專利名稱：汽車橋殼用鋼板及其生產方法
技術領域：
本發明涉及汽車用鋼板領域，特別涉及汽車橋殼用鋼板及其生產方法。
背景技術：
橋殼是汽車驅動橋總成的橋體，其質量的好壞是制約汽車承載能力的關鍵因素。 橋殼鋼經冷沖或熱沖成形后，用于制作汽車車橋，起支撐和承重作用，是汽車底盤的關鍵部位。在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，因此要求橋殼鋼有足夠的強度和剛度。同時， 考慮用戶為了節約成本和提高表面質量，常采用冷沖壓成型。因此，橋殼鋼的冷成型性和高強度的匹配就顯得尤為重要。對汽車橋殼而言，目前國內外均采用沖壓一焊接法生產，而使用的材料國外有專用的橋殼用微合金化鋼，國內常采用16MnL代替，橋殼產品的綜合性能低。近年來，隨著微合金化技術和控軋控冷技術的進一步發展，普遍采用Nb、Ti微合金化方式生產汽車橋殼用鋼板，如武鋼的T52L，其化學成分組成按重量百分比為C :0. 06 0. 12%、Si < 0. 15%、 Mn 0. 45 0. 65%,Ti :0. 06 0. 12%,P ^ 0. 025%,S ^ 0. 025%。該鋼 Ti 含量較高，對工藝十分敏感，產品性能波動較大；并且該鋼os/ob為0.82，不利于鋼板的冷成型。武鋼的WL510，其化學成分及重量百分比為C :0. 07 0. 13%, Si :0. 10 0. 40%, Mn :1. 0 1. 5%, Nb 彡 0. 04%, P 0. 018 0. 021%, S :0. 004 0. 008%。該鋼雖然冷彎 d = 0 合格，但σ s/ob為0. 79 0. 83，鋼板的冷成型較差；并且該鋼添加較多的貴金屬Nb，通過細晶強化和析出強化的方式保證鋼的強度，生產成本較高。因此，在現有技術中，生產可供用戶沖壓成型的汽車橋殼用鋼板，必須添加適量的合金元素，通過有效的冶煉連鑄工藝和控軋控冷工藝，獲得最佳的組織、力學性能指標和冷成型性能。

發明內容
針對現有技術的相關技術問題，本發明的目的在于提供一種汽車橋殼用鋼板、以及生產該鋼板的方法，以使得該鋼板具有最佳的力學性能指標和冷成型性能。為實現上述目的，本發明提供一種汽車橋殼用鋼板，其化學成分組成按重量百分比為C :0. 10 0. 18 %、Si 彡 0. 50 %、Mn 1. 20 1. 60 %、Ti 0. 010 0. 060 Nb 0.010 0. 040%,P ^ 0. 025%, S ^ 0. 015%，其余為！^e及不可避免的雜質。優選地，汽車橋殼用鋼板的化學成分組成按重量百分比為C:0. 13%, Si 0. 31%,Mn 1. 35%, Ti :0. 29%, Nb :0. 014%, P :0. 018%, S :0. 005%，其余為 Fe 及不可避免的雜質。優選地，汽車橋殼用鋼板的組織為鐵素體和珠光體組織，并且帶狀組織的級別彡2. 5級。另一方面，本發明還提供一種汽車橋殼用鋼板的生產方法，包括如下步驟(1) 將轉爐冶煉所得的滿足化學成分的重量百分比為c :0. 10 0. 18%、Si 彡0. 50%、Mn 1. 20 1. 60%,Ti 0. 010 0. 060%,Nb :0. 010 0. 040%,P 彡 0. 025%,S 彡 0. 015%, 其余為Fe及不可避免的雜質的鋼水澆鑄成220mm厚的板坯，在冶煉鋼水過程中，根據所要求滿足的上述化學成分中的Ti、Fe、Nb的百分比，在LF精煉處理造好白渣后加入TiFe，以及在LF精煉處理之前的轉爐工序中或者在LF精煉處理過程中加入Nbi^e ； (2)將板坯切割后進爐加熱保溫，其中加熱段溫度1100 1250°C，均熱段溫度為1150 1200°C，加熱時間彡240min，板坯上下表面溫差控制在30°C以內；(；3)然后，在粗軋工序中，粗軋開軋溫度 1080 1120°C，精軋開軋溫度910 950°C，精軋終軋溫度830 870°C，精軋后三道次連續軋制，在保證板形及同板差不超標的前提下，軋制末3道壓下率應不小于ΙΙ^Α^Α^ ； (4)控制鋼板剪切溫度在150 300°C。再一方面，本發明還提供一種汽車橋殼用鋼板的生產方法，包括如下步驟(1)將轉爐冶煉所得的滿足化學成分的重量百分比為c :0. 