一種汽車大梁用熱軋鋼板及其生產方法
【專利摘要】本發明提供了一種汽車大梁用熱軋鋼板及其生產方法，該方法包括煉鋼步驟、連鑄步驟、加熱步驟、熱連軋步驟和卷取步驟，其中，所述煉鋼后的鋼水成分為：0.05-0.10重量%的C，≤0.35重量%的Si，0.9-1.3重量%的Mn，≤0.020重量%的P，≤0.010重量%的S，0.01-0.03重量%的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質；所述熱連軋步驟中的精軋終軋溫度為850-890℃；所述卷取步驟中的卷取溫度為560-620℃；在熱連軋步驟之后且在卷取步驟之前，將精軋后得到的鋼板以50℃/s以上的速度進行冷卻。根據本發明方法生產出的汽車大梁用熱軋鋼板具有高強度、高沖擊韌性、優良的焊接性能等優勢。
【專利說明】一種汽車大梁用熱軋鋼板及其生產方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熱連軋板帶生產【技術領域】，特別是涉及一種汽車大梁用熱軋鋼板的生產方法及由該方法生產的汽車大梁用熱軋鋼板。

【背景技術】
[0002]汽車車架是承受載荷的重要部件，它要承受汽車自身零部件的重量、載重量以及行駛時所受到的沖擊、扭曲、慣性力等作用，為提高車架承載能力和確保車輛重載行使的安全性，同時汽車廠為了滿足下游用戶對車輛的重載要求，目前重型和中型貨車縱梁多采用加長梁和“雙大梁”結構-即“主縱梁+加強梁”式車架。為了降低車重，各汽車制造廠家對高強度汽車梁用鋼板的需求量不斷增加，各鋼鐵企業也順應潮流，不斷地開發出新的汽車大梁用熱軋鋼板。
[0003]國內外高強度汽車用熱軋鋼板的生產采用多種工藝路線來達到汽車用鋼板高強度和高韌性的要求。如開發包括雙相鋼、復相鋼等，以達到鋼板強度高、成型性能優良等目標。但開發多相鋼要求熱連軋機具有大的軋制力，帶鋼長度和寬度方向上的溫度要分布均勻，同時要求精確控制精軋溫度和卷取溫度，現有普通熱連軋機的設備控制能力大多難以保證其工藝要求，采用低合金鋼的技術路線仍然是國內外鋼鐵企業研究的重要課題。目前國外生產高強鋼主要采用的V-T1-Nb復合微合金化技術路線，通過提高鋼的純凈度，將鋼中夾雜物細化至10nm以下，熱軋通過控軋控冷得到不同強度級別的高強高韌性熱軋鋼板。如日本采用V-T1-Nb復合微合金化生產出了 560MPa和590MPa強度級別的熱軋鋼板。
[0004]國內鞍鋼A550L、武鋼W540L和寶鋼的B550L等均是采用合金化技術路線，在汽車廠得到了一定的推廣應用。本鋼生產的BG550L其化學成分為:C:≤0.16%，Si ≤ 0.50%，Nb ( 0.09%, Mn:≤ 1.60%，其成品力學性能為 ReL ≥ 400MPa, Rm:550-650MPa, A ≥ 23.0%,但其存在屈服強度低等缺陷；寶鋼生產的B550L其化學成分為:C 0.16%，Si ( 0.50%，Nb ( 0.02%, Mn 1.60%，終軋溫度830_880°C，卷取溫度580-620°C，其成品力學性能為ReL≥450MPa, Rm:565_650MPa，A≥23.0%，但其存在Mn含量上限較高，易造成成本偏高，碳當量Ceq (0.30-0.34%)較高等缺陷；攀鋼生產的P560L其化學成分為C:0.05-0.08，Si ( 0.35%, Mn:0.8-1.5%, Nb:0.01-0.08%, V:0.03-0.08%，終軋溫度為 800-900°C，卷取溫度為 580-680°C。
[0005]可見國內生產抗拉強度560MPa級的汽車大梁用熱軋鋼板基本采用鈮、釩、錳微合金化路線，而僅采用鈮、錳微合金化路線生產的汽車大梁用熱軋鋼板存在焊接性能差、成本高等缺陷，并且均不涉及沖擊韌性。


【發明內容】

[0006]本發明的目的是提供一種沖擊韌性高、屈服強度高、抗拉強度高的熱軋鋼板的生產方法。
