[發明專利]一種汽車車輪用鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201310407739.X
• 申請日: 2013-09-07
• 公開（公告）號: CN103469057A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 韓斌;時曉光;董毅;劉仁東;郭金宇;高磊;徐榮杰;徐鑫
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C21D8/02
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所 21213
• 代理人: 趙長芳

技術領域

本發明屬于冶金工藝技術領域，尤其涉及一種540MPa級擴孔性優異的汽車車輪用鋼及其生產方法。

背景技術

近幾年，隨著國內汽車工業的高速發展，載重汽車也正向著大噸位的方向改進，因此對汽車車輪的承載強度亦提出了更高的要求。而強度的提高必然對其成形性造成一定影響，促使汽車車輪行業在鋼板的材質要求上也越來越苛刻。所以如何能夠在提高鋼板強度的前提下，既不損害其成形性，同時能夠進一步降低成本，減減輕重量，降低油耗便成為目前亟待解決的重要課題。

車輪成形的關鍵工序是三次正反拉延，因此，要求鋼板具有良好的延伸凸緣性，它是評價車輪鋼成形性的重要特征，通常采用擴孔率λ進行評價。擴孔率λ采用平底凸模法測定，即在尺寸為100×100×3mm板材中心沖出φ10mm圓孔，凸、凹模相互壓緊，凹模圓角為4.5mm，用頂角為60°的錐形沖頭沖壓，直至預制孔邊緣有明顯的穿透裂紋為止。

擴孔率計算公式為：λ=（Df—Di）*100%/Di

公式中，λ為擴孔率，Di為原始孔徑，Df為實驗終止時中心孔徑。

“鈦在汽車輪鋼中的作用及合金化工藝探討”（《鋼鐵》，Vol.36(2001),p.48）介紹，在制造汽車車輪用鋼時加入Ti，含量為0.05～0.12%，抗拉強度為430～470MPa。“鞍鋼ASP線汽車車輪用鋼的研制”（《汽車工藝與材料》,Vol.6(2004),p.57）記述，在制造汽車車輪用鋼時加入≤0.03%Nb，熱軋后抗拉強度為460MPa。申請號200810026023.4的專利中提到，加入Nb、Ti等貴重元素，不僅其合金成本高，而且其強度級別相對較低，另外加入Nb、Ti等合金元素會降低鋼板的擴孔率，導致成形性下降。

專利公開號CN101490295A公開了一種“拉伸凸緣性和疲勞性能優異的高強度鋼板”，同樣未解決鋼種機械性能較低的問題，需要添加稀土、Nb、Ti等貴金屬元素，不僅增加了生產成本，同時存在擴孔率較低的缺陷。

發明內容

本發明旨在提供一種強度高，成本低，擴孔成型性優異，可減輕車身重量，降低汽車油耗的540MPa級汽車車輪用鋼及其生產方法。

為此，本發明所采取的解決方案是：

一種汽車車輪用鋼，其特征在于，540MPa級汽車車輪用鋼化學成分wt%為：C0.07%～0.1%、Si0.15%～0.3%、Mn1.3%～1.6%、P＜0.02%、S＜0.005%，余量為Fe和不可避免的雜質。

一種汽車車輪用鋼的生產方法，其具體步驟為：

1、采用鐵水預脫硫，轉爐頂底復合吹煉，底吹Ar攪拌時間大于5分鐘，RH爐進行成分微調、真空循環脫氣處理，連鑄采用低碳鋼保護渣，全程吹Ar保護澆鑄。

2、將連鑄坯經加熱爐加熱至1200～1300℃，并保溫2～3小時。

3、粗軋開軋溫度1100～1250℃，終軋溫度＞1000℃。

4、精軋機入口溫度950～990℃，終軋溫度780～820℃，未再結晶階段壓下率＞60%。

5、采用層流冷卻工藝，以25～30℃/s冷卻速度快速冷卻，終冷至450～500℃進行卷取。

本發明高強車輪用鋼的成分設計說明：

C：為保證具有較大的鐵素體析出量，碳含量要低。如果碳含量高時由于鐵素體相變溫度低，鐵素體轉變被抑制，不利于奧氏體和鐵素體兩相分離，同時影響鋼板的成形性和焊接性能。而當碳含量過低時，會導致強度和疲勞壽命降低。因此，選在0.07%～0.1%之間。

Si：作為鐵素體的穩定元素，它在高溫下增加了碳在奧氏體中的活度，有利于鐵素體中的碳向奧氏體內部擴散，增加了奧氏體向鐵素體轉變的驅動力，促進了鐵素體轉變，增加了組織中鐵素體的體積分數；同時Si是低碳鋼中鐵素體的主要強化元素之一，通過固溶強化提高鐵素體基體的強度，從而縮小鐵素體與貝氏體兩相之間的硬度差，因此適當提高Si含量，可使兩相硬度差減小，使兩相在塑性變形階段表現出一定的相容性，即在裂紋擴展過程中，鐵素體產生較大塑性變形的同時，貝氏體也可能產生屈服，改善了鋼的塑性和韌性，此外，Si作為非碳化物的形成元素，也促進性了滲碳體顆粒的再細化，有利于獲得強度和成形性能的優良組織；另外，若Si量過剩，則上述作用飽和，產生熱脆性等問題發生。因此，選在0.15～0.3%之間。