13%, Si :0. 31%, Mn :1.35%, Ti 0. 29%,Nb 0. 014%,P 0. 018%,S :0. 005%，其余為!^e及不可避免的雜質的鋼水澆鑄成板坯，其中，在冶煉鋼水過程中，根據所要求滿足的上述化學成分中的Ti、Fe、Nb的百分比，在 LF精煉處理造好白渣后加入TWe，以及在LF精煉處理之前的轉爐工序中或者在LF精煉處理過程中加入NWe ； (2)在1200士30°C條件下對所述板坯進行加熱，加熱時間MOmin ； (3) 根據不同的成品厚度選擇粗軋、精軋道次數，其中，粗軋開軋溫度1100士20°C，粗軋終軋溫度970 1010°C，精軋終軋溫度920士20°C ； (4)控制鋼板剪切溫度在200士 15°C。優選地，所述的在轉爐中冶煉滿足化學成分的重量百分比組成為C :0. 13%, Si 0. 31%,Mn 1. 35%, Ti :0. 29%, Nb :0. 014%, P :0. 018%, S :0. 005%，其余為 Fe 及不可避免的雜質的鋼水包括如下步驟(1)采用鐵水預脫硫工藝；(2)轉爐底全程吹氬氣，控制出鋼C彡0. 09% (重量百分比)、P彡0. 020% (重量百分比)；(3)采用LF精煉處理；⑷采用板坯連鑄，其中，連鑄采用全程保護澆鑄和電磁攪拌工藝，二冷制度采用對應厚度斷面的中冷水表，拉速控制在1. 10士0. 20m/min,中包溫度控制在1530士30°C。相比于現有技術而言，本發明的有益效果在于(1)采用本方法生產的汽車橋殼用鋼板具有優良的強度、韌性和焊接性，其屈服強度達到400MPa以上，抗拉強度達到530MPa以上，延伸率達到25%以上，屈服強度σ s/抗拉強度σ b在0. 73 0. 79之間，具有較好的冷成型性能。(2)鋼板的組織為均勻細小的鐵素體和珠光體組織，鐵素體晶粒度為9. 5 10. 5 級，彌散分布的細小亞晶有利于提高鋼板強度和韌性；該鋼鋼質純凈，夾雜物較少，硫化物類夾雜和氧化鋁類夾雜O 0. 5級，無硅酸鹽類夾雜，球狀氧化物類夾雜< 1級，單顆粒球狀類夾雜0 0. 5級；同時，帶狀組織< 2. 5級，能有效防止引起的沖壓裂紋，提高鋼板的冷成型性能。(3)采用本發明方法生產的橋殼用鋼板，加入合金元素含量較少，降低了企業的生產成本；同時，通過控軋控冷工藝，降低了鋼板的屈強比，改善了鋼板的冷成型性能。


圖1是本發明所述橋殼用鋼板(LQK510)的金相組織；圖2是本發明所述橋殼用鋼板(LQK510)的夾雜物形貌。
具體實施例方式本發明汽車橋殼用鋼板的化學成分設計是從以下方面考慮(I)C:是低碳鋼中最經濟的強化元素，碳含量過低，強度達不到要求，含量過高能降低鋼的塑性和沖擊韌性，惡化冷成型性能和焊接性能，所以目前汽車用鋼C含量，在保證強度的前提下，有逐漸下降的趨勢。因此，C含量控制在0. 10 0. 18%。(2)Mn 錳是很好的脫氧劑，利用錳的固溶強化作用可以提高鋼的強度。Mn對改善鋼的低溫韌性十分有利，隨著Mn含量的增加，鋼的冷脆轉變溫度下降。據資料顯示，相同情況下，Mn含量過高會增加鋼的帶狀組織，影響沖壓性能。因此，Mn含量控制在1. 20 1. 60%。 (3) Si能提高鋼的強度，但對鋼的塑性有不利影響，因此，結合該鋼的特點，將其含量限定為Si ^ 0. 50%。(4)Ti與氮、氧、碳具有極強的親和力，是一種良好的脫氧劑和固定氮、氧的有效元素。同時，Ti是一種強烈的碳化物和氮化物形成元素，在鋼加熱中阻止奧氏體晶粒長大，在軋制過程中析出彌散細小的化合物，從而起到細化晶粒、析出強化的作用。將Ti含量限定為0. 010 0. 060%。此外，鋼板在焊接的過程中，鋼中的TiN和TiC粒子能顯著阻止熱影響區晶粒長大，從而改善鋼板焊接性能。(5)Nb具有較好的細晶強化作用，改善鋼板的強韌性；同時，Nb又是貴金屬元素， 會提高企業的生產成本，因此將Nb含量限定為0. 010 0. 040%。(6)P、S元素是耐磨鋼中的有害元素，降低鋼的沖壓性能和焊接性能，應控制在較低的范圍內。因此將P含量限定為彡0.025%、將S含量限定為< 0.015?；谝陨显O計，本發明提供一種汽車橋殼用鋼板，按照重量百分比其組成為C 0. 