[0007]為了實現上述目的，一方面，本發明提供了一種汽車大梁用熱軋鋼板的生產方法，該方法包括煉鋼步驟、連鑄步驟、加熱步驟、熱連軋步驟和卷取步驟，其中，所述煉鋼后的鋼水成分為:0.05-0.10重量％的C，( 0.35重量％的Si，0.9-1.3重量％的Mn，( 0.020重量％的P，^0.010重量％的S，0.01-0.03重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質；所述熱連軋步驟中的精軋終軋溫度為850-890°C ;所述卷取步驟中的卷取溫度為560-620°C ;在熱連軋步驟之后且在卷取步驟之前，將精軋后得到的鋼板以50°C /s以上的速度進行冷卻。
[0008]優選情況下，所述煉鋼后的鋼水成分為:0.05-0.10重量％的C，( 0.28重量％的Si, 1.05-1.20 重量 % 的 Mn, ( 0.020 重量 % 的 P, ( 0.010 重量 % 的 S，0.017-0.027 重量 %的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質；所述熱連軋步驟中的精軋終軋溫度為850-890°C;所述卷取步驟中的卷取溫度為560-595°C，在熱連軋步驟之后且在卷取步驟之前，將精軋后得到的鋼板以50°C /S-1OO0C /s的速度進行冷卻。
[0009]另一方面，本發明提供了一種由上述方法制得的汽車大梁用熱軋鋼板。
[0010]本發明提供的汽車大梁用熱軋鋼板的生產方法采用鈮、錳微合金化方式，通過控制煉鋼后的鋼水成分為 :0.05-0.10重量%的C，( 0.35重量%的Si, 0.9-1.3重量%的Mn，(0.020重量％的P，^ 0.010重量％的S，0.01-0.03重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質，同時控制所述熱連軋步驟中的精軋終軋溫度為850-890°C ;所述卷取步驟中的卷取溫度為560-620°C，在熱連軋步驟之后且在卷取步驟之前，將精軋后得到的鋼板以50°C /s以上的速度進行冷卻；成功生產出主要為針狀鐵素體組織的高強度高韌性且焊接性能良好的汽車大梁用熱軋鋼板，屈服強度在460Mpa以上，抗拉強度為580-650Mpa，延伸率≥25.0%，碳當量為0.20-0.28%，-20°C時的沖擊功為130-210J ;生產出的鋼板力學性能穩定；同卷性能差小；成本較低。本發明方法工藝簡單、適應性強，極大地豐富和完善了熱軋產品結構。
[0011]本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0013]圖1為實施例1得到的汽車大梁用熱軋鋼板的金相顯微組織圖；
[0014]圖2為對比例I得到的汽車大梁用熱軋鋼板的金相顯微組織圖。

【具體實施方式】
[0015]以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0016]一方面，本發明提供了一種汽車大梁用熱軋鋼板的生產方法，該方法包括煉鋼步驟、連鑄步驟、加熱步驟、熱連軋步驟和卷取步驟，其中，所述煉鋼后的鋼水成分為:0.05-0.10 重量 ％ 的 C，( 0.35 重量 ％ 的 Si，0.9-1.3 重量 ％ 的 Mn，( 0.020 重量 ％ 的 P，(0.010重量％的S，0.01-0.03重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質；所述熱連軋步驟中的精軋終軋溫度為850-890°C ;所述卷取步驟中的卷取溫度為560-620°C，在熱連軋步驟之后且在卷取步驟之前，將精軋后得到的鋼板以50°C /s以上的速度進行冷卻。
