[發明專利]一種汽車用高強度防撞管及其制造方法

有效

• 申請號: 200810033166.8
• 申請日: 2008-01-28
• 公開（公告）號: CN101497960A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 洪杰;王起江
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C38/32;B23P15/00;C21D9/08;B60R19/03
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司
• 代理人: 竺 明

技術領域

本發明涉及一種高強度小口徑薄壁鋼管，特別涉及一種汽車用高強度防撞管及其制造方法。

背景技術

汽車為了增加車門的剛度，車門內大都安裝有防撞管。由高強度鋼制成的防撞管形成第一道抗碰撞的屏障，可將側面或前面的撞擊載荷均勻地傳遞到車身的主要構件上。

近年來，隨著對汽車安全性能的要求越來越高，對汽車用高強度防撞管的要求不斷增加，主要是向高性能、高強度材料發展，同時需保證焊接性能。

由于具有超細晶粒的鋼可以同時提高鋼的強度和韌性，因此目前主要采用制管+高頻感應淬火工藝得到超細晶粒組織的鋼管，從而實現超高強度和良好韌性。

目前汽車防撞管的制管工藝是采用鋼板焊接制管工藝，控制鋼板軋制后的卷曲溫度使其具有良好的加工性和均勻細化的初始晶粒，將熱軋板剪切后，采用焊管工藝制管，然后進行高頻感應淬火+低溫回火的熱處理。該工藝由于采用焊接制管工藝，其焊縫及熱影響區在高頻感應淬火后無法得到超細晶粒，該區域的強度比鋼管母材低30％左右，從而導致整管性能下降。

高頻感應淬火工藝通過快速感應加熱，讓鋼奧氏體化過程中晶粒來不及長大時就及時冷卻，從而得到超細晶的組織。感應加熱過程中，加熱溫度過高或加熱時間過長，會導致晶粒長大明顯；加熱溫度過低或加熱時間過短，會導致鋼管外表晶粒細小，內表由于奧氏體化不完全，保留原始粗大晶粒。晶粒的粗大或不均勻都無法得到超高強度和良好的韌性。因此為了既保證鋼管加熱均勻，又不因為過長的加熱時間導致晶粒長大，一般汽車防撞管的壁厚小于2mm。

現有汽車防撞管如日本專利JP04063242A、JP04063227A、JP04116138A所公開的，其專利的化學成分為C0.15～0.25，Si≤0.5，Mn0.8～1.5，Ti≤0.04，B≤0.0035，N≤0.0080，Cr≤0.50，Ni≤0.50，Mo≤0.50和余Fe。其采用鋼板焊管工藝制成鋼管，通過高頻淬火后其強度可達到1176Mpa，延伸性能達到10％，其高頻感應淬火后平均晶粒等效直徑為7.5μm左右，強度和韌性不夠高，焊縫及熱影響區的強度低，滿足不了當今汽車越來越高的安全性能要求。

對于汽車防撞管鋼種的設計來說，主要是要保證高頻感應淬火后得到均勻的超細晶粒，從而實現超高強韌性能；同時低的碳當量以保證焊接性能。

增加鋼管的厚度可以進一步提高汽車防撞管的沖擊性能，現有汽車防撞管主要通過添加微量的B、Ti和選擇性添加適量的Cr、Ni、Mo，在高頻淬火過程中，這些元素與C、N的析出物由于數量少、尺寸大，不能充分抑制晶粒長大速度，尤其對于壁厚大于2mm的鋼管，由于無法充分抑制晶粒長大速度，其不能得到內外表組織均勻，平均晶粒等效直徑小于6μm的超細晶粒，從而無法實現超高強度和好的韌性。

發明內容

本發明的目的是提供一種汽車用高強度防撞管及其制造方法，既滿足鋼管內外表加熱均勻，又可以充分抑制晶粒長大速度，得到超高強度、韌性好的汽車防撞管；同時不會由于碳當量的增加，降低焊接性能。

為達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種汽車用高強度防撞管，其化學成分質量百分比為：

C????0.15～0.25

Mn???0.8～1.5

Si???0.2～0.5

Ti???0.01～0.04

B????0.001～0.004

V????0.05～0.15

0.008＜N≤0.015

余量為Fe和不可避免的雜質。

進一步，其成分還包括，0＜Cr≤0.5，按質量百分比計。

C是碳化物形成元素，可以提高鋼的強度，小于0.15％時效果不明顯，大于0.25％時會大大降低鋼的焊接性能。

Mn有利于消除S的有害作用，又有利于脫氧，但發現當Mn量小于0.8％時作用較小。當Mn含量操作1.5％后，淬透性提高很大，但熱軋時韌性變壞，以致影響鋼管的生產，因此Mn含量控制在0.8～1.5％之間。

Ti能夠細化晶粒，形成碳化物，提高鋼的強度和韌性。但含量超過0.04％時，其效果增加就不明顯了。同時因為其價格很高，所以要限制使用量。

B能明顯提高鋼的淬透性，并且能夠避免磷在晶界的偏析，從而有效提高綜合性能。含量小于0.001％時，效果不明顯，但大于0.004％時，鋼流動性增大，給連鑄帶來困難。

V有利于細化奧氏體晶粒并起到彌散析出強化，提高鋼的強度和韌性；小于0.05％其效果不明顯，但含量超過0.15％時，其效果增加就不明顯了，同時會增加生產成本。