学元素：碳(C)为0.05%、硅(Si)≤0.04%，锰（Mn）为1.7%，硫（S）≤0.005%，磷（P）≤0.015%，铌（Nb）为0.055%，钛（Ti）为0.10%、氮（N）为35ppm，酸溶铝为0.025~0.050%，余量为铁和不可避免的杂质。
本发明采用短流程轧制工艺成型，整个制备过程包括冶炼（高炉铁水冶炼——铁水脱硫处理——转炉钢水冶炼——LF精炼——RH精炼——钙处理）——连铸——均热处理——轧制成型（连轧——冷却——整平）。具体工艺过程如下。
取上述组成配比的化学元素通过高炉冶炼成钢水，然后进行铁水脱硫预处理，使硫含量小于等于0.001%。脱硫后的钢水再进行转炉冶炼，使钢水冶炼至碳含量大于等于0.04%，然后在1660℃下出钢，并控制出钢时间在5min以上，保证钢流不散。
出钢后进入LF炉中脱氧、造渣，出站温度为1640℃。
LF精炼后的钢水进入RH炉进行脱碳、脱氧、添加Nb-Ti合金，合金添加完后，循环8min以上再进行破空，吹氩气5min以上。
RH精炼后进行钙处理改渣性，要求N含量控制在35ppm，AlS控制在0.030wt%，然后钢水在1570℃下出钢。
出RH炉后的钢水到达连铸平台后，控制中包温度为1220℃，铸坯拉速为5.0m/min，形成厚度为50～150mm的连铸薄板坯，铸坯在二冷水段采用边部弱冷处理，控制冷却水量，保证连铸薄板坯在1000℃下进入均热炉，以减少铸坯边部裂纹。
板坯在1000℃下进入均热炉后，恒温均热处理25min，然后在1220℃下出炉。
出均热炉后的板坯在进轧机之前进行高压水除鳞，除鳞集管2组以上，控制除鳞水压力为320bar。
除鳞后的板坯在1180℃下进入轧机，精确控制第一道次压下率为58%以上、第二道次压下率为59%以上，第三道次压下率50%以上，该三道次压下率控制的轧制过程为奥氏体充分发生再结晶提供变形条件，消除组织中的混晶。控制板坯轧制成厚度为3～4mm的钢卷，终轧温度为870℃。
轧制后的钢卷采用前段快冷工艺，控制层流中间温度为700℃，卷曲温度控制在620℃。
最后在500吨平整力下对钢卷进行平整，改善带钢板形，消除屈服平台，得到成品。
对本实施例得到的钢带进行性能测试，结果如下表3所示。
表3
注：F表示铁素体，P表示珠光体，d表示弯心直径，a表示试样厚度。
实施例3
一种商用车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料，包括如下重量百分含量的化学元素：碳(C)为0.055%、硅(Si)≤0.07%，锰（Mn）为1.7%，硫（S）≤0.005%，磷（P）≤0.015%，铌（Nb）为0.06%，钛（Ti）为0.11%、氮（N）为50ppm，酸溶铝为0.025~0.050%，余量为铁和不可避免的杂质。
本发明采用短流程轧制工艺成型，整个制备过程包括冶炼（高炉铁水冶炼——铁水脱硫处理——转炉钢水冶炼——LF精炼——RH精炼——钙处理）——连铸——均热处理——轧制成型（连轧——冷却——整平）。具体工艺过程如下。
取上述组成配比的化学元素通过高炉冶炼成钢水，然后进行铁水脱硫预处理，使硫含量小于等于0.001%。脱硫后的钢水再进行转炉冶炼，使钢水冶炼至碳含量大于等于0.04%，然后在1690℃下出钢，并控制出钢时间在5min以上，保证钢流不散。
出钢后进入LF炉中脱氧、造渣，出站温度为1650℃。
LF精炼后的钢水进入RH炉进行脱碳、脱氧、添加Nb-Ti合金，合金添加完后，循环8min以上再进行破空，吹氩气5min以上。
RH精炼后进行钙处理改渣性，要求N含量控制在35ppm，AlS控制在0.030wt%，然后钢水在1570℃下出钢。
出RH炉后的钢水到达连铸平台后，控制中包温度为1220℃，铸坯拉速为5.5m/min，形成厚度为50～150mm的连铸薄板坯，铸坯在二冷水段采用边部弱冷处理，控制冷却水量，保证连铸薄板坯在950℃下进入均热炉，以减少铸坯边部裂纹。
板坯在950℃下进入均热炉后，恒温均热处理30min，然后在1220℃下出炉。
出均热炉后的板坯在进轧机之前进行高压水除鳞，除鳞集管2组以上，控制除鳞水压力为280bar。
除鳞后的板坯在1170℃下进入轧机，精确控制第一道次压下率为60%以上、第二道次压下率为60%以上，第三道次压下率50%以上，该三道次压下率控制的轧制过程为奥氏体充分发生再结晶提供变形条件，消除组织中的混晶。控制板坯轧制成厚度为3～4mm的钢卷，终轧温度为860℃。
轧制后的钢卷采用前段快冷工艺，控制层流中间温度为720℃，卷曲温度控制在620℃。