[0017]根據本發明，優選情況下，煉鋼后的鋼水成分為:0.05-0.10重量％的C，< 0.28重量％ 的 Si，1.05-1.20 重量％的]^，≤ 0.020 重量％的P，≤ 0.010 重量％的 S，0.017-0.027 重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質；所述熱連軋步驟中的精軋終軋溫度為850-890°C;所述卷取步驟中的卷取溫度為560-595°C，在熱連軋步驟之后且在卷取步驟之前，將精軋后得到的鋼板以50°C /S-1OO0C /s的速度進行冷卻。可進一步提高生產出的汽車大梁用熱軋鋼板的強度和韌性。
[0018]本發明中，對于煉鋼步驟無特殊要求，可以采用本領域常用的煉鋼工藝，例如，經過鐵水脫硫、轉爐冶煉、LF爐Ca處理，將鋼水成分控制為:0.05-0.10重量％的C，< 0.35重量 ％ 的 Si，0.9-1.3 重量 ％ 的 Mn，( 0.020 重量 ％ 的 P，( 0.010 重量 ％ 的 S，0.01-0.03 重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質，優選為0.05-0.10重量％的C，( 0.28重量％的Si, 1.05-1.20 重量 % 的 Mn, ( 0.02 0 重量 % 的 P, ( 0.010 重量 % 的 S，0.017-0.027 重量 %的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質。
[0019]對于連鑄步驟也可以采用本領域常用的連鑄工藝，例如，采用整體氬氣密封澆鑄，鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中間包，中間包溫度無特殊要求，為本領域常規采用的溫度，例如為1530-1560°C，采用漏斗形結晶器，鑄坯拉速無特殊要求，為本領域常規采用的鑄坯拉速，例如為0.7-0.9m/min，連鑄步驟獲得的連鑄板坯厚度優選為200-230mm。
[0020]本發明中，加熱步驟優選為使鑄坯在1210_1240°C溫度下均熱，均熱是指對鑄坯進行長時間的熱處理，本領域技術人員應該理解的是，均熱的具體時間與鑄坯的厚度等因素有關，均熱只要使鑄坯整體均達到加熱溫度，并保溫一定時間O 120min)以保證微合金元素全部固溶。
[0021]本發明中，熱連軋步驟為使加熱后的鑄坯經過除鱗機去除表面上形成的氧化鐵皮后，進入可逆粗軋機組，經過粗軋后的中間坯的厚度優選為30-60_，隨后進入熱卷箱，使帶鋼頭、尾調換，然后進行精軋，精軋后鋼板的厚度優選為5-16mm。粗軋的出口溫度無特殊要求，可以采用本領域常用的溫度，例如粗軋出口溫度為1025-1055°C。精軋開軋溫度優選為950-1020°C，精軋終軋溫度優選為850-890°C。
[0022]另一方面，本發明還提供了一種由上述方法制得的汽車大梁用熱軋鋼板。該汽車大梁用熱軋鋼板的組織主要為針狀鐵素體組織，優選情況下，針狀鐵素體組織的含量為95-100體積％，剩余的為珠光體組織。針狀鐵素體組織和珠光體組織的含量根據金相顯微組織圖中白色區域和黑色區域各自所占的面積百分比來確定(白色區域表示的是針狀鐵素體組織，黑色區域表示的是珠光體組織)。該汽車大梁用熱軋鋼板的屈服強度> 460MPa，優選為480-560MPa ;抗拉強度為580_650MPa，優選為600_650MPa ;延伸率≥25%，優選延伸率為25-29% ;碳當量為0.20-0.28%，優選為0.23-0.28% ;_20°C時的沖擊功為130-210J，優選為 160-210J。
[0023]本領域技術人員應該理解的是，為了便于表述焊接性能，工程上將各種元素的作用折合成相應碳含量的作用，疊加為“碳當量((；,)”用以標識冷裂紋產生的傾向。一般情況下，Ceq值越低，材料焊接性能越好。由國際焊接協會推薦的公式為Ceq= [C] %+ [Mn] %/6+ [Cr]%+[Mo]%+[V]%/5+ ([Ni]%+[Cu]%) /15。
