[發明專利]一種600MPa級汽車橋殼鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201410432234.3
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104213019A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 潘輝;李飛;王全禮;朱國森;周娜;郭佳;王倫;姚志強;吳科敏
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C22C33/04
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉杰

技術領域

本申請涉及軋鋼技術領域，尤其涉及一種600MPa級汽車橋殼鋼及其生產方法。

背景技術

汽車的輕量化，就是在保證汽車的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質量，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。由于環保和節能的需要，汽車輕量化已成為汽車工業發展的當務之急及發展的潮流。特別是在大型客車、重卡和專用車、半掛車行業,將更高強度的材料應用于汽車部件，可以顯著的減輕整車重量，提高負載，提高車輛構件的使用壽命，給物流公司帶來的好處是提高運輸效率，大幅降低物流成本，節能減排社會效益顯著。

汽車橋殼，是安裝主減速器、差速器、半軸、輪轂和懸架的基礎件。橋殼具體有如下功用：1、和從動橋一起承受汽車質量。2、使左、右驅動車輪的軸向相對位置固定。3、汽車行駛時，承受驅動輪傳來的各種反力、作用力和力矩，并通過懸架傳給車架。對于汽車橋殼鋼，以鋼板做為原料沖壓成型，厚度一般大于10mm的鋼板，為保護沖壓模具，大多采用熱成形方式，即將鋼板加熱到800℃-850℃范圍內保溫一段時間后在較高的溫度沖壓成型，后空冷至室溫。

現有汽車橋殼生產企業及生產技術普遍采用Q345B低合金鋼為材料。但是，目前在原材料及其生產技術方面，現有生產技術還有以下幾方面不足：

強度級別偏低，不利于材料減薄和車輛減重。國內目前普遍采用Q345B進行熱成形汽車橋殼的生產，材料強度級別低，厚度較厚，無法實現車輛減重。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供了一種600MPa級汽車橋殼鋼及其生產方法，針對熱成形橋殼生產方式，對橋殼鋼材料的化學成分及生產技術進行研究，確定了采用低成本中高C、高Si、高V、高N強化的基本思路，結合使用準確的控軋控冷溫度，控制鋼卷的組織和析出狀態，生產出了600MPa級汽車橋殼鋼，使其在熱成形后材料強度依然可以達到600MPa。

本發明提供了如下技術方案：

本發明提供了一種600MPa級汽車橋殼鋼，成分組成為(重量百分比)：C：0.21％-0.26％；Si：0.51％-0.6％；Mn：1.1％～1.5％；Al：0.01％～0.06％；P：≤0.02％；S：≤0.01％；V：0.05％-0.06％；N：0.012％-0.016％；其余為Fe及不可避免雜質，其中，V：N≤5：1。

本發明提供了一種如上述方案中所述的600MPa級汽車橋殼鋼的生產方法，包括：進行轉爐冶煉，真空處理，連鑄后得到鑄坯，所述鑄坯的成分組成為(重量百分比)：C：0.21％-0.26％；Si：0.51％-0.6％；Mn：1.1％～1.5％；Al：0.01％～0.06％；P：≤0.02％；S：≤0.01％；V：0.05％-0.06％；N：0.012％-0.016％；其余為Fe及不可避免雜質，其中，V：N≤5：1；將所述鑄坯在加熱爐內加熱至1150℃～1220℃，加熱時間為180分鐘以上；進行粗軋，軋制道次為6-8道；進行連續精軋，軋制道次為6或7道，控制精軋入口溫度為950℃～990℃，終軋溫度為800℃～840℃；采用前段冷卻模式進行層流冷卻，開冷溫度不低于780℃；進行卷取，卷取溫度為540℃～560℃。

本發明主要合金元素作用說明：

碳：碳是提高材料強度最經濟有效的元素，C在鋼卷中與V結合，產生一定的析出強化效果。同時，采用較高的C可顯著的提高材料的熱成形后的強度。如C含量設計偏低，熱成形后強度下降；如C含量設計偏高，易引起中心偏析及焊接開裂等問題，因此，本發明確定采用的碳含量設定范圍為0.21％～0.26％。

硅：硅為固溶強化元素，有利于提高母材和熱成形后材料的強度，由于汽車橋殼用鋼熱成形后會進行表面噴丸處理，因此鋼板表面由高Si引起的薄層紅銹可去除。如Si含量設計偏低，材料強度下降，但Si含量也不宜設計過高，避免出現材料脆性。因此，本發明添加硅含量為0.51％-0.6％。

錳：錳具有固溶強化作用，是提高材料強度重要元素之一，但錳含量添加過高容易產生偏析并會降低材料韌性，惡化性能。對于汽車橋殼用鋼應減輕中心偏析，避免鋼板分層開裂，因此將Mn上限設定為1.5％，本發明添加錳含量為1.1％～1.5％。

硫和磷：硫和磷元素過高會對材料韌性和塑性有不利影響。本發明限定了硫含量應控制在0.01％以內，磷含量應控制在0.02％以內。

鋁：鋁為脫氧元素，同時具有一定的晶粒細化效果。本發明限定了鋁含量為0.01％～0.06％。