最后在600吨平整力下对钢卷进行平整，改善带钢板形，消除屈服平台，得到成品。
对本实施例得到的钢带进行性能测试，结果如下表4所示。
表4
注：F表示铁素体，P表示珠光体，d表示弯心直径，a表示试样厚度。
对比例1
与实施例1相比，其区别在于配方不同。其配比为：包括如下重量百分含量的化学元素：碳(C)为 0.04%、硅(Si)为0.15%，锰（Mn）为1.6%，硫（S）≤0.005%，磷（P）≤0.015%，铌（Nb）为0.035%，钛（Ti）为0.080%、氮（N）为40ppm，酸溶铝为0.025~0.050%，余量为铁和不可避免的杂质。
制备方法及工艺条件同实施例1。
由于钢中Si含量较高，除鳞系统不能完全去除钢带表面铁皮，造成表面红铁皮缺陷，不满足用户对钢带高表面质量的要求，见图5所示。
将对比例1得到的钢带进行性能测试，结果如下表5所示。钢带放大500倍的金相组织结构如图6所示。
表5
由对比例1与实施例1对比可知，对比例1中各个规格钢带的组织晶粒度明显大于实施例1中钢带的晶粒度；对比例1中钢带的强度均低于700MPa级车用油箱托架用钢的标准要求。
对比例2
与实施例1的区别在于，轧制的工艺条件为：
除鳞后的板坯在1170℃下进入轧机，进行7道次轧制，控制第一道次压下率为49%、第二道次压下率为49%，第三道次压下率48%，终轧温度为880℃，轧制成厚度为3～4mm的钢卷。由于Nb元素有较强的细晶强化作用，同时也提高奥氏体再结晶温度，由于前三次轧制的压下率不够大，使得形变诱导奥氏体再结晶不充分，无法消除Nb元素提高奥氏体再结晶温度所引起的混晶组织的影响，最终产品中容易产生混晶组织，对材料性能产生显著影响。
将对比实施例1得到的钢带进行性能测试，结果如下表6所示。钢带放大500倍的组织结构如图7所示。
表6
由对比例2与实施例1对比可知，对比例2中各个规格钢带的组织晶粒度明显大于实施例1中的钢带的组织晶粒度，且存在混晶组织，见图7所示。对比例2中钢带的各项性能均低于700MPa级车用油箱托架用钢的标准要求，且部分规格材料出现冷弯开裂现象。
对比例3
与实施例1的区别在于，轧制的工艺条件为：轧制后钢卷的冷却方法为：轧制后的钢卷采用层流冷却，冷却方式为前段慢冷，冷却速率为20~34℃/s，使带钢达到层流中间（冷却中段）温度为740～770℃，另外，控制冷却后段的冷却速率为21~26℃/s，卷曲温度为621～640℃。
对比例3采用的是前段慢冷，精轧轧制后，慢冷速会使轧制后的晶粒长大显著，从而使最终成品晶粒度粗大，弱化了细晶强化的作用。同时，卷取温度较高，Ti的析出物在层流后段及卷取后尺寸也较大，析出强化作用将会大幅降低。
将对比例3得到的钢带进行性能测试，结果如下表7所示，钢带放大500倍的组织结构如图8所示，其析出物的电镜扫描分析图如图9所示。
表7
由对比例3与实施例3的对比可知，对比例3中各个规格钢带的组织晶粒度明显大于对比文件1中钢带的组织晶粒度，且析出物尺寸也较大，见图8~图9所示。对比例3中钢带的各项性能均低于700MPa级车用油箱托架用钢的标准要求，不能满足用户高强减薄的需求。
本发明一种车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料及其制备方法，具有如下优点：
（1）本发明采用低碳、低硅及Mn-Nb-Ti微合金化技术，充分发挥Nb-Ti的细晶作用，获得细小的铁素体和少量珠光体组织，同时在晶粒内析出纳米级的细小析出物，获得高强度的同时，具有良好的冷成型性能；
（2）本发明在短流程生产线采用全新的配方体系，生产出700MPa级薄规格商用车用油箱托架材料，组织为细小铁素体和珠光体，晶粒度为12-14级，未出现混晶组织，厚度为3.0~4.0mm，钢带的屈服强度≥650MPa，抗拉强度为700~850MPa，延伸率A≥16%，厚度精度控制在100μm之内，同时进行横向试样180℃冷弯实验时，试样宽度35mm，弯心直径d=a（d弯心直径、a试样厚度）未开裂材料具有良好的塑性；
（3）本发明基于短流程产线，流程简约高效，节能环保，适合于生产3.0~4.0mm的700MPa级薄规格商用车用油箱托架用材料，生产效率高；另外，该制备工艺充分发挥短流程轧制过程温度均匀的特点，生产的700MPa级薄规格材料，性能稳定，厚度尺寸精度高；