[0024]實施例
[0025]以下的實施例將對本發明作進一步的說明，但并不因此限制本發明。
[0026]在下述實施例和對比例中:
[0027]屈服強度的測定方法:GB/T 228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法。
[0028]抗拉強度的測定方法:GB/T 228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法。
[0029]延伸率的測定方法:GB/T 228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法。
[0030]本發明中，屈服強度、抗拉強度和延伸率均指的是橫向樣的屈服強度、抗拉強度和延伸率。
[0031]碳當量(Ceq)采用如下公式計算:
[0032]Ceq= [C]%+ [Mn]%/6+ [Cr]%+ [Mo]%+ [V]%/5+ ([Ni]%+ [Cu]%) /15
[0033]低溫沖擊功的測定方法:GB/T 229-1994金屬夏比缺口沖擊試驗方法。
[0034]金相顯微組織圖的測定方法:GB/T 13299-1991鋼的顯微組織評定方法。
[0035]本發明中，鐵素體組織指的是:碳在α -Fe中的間隙固溶體，具有體心立方晶格。
[0036]針狀鐵素體組織指的是:低合金高強度鋼中所形成的一種不同于鐵素體-珠光體的類貝氏體組織，是具有高密度位錯的非等軸鐵素體，它沒有完整連續的晶界，粒度參差不一，分布集中，在光學顯微鏡下的特征是不規則的鐵素體塊，而針狀是在透射電鏡下觀察到的形貌。
[0037]實施例1
[0038]鋼水經煉鋼步驟后成分為:0.05重量％的C，0.21重量％的Si，1.1重量％的Mn，0.01重量％的P，0.008重量％的S，0.017重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質，然后采用整體氬氣密封澆鑄，鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中間包，中間包溫度為1530°C，采用漏斗形結晶器，鑄坯拉速為0.7m/min，連鑄板坯厚度為230mm，然后在1210°C的加熱爐內均熱，加熱后的鑄坯經過除鱗機去除表面上形成的氧化鐵皮后，進入可逆粗軋機組，粗軋出口溫度為1025°C，經過粗軋后的中間坯的厚度為59mm，隨后進入熱卷箱，使帶鋼頭、尾調換，然后進行精軋，精軋開軋溫度為1020°C,精軋終軋溫度為850°C。精軋后鋼板的厚度為
10.0_，然后經前段層冷以70°C /s的冷速冷卻到570°C進行卷取成卷得到成品。從金相顯微組織圖中觀察為針狀鐵素體和珠光體組織，針狀鐵素體組織的含量為96體積％,珠光體組織的含量為4體積％，金相顯微組織圖如圖1所示。鋼卷屈服強度(ReL)、抗拉強度(Rm)、延伸率(A)和低溫沖擊功見表1，并計算碳當量見表1。
[0039]實施例2
[0040]鋼水經煉鋼步驟后成分為:0.08重量％的C，0.25重量％的Si，1.2重量％的Mn，
0.018重量％的P，0.005重量％的S，0.027重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質，然后采用整體氬氣密封澆鑄，鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中間包，中間包溫度為1550°C，采用漏斗形結晶器，鑄坯拉速為0.8m/min，連鑄板坯厚度為200mm，然后在1230°C的加熱爐內均熱，加熱后的鑄坯經過除鱗機去除表面上形成的氧化鐵皮后，進入可逆粗軋機組，粗軋出口溫度為1040°C，經過粗軋后的中間坯的厚度為45mm，精軋開軋溫度為950°C，精軋終軋溫度為870°C。精軋后鋼板的厚度為5.0mm，然后經前段層冷以100°C /s的冷速冷卻到560°C進行卷取成卷得到成品。從金相顯微組織圖中觀察全部為針狀鐵素體組織，即針狀鐵素體組織的含量為100體積％。鋼卷屈服強度(ReL)、抗拉強度(Rm)、延伸率(A)和低溫沖擊功見表1，并計算碳當量見表1。
