[發明專利]一種抗拉強度560～590MPa熱軋輪輞用鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201310681247.X
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103695762A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 劉彥春;錢愛文
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/60;C21D8/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于軋鋼技術領域，涉及汽車車輪輪輞用高強度鋼制造，具體涉及一種抗拉強度560～590MPa熱軋輪輞用鋼及制造方法。

背景技術

隨著對汽車輕量化制造要求的日益提高，對車輪自重的限制也越來越嚴格。在不降低車輪承載能力和疲勞性能的前提下，采用更高強度、更薄厚度的鋼材制造車輪，既可降低車輪自重，又可獲得節省材料產生的經濟效益。因此，輕量化車輪的設計制造成為許多汽車主機廠（OEM）和車輪制造商關心的熱點。常用的重載汽車車輪輪輞鋼牌號為330CL、380CL和420CL，數字對應抗拉強度級別，分別為330MPa、380MPa和420MPa。限制采用更高強度級別鋼材的主要原因是，鋼材抗拉強度提高的同時，通常伴隨延伸率的顯著降低，當延伸率降至30%以下時，制造輪輞工藝過程中的開裂率和廢品率顯著提高，當開裂率和廢品率較高時，制造成本的提高將抵消，甚至超過材料減薄帶來的經濟效益。因此，為了滿足車輪輪輞輕量化制造的要求，在大幅度提高鋼材抗拉強度的同時，必須使鋼材保持較高的延伸率，以保證輪輞制造工藝過程中保持較低的開裂率。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種不僅抗拉強度高同時也保持了較高延伸率的輪輞用鋼及其制造方法。

為了解決以上技術問題，本發明是通過以下技術方案予以實現的。

本發明提供了一種抗拉強度560～590MPa的熱軋輪輞用鋼，該輪輞用鋼化學成分按質量百分數為：0.05～0.07%C、0.10～0.30%Si、1.20～1.50%Mn，O、N、S、P、Al、Ca等雜質元素總含量低于0.06%，余量為Fe；該輪輞用鋼微觀組織為等軸鐵素體、呈團塊狀的粒狀貝氏體和分布鐵素體晶粒間的多邊形島狀馬氏體，其中：等軸鐵素體晶粒平均直徑8～10μm，體積分數70～75%；粒狀貝氏體團塊被鐵素體晶粒分隔，平均直徑10～15μm，體積分數15～22%；多邊形的島狀馬氏體分布在鐵素體晶粒之間，平均直徑2～4μm，體積分數8～10%；該輪輞用鋼延伸率34～36%，厚度為6.0～7.0mm。

本發明同時提供了上述熱軋輪輞用鋼的制備方法，采用以上化學成分的鋼，在熱連軋生產線上采用恒速軋制，終軋溫度控制在810～830℃之間，軋后采取分段式冷卻，具體是：第一段，以55～65℃/s的速度將鋼帶冷卻至660～680℃，隨后空冷2.5～3s，空冷后溫度650～670℃；第二段，以55～65℃/s的速度將鋼帶繼續冷卻至590～610℃，隨后空冷2～2.5s，空冷后溫度580～600℃；第三段，以55～65℃/s的速度將鋼帶繼續冷卻至440～460℃，隨后空冷2～2.5s，空冷后溫度430～450℃；第四段，以150～180℃/s的速度將鋼帶冷卻至50～80℃，隨后卷取。

與現有技術相比，本發明的技術效果如下：

本發明采用一種熱軋后的分段式冷卻工藝，精確控制組織中鐵素體、貝氏體和馬氏體的尺寸及體積分數，通過組織中的貝氏體和馬氏體相提高鋼材的抗拉強度，通過控制鐵素體晶粒尺寸、體積分數，及采用多段空冷降低鋼帶殘余應力，提高鋼材延伸率。提供了一種抗拉強度560～590MPa，延伸率（A₅）34～36%，厚度規格6.0～7.0mm的熱軋輪輞用鋼，適用于重載汽車輪輞的制造。

附圖說明

附圖為本發明熱軋輪輞鋼的典型金相組織照片。

如圖所示，本發明熱軋輪輞鋼經LEPERA試劑（1%Na₂S₂O₅水溶液+4%苦味酸酒精溶液）腐蝕，圖中白色部分為島狀馬氏體，黑色團塊為貝氏體，灰色部分為鐵素體。

具體實施方式

以下結合具體實施例詳述本發明，但本發明不局限于下述實施例。

選擇表1化學成分鋼為原料，經熱連軋機組恒速軋制，控制終軋溫度，軋后進行分段式冷卻，鋼帶厚度限制在6.0～7.0mm范圍內。工藝參數如表2，組織和力學性能如表3。

表1實施例實測化學成分