[發明專利]610MPa級低成本大梁用鋼及其超快冷制造方法

在審

• 申請號: 201510423638.0
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN104988392A
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 趙江濤;劉斌;賀嘯秋;王孟;楊海林;彭濤;王立新;梁文;劉永前;周昆
• 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;C22C33/06
• 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

技術領域

本發明屬于鋼鐵技術領域，具體涉及一種610MPa級低成本大梁用鋼及其超快冷制造方法。

背景技術

目前，440MPa級、510MPa級別大梁鋼的生產技術已相當成熟，在汽車工業的應用也較廣泛。但隨著我國汽車工業以及交通、運輸業的飛速發展，特別是高等級高速公路的加快建設，車輛開始向大型化發展，大噸位載重汽車和大型豪華客車的需求量不斷增加。為了減輕汽車部件的重量以降低其自重，達到節約能源、減輕環境污染并提高運載效率的目的，高性能熱軋汽車鋼板作為載重汽車和大型客貨車大梁的應用也開始普及起來。

在國內外，現階段多是采用添加一定的微合金元素來強化鋼的強度。610MPa級別的大梁鋼作為客貨車的安全承重件，對性能和成形性有很高的要求。載重汽車和大型客貨車大梁一般采用3～12mm的熱軋鋼板制造。汽車大梁既是客貨車的承重件，也是汽車行駛過程中的安全件。在大型載重車車架設計中，采用熱軋汽車大梁鋼制作，其車架總成分為縱梁、襯梁、橫梁、加強件以及加強板等，各零部件是采用冷沖壓成形或滾壓成形方式，其裝配主要采用鉚接方式。為了提高車架總成的承載能力，在采用低強度級別的大梁鋼設計制作時，車架縱梁除采用內加強板外(襯梁)，還增加了外上和外下加強板的加強結構。

發明內容

本發明所要解決的一個技術問題是提供一種610MPa級低成本大梁用鋼，該鋼不僅具有更高的強度、良好的塑性和低溫韌性，還具有優良的冷沖壓和滾壓成型性、較強的疲勞性能、高的尺寸精度和表面質量，能夠較好地應付汽車在行駛過程中受到的各種沖擊、扭轉等復雜應力的作用。該鋼的具體性能要求是：下屈服強度R_eL≥500MPa；抗拉強度R_m≥610MPa；伸長率A≥18％；寬冷彎(b＝35mm)性能良好(d＝0mm)。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供上述大梁用鋼的超快冷制造方法。

為解決上述第一個技術問題，本發明所設計的技術方案為：一種610MPa級低成本大梁用鋼，按重量百分比，各化學組分為：碳：0.04％～0.06％；硅<0.10％；錳：1.50％～1.65％；磷≤0.015％；硫≤0.005％；固溶鋁(Als)：0.020％～0.070％；鈮：0.02～0.04％；余量為鐵、銅、鎳和不可避免的雜質。

優選地，按重量百分比，鋼的化學組分中，銅≤0.30％，鎳≤0.30％。

為了解決上述第二個技術問題，本發明所設計的技術方案為：一種610MPa級低成本大梁用鋼的制造方法，該方法的生產工藝流程為：鐵水脫硫→轉爐冶煉→真空處理→連鑄→精整(板坯檢查及清理)→板坯加熱→熱連軋→冷卻→卷取。

其中轉爐冶煉過程中合金化順序為鋁鐵→錳鐵→鈮鐵，使用加鋁機加鋁線進行終脫氧，在真空處理后期加入鈦鐵。

其中熱連軋過程加熱溫度為1200～1300℃，粗軋出口溫度為1040～1140℃，終軋溫度為800～860℃。

其中冷卻方式為超快速冷卻，所述超快速冷卻方式為：采用3級高度冷卻水箱控制鋼板冷卻速度，該3級冷卻水箱高度依次為：9米、18米和27米。

其中冷卻速度為80℃/s～200℃/s。

下面對本發明的熱軋鋼板的理想化學成分和熱連軋生產工藝進行說明。

(1)化學成分

碳是廉價的固溶強化元素。如果其含量超過0.04％，則沖壓成形性會降低；如果其含量小于0.06％，則不能滿足材料對強度的要求，所以，將其含量限定在0.04％～0.06％范圍。

硅在加熱過程過程中與氧、鐵結合，形成橄欖狀氧化鐵皮，緊附在鋼板表面，不易沖掉，在軋制過程中形成氧化皮壓坑，惡化熱軋鋼板的表面質量，所以，將其含量限定在<0.10％范圍。

錳是提高強度和韌性最有效的元素，可改善鋼的強度-延伸平衡性。但是添加多量的錳，會導致增加鋼的淬透性，鑒于此，將其上限定為1.65％，所以，將其含量限定在1.50％～1.65％范圍。

磷是鋼中的有害元素，易引起鑄坯中心偏析，為了避免冷彎成形性能、韌性發生惡化，設定其含量上限為0.015％。

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。基于對鋼板冷彎成形工藝和制造成本的考慮，擬將鋼中硫含量控制在0.005％以下。