[0041]實施例3
[0042]鋼水經煉鋼步驟后成分為:0.10重量％的C，0.28重量％的Si，1.05重量％的Mn，
0.020重量％的P，0.010重量％的S，0.023重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質，然后采用整體氬氣密封澆鑄，鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中間包，中間包溫度為1560°C，采用漏斗形結晶器，鑄坯拉速為0.9m/min，連鑄板坯厚度為220mm，然后在1240°C的加熱爐內均熱，加熱后的鑄坯經過除鱗機去除表面上形成的氧化鐵皮后，進入可逆粗軋機組，粗軋出口溫度為1055°C，經過粗軋后的中間坯的厚度為36mm，隨后進入熱卷箱，使帶鋼頭、尾調換，然后進行精軋，精軋開軋溫度為1000°c,精軋終軋溫度為890°C。精軋后鋼板的厚度為
6.0mm，然后經前段層冷以80°C /s的冷速冷卻到580°C進行卷取成卷得到成品。從金相顯微組織圖中觀察為針狀鐵素體和珠光體組織，針狀鐵素體組織的含量為99體積％,珠光體組織的含量為I體積％。鋼卷屈服強度(ReL)、抗拉強度(Rm)、延伸率(A)和低溫沖擊功見表1，并計算碳當量見表1。
[0043]實施例4
[0044]鋼水經煉鋼步驟后成分為:0.07重量％的C，0.19重量％的Si，1.15重量％的Mn，0.011重量％的P，0.007重量％的S，0.019重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質，然后采用整體氬氣密封澆鑄，鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中間包，中間包溫度為1560°C，采用漏斗形結晶器，鑄坯拉速為0.9m/min，連鑄板坯厚度為230mm，然后在1230°C的加熱爐內均熱，加熱后的鑄坯經過除鱗機去除表面上形成的氧化鐵皮后，進入可逆粗軋機組，粗軋出口溫度為1055°C，經過粗軋后的中間坯的厚度為59mm，隨后進入熱卷箱，使帶鋼頭、尾調換，然后進行精軋，精軋開軋溫度為950°C,精軋終軋溫度為850°C。精軋后鋼板的厚度為
16.0mm，然后經前段層冷以50°C /s的冷速冷卻到595°C進行卷取成卷得到成品。從金相顯微組織圖中觀察為針狀鐵素體和珠光體組織，針狀鐵素體組織的含量為97體積％，珠光體組織的含量為3體積％。鋼卷屈服強度(ReL)、抗拉強度(Rm)、延伸率(A)和低溫沖擊功見表1，并計算碳當量見表1。
[0045]實施例5
[0046]按照實施例1的方法生產汽車大梁用熱軋鋼板，不同的是，鋼水經煉鋼步驟后成分為:0.05重量％的C，0.21重量％的Si，0.9重量％的Mn，0.01重量％的P，0.008重量％的S，0.015重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質。成品從金相顯微組織圖中觀察為針狀鐵素體和珠光體組織，針狀鐵素體組織的含量為95體積％,珠光體組織的含量為5體積％。鋼卷屈服強度(ReL)、抗拉強度(Rm)、延伸率(A)和低溫沖擊功見表1，并計算碳當量見表1。
[0047]實施例6
[0048]按照實施例1的方法生產汽車大梁用熱軋鋼板，不同的是，卷取溫度為600°C。從金相顯微組織圖中觀察為針狀鐵素體和珠光體組織，針狀鐵素體組織的含量為95體積％，珠光體組織的含量為5體積％。鋼卷屈服強度(ReL)、抗拉強度(Rm)、延伸率(A)和低溫沖擊功見表1，并計算碳當量見表1。
[0049]對比例I