（4）本发明制备的钢带，能够替代传统的厚规格低强度级别材料，油箱托架减重显著，降低下游用户制造成本及实现产品节能减排，满足商用车行业高强轻量化和低成本的需求。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料，其特征在于，包括如下重量百分含量的化学元素：碳0.04~0.065%、锰1.6~1.8%、铌0.045~0.060%、钛0.090~0.12%、硅＜0.10%、硫≤0.005%、磷≤0.015%、氮≤50ppm、酸溶铝0.025~0.050%，余量为铁和不可避免的杂质；所述高强减薄材料的厚度为3～4mm，其屈服强度≥650MPa，抗拉伸强度为700～850MPa。
2.一种如权利要求1所述的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）冶炼：取所述化学元素冶炼成钢水，并在冶炼时进行脱硫预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和钙处理；其中，所述铌和钛以Nb-Ti合金的形式在RH精炼的过程中添加；
（2）连铸：将步骤（1）中冶炼出炉后的钢水进行连铸处理，制备成连铸板坯，并对连铸板坯进行冷却；
（3）均热处理：将步骤（2）中得到的连铸板坯放入到均热炉中进行均热处理；
（4）轧制成型：将步骤（3）中均热处理后的连铸板坯送至轧机内进行多道次连轧处理，且前三次的轧制压下率均大于等于50%，轧制结束后，采用层流冷却至560～620℃，收卷，得到所述车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料。
3.根据权利要求2所述的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述铌和钛以Nb-Ti合金的形式在脱氧后的RH工序加入，合金添加后，继续在RH工序中精炼≥8min，然后进行破空、吹氩气5min以上和钙处理，对钢中的夹杂物进行改性。
4.根据权利要求3所述的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料的制备方法，其特征在于，所述钙处理的方法为：在吹氩条件下，以向钢水喂钙线的方式对钢水进行钙处理，使钙处理后钢水中的N含量小于等于50ppm，AlS的重量百分含量为0.025～0.050%。
5.根据权利要求2所述的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述连铸处理的拉坯速度为4.0～6.0m/min，所述连铸板坯的厚度为50～150mm。
6.根据权利要求2所述的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述均热处理的工艺条件为：入炉温度900～1100℃，处理时间20～40min，出炉温度1150～1230℃。
7.根据权利要求2所述的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述轧制的入轧温度为1120～1180℃，终轧温度为820～880℃。
8.根据权利要求2所述的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料的制备方法，其特征在于，所述层流冷却分冷却前段、冷却中段和冷却后段，所述冷却前段的冷却速率达到35～40℃/s，所述冷却中段为空冷，空冷时间为4～9s；所述冷却后段速率为15~20℃/s，冷却至卷曲温度为560～620℃，使连铸板坯中的Ti在冷却后段及卷取时析出。
9.根据权利要求8所述的车用油箱托架的700MPa级高强减薄材料的制备方法，其特征在于，所述Ti析出物的尺寸为10-40nm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: 700MPa high-strength and thinned material for vehicle fuel tank bracket and its preparation method Effective date of registration: 20230601 Granted publication date: 20221227 Pledgee: The Bank of Suzhou Taicang branch of Limited by Share Ltd. Pledgor: Suzhou Chuangrong New Material Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980042412 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |