CN115595502A - 一种低成本高强度车轮用热轧酸洗板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低成本高强度车轮用热轧酸洗板及其制备方法，其合金组分按重量百分比为：0.08～0.011％C，≤0.20％Si，1.25～1.50％Mn，0.03～0.06％Als，0.010～0.025％Nb，≤0.015％P，≤0.010％S，≤0.003％O，≤0.003％N，余量为Fe及不可避免的夹杂质，制备方法包括炼钢、轧制和酸洗等工艺步骤。该热轧酸洗板屈服强度为屈服强度380～500MPa、抗拉强度500～620MPa、延伸率≥26％。本发明通过添加少量Nb微合金元素的化学成份设计，热轧控轧控冷工艺，实现钢的强韧性能的平衡；通过严格控制钢水中的S、O、N等夹杂元素含量，提高钢水纯净度，并采用板坯低温加热技术，使钢材具有良好的焊接性能和冲压性能。可在满足用户对各项力学性能指标要求的条件下，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于材料加工领域，具体涉及一种低成本高强度车轮用热轧酸洗板的制备方法。
背景技术
随着人们对环境资源重视程度的提高及汽车行业的快迅发展和市场竞争不断加强，对汽车安全性和节能性的要求越来越高，汽车用钢的高强度和轻量化成为汽车生产制造的一个重要发展方向。作为汽车最重要的组成部件，车轮等旋转部件减重带来的节能效果更为显著，是其它部件减重效果的1.2～1.3倍。车轮用钢的发展方向是在保证安全性的前提下，尽可能减轻重量，减少燃料消耗，汽车车轮用钢正在逐步采用高强钢产品代替普通强度级别产品，越来越多采用500MPa级别以上的热轧酸洗板代替普通强度级别的酸洗车轮用钢产品，对产品的成形性能及焊接性能等也提出了更高的要求。
高强度车轮用热轧酸洗高强钢通常在C、Mn钢的基础上，采用Nb、Ti、Mo、Cr等微合金化进行强化。Nb、Ti微合金元素具有很好的细化晶粒的作用，并可以与钢中C、N等形成化合物，形成细小弥散的C、N化的第二相粒子，起到析出强化的作用，提高钢的强度，同时保证钢材具有良好的韧性。Mo、Cr等合金元素可以提高钢的淬透性，有效地提高钢的强度。但随着合金元素原料成本的上升，添加更多的合金元素，会使钢材的生产成本明显提高，并且更多的合金元素添加，会提高碳当量，降低车轮用钢的焊接性能。因此通过热轧控制轧制，提高钢材性能，减少合金元素的添加，是降低生产成本并提高焊接性能的一种途径。
发明内容
为解决上述技术问题，本专利提供一种低成本高强度的车轮用热轧酸洗板的生产方法，通过对化学成份和生产工艺的优化设计，在满足用户要求的条件下，可降低生产成本，且各项力学性能指标满足要求，具有良好的强韧性能。
具体发明内容如下：
一种低成本高强度车轮用热轧酸洗板，所述热轧酸洗板的合金组分按照质量百分比含量为：0.08～0.011％C，≤0.20％Si，1.25～1.50％Mn，0.03～0.06％Als，0.010～0.025％Nb，≤0.015％P，≤0.010％S，≤0.003％O，≤0.003％N，余量为Fe及不可避免的夹杂质。
进一步地，所述热轧酸洗板的屈服强度380～500MPa、抗拉强度500～620MPa、延伸率≥26％。
本发明的另一个目的是提供一种低成本高强度级别的车轮用热轧酸洗板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、通过炼钢生产获得目标合金组分的铸坯；
S2、将所述铸坯置于2300mm连轧生产线进行热轧，所述铸坯采用低温加热工艺，温度≤1250℃，带钢入精轧温度控制在950～1030℃，终轧温度控制在850～880℃；
S3、对精轧后的钢卷进行平整；
S4、对平整后的钢卷进行酸洗。
优选地，步骤S2中所述精轧采用低温卷取工艺，卷取温度控制在600～630℃。
优选地，步骤S4中所述酸洗运行速度为90～130m/min，酸洗温度为75～85℃，漂洗温度40～50℃；其中，酸洗槽I中Fe含量100～130g/l，HCI含量50～80g/l；酸洗槽II中Fe含量70～100g/l，HCI含量80～110g/l；酸洗槽II中Fe含量30～70g/l，HCI含量110～150g/l。
上述低成本高强度车轮用热轧酸洗板的制备方法还包括制备钢材的常规步骤S1，其工艺步骤按现有技术公开的方式进行，满足工艺要求即可。
本发明的有益效果为：
①本发明采用C、Mn钢基础上，采用添加少量Nb微合金元素的化学成份设计，通过热轧控轧控冷工艺控制，提高强度。Nb对钢的强化作用包括细晶强化和析出强化，Nb与钢中的碳氮生成稳定的碳氮化物。通过控轧控冷实现Nb的碳氮化物析出物的弥散分布，提高强度的同时，提高钢的韧性。铌元素的添加可以实现钢的强韧性能的平衡，使钢材具有良好的焊接性能和成型性能。
②由于夹杂元素的析出会使材料的冲压性能和焊接性能恶化，因此本发明通过严格控制钢水中的S、O、N等夹杂元素含量，提高钢水纯净度，并采用板坯低温加热技术，减少加热过程中MnS等夹杂元素的析出，提高钢板的冲压性能和焊接性能。
③通过化学成份和生产工艺的优化设计，本专利生产一种低成本高强度车轮用热轧酸洗板性能满足用户要求，产品性能指标优异，屈服强度380～500MPa、抗拉强度500～620MPa、延伸率≥26％，且生产成本降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为一种低成本高强度车轮用热轧酸洗板的工艺流程图。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1：
1、采用现有的炼钢工艺按照本发明目标合金组分生产铸坯，经检测实际含量为：C：0.09％，Si：0.13％，Mn：1.42％，P：0.011％，S：0.008％，Als：0.035％，Nb：0.014％，O：0.002％，N：0.002％，余量为Fe及不可避免的夹杂质。
2、将所述铸坯置于2300mm连轧生产线进行热轧，所述铸坯厚度为230mm，热轧卷厚度3.0mm，所述铸坯采用低温加热工艺，温度1200～1250℃，带钢入精轧温度控制在950～1030℃，采用低温卷取工艺，卷取温度控制在600～630℃，终轧温度控制在850～880℃。
3、所述热轧钢卷进行平整，提高板形质量。
4、对平整后的钢卷进行酸洗，酸洗运行速度为90～130m/min，酸洗温度为75～85℃，漂洗温度40～50℃；其中，酸洗槽I中Fe含量100～130g/l，HCI含量50～80g/l；酸洗槽II中Fe含量70～100g/l，HCI含量80～110g/l；酸洗槽III中Fe含量30～70g/l，HCI含量110～150g/l。
对比例1
采用与实施例1相同成分的铸坯。除终轧温度控制在810～830℃之间以外，其它制备工艺均与实施例1相同。
对比例2
采用与实施例1相同成分的铸坯。除采用高温卷取工艺，卷取温度控制在680～710℃以外，其它制备工艺均与实施例1相同。
对比例3
采用铸坯的合金组分为：C：0.01％，Si：0.14％，Mn：1.40％，P：0.013％，S：0.009％，Als：0.033％，Nb：0.010％；O：0.0018％，N：0.0021％，余量为Fe及不可避免的夹杂质。其它制备工艺均与实施例1相同。
对比例4
采用铸坯的合金组分为：C：0.09％，Si：0.13％，Mn：1.41％，P：0.012％，S：0.008％，Als：0.032％，Nb：0.011％；Ti：0.015％；O：0.002％，N：0.0023％，余量为Fe及不可避免的夹杂质。其它制备工艺均与实施例1相同。
产品检验及性能测试
将实施例1和对比例1～3的最终产品进行屈服强度、抗拉强度以及延伸率检验，其结果见表(1)。
表(1)产品力学性能状况表
从对比例1的力学性能指标分析可知，在相同的化学成份条件下，采用低温终轧，力学性能与实例相比强度大幅度提高，屈服强度超上限不能满足标准要求，延伸率下降。
从对比例2的力学性能指标分析可知，在相同的化学成份条件下，采用高温卷曲，力学性能与实例相比强度大幅度降低，屈服强度未达到标准要求的下限，抗拉强度也偏低。
从对比例3的力学性能指标分析可知，化学成份采用低Nb微合金化，Nb含量比实例1低0.004％，热轧工艺相同时，力学性能与实施例1相比强度指标偏低，屈服强度和抗拉强度均没有达到标准要求。
从对比例4的力学性能指标分析可知，化学成份采用Nb、Ti微合金化，热轧工艺相同时，力学性能与实施例1相比各项性能指标相近，但成本增加30元/吨。
综上所述，本专利生产的低成本高强度车轮用热轧酸洗板性能满足用户要求，产品性能指标优异，且生产成本降低。
Claims (6)
1.一种低成本高强度车轮用热轧酸洗板，其特征在于：所述热轧酸洗板的合金组分按照质量百分比为：0.08～0.011％C，≤0.20％Si，1.25～1.50％Mn，0.03～0.06％Als，0.010～0.025％Nb，≤0.015％P，≤0.010％S，≤0.003％O，≤0.003％N，余量为Fe及不可避免的夹杂质。
2.根据权利要求2所述的热轧酸洗板，其特征在于：所述热轧酸洗板的屈服强度380～500MPa、抗拉强度500～620MPa、延伸率≥26％。
3.权利要求1或2所述热轧酸洗板的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
S1、通过炼钢生产获得目标合金组分的铸坯；
S2、将所述铸坯置于2300mm连轧生产线进行热轧，所述铸坯采用低温加热工艺，温度≤1250℃，带钢入精轧温度控制在950～1030℃，终轧温度控制在850～880℃。
S3、对精轧后的钢卷进行平整；
S4、对平整后的钢卷进行酸洗。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S2中所述精轧采用低温卷取工艺，卷取温度控制在600～630℃。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S4中所述酸洗运行速度为90～130m/min，酸洗温度为75～85℃，漂洗温度40～50℃。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S4中所述酸洗工艺中包含三个酸洗槽，所述酸洗槽I中Fe含量100～130g/l，HCI含量50～80g/l；所述酸洗槽II中Fe含量70～100g/l，HCI含量80～110g/l；所述酸洗槽III中Fe含量30～70g/l，HCI含量110～150g/l。
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