[0050]按照實施例1的方法生產汽車大梁用熱軋鋼板，不同的是，卷取溫度為630°C，冷卻速率為40°C /S。從金相顯微組織圖中觀察為鐵素體和珠光體組織，鐵素體組織的含量為92體積％，珠光體組織的含量為8體積％ (鐵素體組織和珠光體組織的含量根據金相顯微組織圖中白色區域和黑色區域各自所占的面積百分比來確定(白色區域表示的是鐵素體組織，黑色區域表示的是珠光體組織)，金相顯微組織圖如圖2所示)。鋼卷屈服強度(ReL)、抗拉強度(Rm)、延伸率(A)和低溫沖擊功見表1，并計算碳當量見表1。
[0051]表1
[0052]

【權利要求】
1.一種汽車大梁用熱軋鋼板的生產方法，該方法包括煉鋼步驟、連鑄步驟、加熱步驟、熱連軋步驟和卷取步驟，其特征在于，所述煉鋼后的鋼水成分為:0.05-0.10重量％的(:，≤0.35 重量 ％ 的 Si，0.9-1.3 重量 ％ 的 Mn，≤0.020 重量 ％ 的 P，≤0.010 重量 ％ 的 S，.0.01-0.03重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質；所述熱連軋步驟中的精軋終軋溫度為850-890°C ;所述卷取步驟中的卷取溫度為560-620°C ;在熱連軋步驟之后且在卷取步驟之前，將精軋后得到的鋼板以50°C /s以上的速度進行冷卻。
2.根據權利要求1所述的生產方法，其中，所述煉鋼后的鋼水成分為:0.05-0.10重量 ％ 的 C，≤ 0.28 重量 ％ 的 Si，1.05-1.20 重量 ％ 的 Mn，≤ 0.020 重量 ％ 的 P，≤0.010 重量％的S，0.017-0.027重量％的Nb，余量為Fe和不可避免的雜質；所述熱連軋步驟中的精軋終軋溫度為850-890°C ;所述卷取步驟中的卷取溫度為560-595°C，在熱連軋步驟之后且在卷取步驟之前，將精軋后得到的鋼板以50°C /S-1OO0C /s的速度進行冷卻。
3.根據權利要求1或2所述的生產方法，其中，所述熱連軋步驟中的精軋開軋溫度為950-1020°C。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的生產方法，其中，所述熱連軋步驟中粗軋后中間還的厚度為30-60mm,精軋后鋼板的厚度為5_16mm。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的生產方法，其中，所述加熱步驟為使鑄坯在1210-1240°C溫度下均熱。
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的生產方法，其中，所述連鑄步驟獲得的連鑄板坯厚度為200-230mm。
7.一種汽車大梁用熱軋鋼板，其特征在于，所述汽車大梁用熱軋鋼板由權利要求1-6中任意一項所述的生產方法制得。
8.根據權利要求7所述的汽車大梁用熱軋鋼板，其中，該汽車大梁用熱軋鋼板的組織主要為針狀鐵素體組織。
9.根據權利要求8所述的汽車大梁用熱軋鋼板，其中，所述針狀鐵素體組織的含量為95-100體積％，其余為珠光體組織。
10.根據權利要求7-9中任意一項所述的汽車大梁用熱軋鋼板，其中，該汽車大梁用熱軋鋼板的屈服強度≥460MPa，抗拉強度為580-650MPa，延伸率≥25%，碳當量為.0.20-0.28%, _20°C時的沖擊功為 130-210J。
【文檔編號】C22C38/12GK104073716SQ201310341824
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年8月7日 優先權日:2013年8月7日
【發明者】葉曉瑜, 張開華, 翁建軍, 劉勇, 左軍, 王海云, 李衛平, 羅許 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團西昌鋼釩有限公司