10 0. 18%、Si 彡 0. 50 %, Mn :1. 20 1. 60 %、Ti :0. 010 0. 060 Nb :0. 010 0. 040%,P ^ 0.025%,S ^ 0. 015%，其余為！^及不可避免的雜質。有利地，本發明的汽車橋殼用鋼板，按照重量百分比其組成可以優選為=C 0. 13%, Si 0. 31%,Mn 1. 35%,Ti 0. 29%, Nb 0. 014%, P 0. 018%, S :0. 005%，其余為 Fe 及不可避免的雜質。本發明汽車橋殼用鋼板的組織為均勻細小的鐵素體和珠光體組織，鐵素體晶粒度為9. 5 10. 5級，彌散分布的細小亞晶有利于提高鋼板強度和韌性；該鋼鋼質純凈，夾雜物較少，硫化物類夾雜和氧化鋁類夾雜0 0. 5級，無硅酸鹽類夾雜，球狀氧化物類夾雜< 1 級，單顆粒球狀類夾雜0 0. 5級；同時，帶狀組織< 2. 5級，能有效防止引起的沖壓裂紋， 提高鋼板的冷成型性能。圖1示出了本發明橋殼用鋼板的金相組織；圖2示出了本發明橋殼用鋼板的夾雜物形貌。另一方面，本發明還提供一種汽車橋殼用鋼板的生產方法，該方法包括如下步驟(1)將轉爐冶煉所得的滿足按照重量百分比其組成為C :0. 10 0. 18%, Si 彡 0. 50%,Mn 1. 20 1. 60%,Ti :0. 010 0. 060%,Nb :0. 010 0. 040%,P 彡 0. 025%, S :^0.015%,其余為！^及不可避免的雜質的鋼水澆鑄成220mm厚的板坯，其中，在冶煉鋼水過程中，根據前述百分中Ti、Fe、Nb的重量百分比要求，在LF精煉處理造好白渣后加入 TiFe,以及在LF精煉處理之前的轉爐工序中或者在LF精煉處理過程中加入Nbi^e ；
(2)將澆鑄成的板坯切割后進爐加熱保溫，其中加熱段溫度1100 1250°C，均熱段溫度為1150 1200°C，加熱時間彡240min，板坯上下表面溫差控制在30°C以內；(3)然后，在粗軋工序中，粗軋開軋溫度1080 1120°C，精軋開軋溫度910 950°C，精軋終軋溫度830 870°C，精軋后三道次連續軋制，在保證板形及同板差不超標的前提下，在保證板形及同板差不超標的前提下，軋制末3道壓下率應不小于ΙΙ^Α^Α^ ； 以及(4)控制鋼板剪切溫度在150 300°C。以用同一爐鋼生產14mm、16mm厚的橋殼用鋼板為例，所要生產橋殼用鋼板其成分按照重量百分比為:C :0. 13%, Si :0. 31 Mn :1. 35%, Ti :0. 29%, Nb :0. 014%, P 0. 018%, S 0. 005%，其余為！^及不可避免的雜質，其生產包括如下步驟(1)澆鑄成板坯的步驟，即，將轉爐冶煉所得的滿足上述化學成分要求的鋼水澆鑄成板坯，澆鑄成板坯的步驟包括如下子步驟(1-1)采用鐵水預脫硫工藝，(1-2)轉爐底全程吹氬氣，控制出鋼C彡0.09% (重量百分比)、P彡0. 020% (重量百分比)，(1-3)采用LF精煉處理，根據前述百分中TiJe的重量百分比要求，在LF精煉處理造好白渣后加入Tii^e ；(1-4)采用板坯連鑄工藝，連鑄采用全程保護澆鑄和電磁攪拌工藝，二冷制度采用對應厚度斷面的中冷水表，拉速控制在1. 10士0. 20m/min,中包溫度控制在1530士30°C，其中，在LF精煉處理之前的轉爐工序中如果沒有加入Nbi^e，則在LF精煉處理過程中加入Nbi^e，所加入量根據前述要滿足的重量百分比中Nb、Fe的重量百分比要求確定；(2)在1200士30°C條件下對板坯進行加熱，加熱時間MOmin ；(3)根據不同的成品厚度選擇粗軋、精軋道次數，其中，粗軋開軋溫度 1100士20°C，粗軋終軋溫度970 1010°C，精軋終軋溫度920士20°C ；(4)控制鋼板剪切溫度在200士 15°C。在用戶將鋼板沖壓成型后，工件變形均勻，無開裂現象，最終制得合格的工件。在軋制后的橋殼鋼板上取樣進行力學性能檢驗和金相檢驗，力學性能檢驗結果見表1，金相檢驗結果見表2。表1-力學性能結果
權利要求
