[發明專利]420MPa級汽車車輪用鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201410238359.2
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104032215A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 劉斌;趙江濤;周祖安;劉永前;王立新;彭濤;楊海林;黃成紅
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;楊柳林

技術領域

本發明屬于汽車用鋼技術領域，具體是指一種抗拉強度在420MPa級汽車車輪用熱軋鋼及其生產方法。

背景技術

隨著我國汽車行業的迅猛發展，作為汽車主要構件之一的車輪，其設計和制造水平也隨之不斷升級。現代化的汽車車輪不僅要求堅固耐用，外形美觀，同時出于節能降耗的考慮，越來越采用輕便復雜化的設計，從車輪設計上更趨于復雜，因此也要求制造車輪用的鋼材具有良好的成型性能，能夠滿足車輪零件在沖壓成型時復雜變形的要求。

經初步檢索，專利申請號為200710158965.3的發明專利，公開了一種車輪鋼及其冶煉方法，用于車輛車輪。其成分含量為：C為0.09～0.12％，Si為0.10～0.15％，Mn為0.85～1.00％，Nb為0.005～0.05％，P≤0.012％，O≤0.005％，S≤0.012％，余量為Fe和不可避免的雜質。其工藝特征是，通過鐵水預處理、轉爐冶煉和爐外精煉及常規軋制步驟冶煉成該車輪鋼。從成分設計上看，該申請的碳元素含量相對較高，硫元素含量較高，對鋼材的成型性能有較大影響，會導致鋼材在加工成車輪的過程中容易出現開裂現象。

發明內容

本發明主要的目的在于提供一種抗拉強度在420MPa級汽車車輪用熱軋鋼及其生產方法，該鋼具有良好的加工成型性能，而且其制備方法操作操作簡單，能耗低。

為實現上述目的，本發明的420MPa級汽車車輪用鋼，其化學成分按重量百分比計為：C：0.05～0.09％，Si≤0.15％，Mn：0.50～0.90％，P≤0.020％，S≤0.008％，Als：0.020～0.060％，Nb：0.010～0.025％，余量為Fe及不可避免的雜質。

優選地，所述420MPa級汽車車輪用鋼的化學成分按重量百分比計為：C：0.07～0.08％，Si≤0.12％，Mn：0.60～0.75％，P≤0.015％，S≤0.008％，Als：0.040～0.050％，Nb：0.010～0.025％，余量為Fe及不可避免的雜質。

本發明的420MPa級汽車車輪用鋼的生產方法，按通常純凈鋼工藝進行，包括轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、鑄坯加熱、軋制、層流冷卻、卷取、精整的步驟，其特殊之處在于：

在LF爐精煉處理時，按照0.65～0.75Kg/t鋼加入Si—Ca線，加入速度為250～300m/min；

鑄坯加熱溫度控制在1230～1270℃；

控制粗軋結束溫度在1060～1100℃，控制精軋終軋溫度在830～870℃；

層流冷卻時首先按照第一冷卻速度為20～35℃/s進行冷卻，當冷卻到溫度為650～700℃時，再按照第二冷卻速度為10～15℃/s進行冷卻，冷卻到580～620℃，并控制冷卻水水溫在15～35℃；

卷取溫度在580～620℃。

本發明420MPa級汽車車輪用鋼中各元素含量控制的機理及作用和生產過程中工藝參數設置原理如下：

碳：碳是廉價的固溶強化元素。根據本鋼種的應用范圍，主要用于加工汽車車輪等零件，要求材料在滿足強度要求的同時，具有良好的延伸率和成型性能。如果其含量小于0.05％，則不能滿足材料強度的要求；如果其含量大于0.09％，則不能滿足材料的良好成型性能。所以，將其含量限定在0.05～0.09％范圍，優選為0.07～0.08％。

硅：硅是廉價而有效的鋼液脫氧元素。添加低于0.15％的硅是為了維持母材強度、進行預脫氧，如果其含量超過0.15％，則會惡化熱軋鋼板的表面質量，影響車輪零件的外觀，所以，將其含量限定在0.15％以下，優選為≤0.12％。

錳：錳是提高強度和韌性最有效的元素。如果其含量小于0.50％，則不能滿足材料強度要求；但是添加多量的錳，會導致增加鋼的淬透性，由于焊接硬化層的出現而使裂紋敏感性增高，且增加鋼材的合金成本。鑒于此，將其上限定為0.90％，所以，將其含量限定在0.50～0.90％范圍，優選為0.60～0.75％。

磷：為了避免材料的焊接性能、沖壓成形性能、韌性、二次加工性能發生惡化，設定其含量上限為0.020％。所以將其含量控制在0.020％以下，優選為0.015％以下。

硫：硫是非常有害的元素。鋼中的硫常以錳的硫化物形態存在，這種硫化物夾雜對鋼的沖擊韌性是十分不利的，并造成性能的各向異性，因此，需將鋼中硫含量控制得越低越好。基于對鋼板沖壓成形工藝和制造成本的考慮，擬將鋼中硫含量控制在0.008％以下。