1.一種汽車橋殼用鋼板，其特征在于，其化學成分組成按重量百分比為c:0. 10 0. 18%, Si 彡 0. 50%, Mn :1. 20 1. 60%, Ti :0. 010 0. 060%, Nb :0. 010 0. 040%, P 彡0. 025%, S ^ 0.015%，其余為!^e及不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的汽車橋殼用鋼板，其特征在于，其化學成分組成按重量百分比為:C :0. 13%,Si :0. 31%,Mn :1. 35%,Ti :0. 29%,Nb :0. 014%,P :0. 018%,S :0. 005%, 其余為Fe及不可避免的雜質。
3.根據權利要求1或2所述的汽車橋殼用鋼板，其特征在于，所述汽車橋殼用鋼板的組織為鐵素體和珠光體組織，并且帶狀組織的級別< 2. 5級。
4.一種權利要求1所述汽車橋殼用鋼板的生產方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將轉爐冶煉所得的滿足權利要求1化學成分要求的鋼水澆鑄成220mm厚的板坯，其中，在冶煉鋼水過程中，根據權利要求1化學成分中的Ti、Fe、Nb的百分比，在LF精煉處理造好白渣后加入TWe，以及在LF精煉處理之前的轉爐工序中或者在LF精煉處理過程中加 Λ NbFe ；(2)將所述板坯切割后進爐加熱保溫，其中加熱段溫度1100 1250°C，均熱段溫度為 1150 1200°C，加熱時間彡240min，板坯上下表面溫差控制在30°C以內；(3)然后，在粗軋工序中，粗軋開軋溫度1080 1120°C，精軋開軋溫度910 950°C，精軋終軋溫度830 870°C，精軋后三道次連續軋制，在保證板形及同板差不超標的前提下， 軋制末3道壓下率應不小于11%、8%、6% ；(4)控制鋼板剪切溫度在150 300°C。
5.一種權利要求2所述汽車橋殼用鋼板的生產方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將轉爐冶煉所得的滿足權利要求2化學成分要求的鋼水澆鑄成板坯，其中，在冶煉鋼水過程中，根據權利要求2化學成分中的Ti、Fe、Nb的百分比，在LF精煉處理造好白渣后加入TWe，以及在LF精煉處理之前的轉爐工序中或者在LF精煉處理過程中加入Nbi^e ；(2)在1200士30°C條件下對所述板坯進行加熱，加熱時間MOmin；(3)根據不同的成品厚度選擇粗軋、精軋道次數，其中，粗軋開軋溫度1100士20°C，粗軋終軋溫度970 1010°C，精軋終軋溫度920士20°C ；(4)控制鋼板剪切溫度在200士15°C。
6.根據權利要求5所述的生產方法，其特征在于，所述的將轉爐冶煉所得的滿足權利要求2化學成分要求的鋼水澆鑄成板坯包括如下步驟(1)采用鐵水預脫硫工藝；(2)轉爐底全程吹氬氣，控制出鋼C<0.09% (重量百分比)、PS 0.020% (重量百分比)；(3)采用LF精煉處理；(4)所述澆鑄采用板坯連鑄，其中，連鑄采用全程保護澆鑄和電磁攪拌工藝，二冷制度采用對應厚度斷面的中冷水表，拉速控制在1. 10士0. 20m/min,中包溫度控制在 1530 士 30°C。
全文摘要
汽車橋殼用鋼板，重量百分比為C0.1～0.18％、Si≤0.5％、Mn1.2～1.6％、Ti0.01-0.06％、Nb0.01-0.04％、P≤0.025％、S≤0.015％其余為Fe及雜質。所述鋼板生產方法將轉爐冶煉的滿足化學成分要求的鋼水澆鑄成板坯，據Ti、Fe、Nb百分比，在LF精煉處理造好白渣后加入TiFe，在轉爐工序或LF精煉加入NbFe；將板坯進爐加熱保溫；粗軋開軋溫度1080～1120℃，精軋開軋溫度910～950℃，精軋終軋溫度830～870℃，精軋后三道次連續軋制，軋制末3道壓下率不小于11％、8％、6％；剪切溫度150～300℃。以改善鋼板力學性能指標和冷成型性能。
文檔編號C22C38/14GK102286691SQ20111026388
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月7日 優先權日2011年9月7日
發明者劉祖強, 盧偉同, 周昊明, 周漢全, 樊雷, 羅軍, 陳吉強, 陳小龍 申請人:柳州鋼鐵股份有限公司