一種600MPa級的厚規格熱軋輪輻用鋼及其製造方法

2023-04-27 22:17:01 2

一種600MPa 級的厚規格熱軋輪輻用鋼及其製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種600MPa級的厚規格熱軋輪輻用鋼及其製造方法，所述輪輻鋼的化學成分質量百分比為，0.06～0.12%C、0.20～0.60%Si、0.80～1.20%Mn、0.02～0.06%Alt、0.50～1.00%Cr、0.03～0.08%P、S≤0.005%，N≤0.006%餘量為Fe及不可避免的雜質。本發明的製造方法中，鋼坯加熱溫度為1150～1250℃，精軋終軋溫度760-840℃，軋後採用常規冷卻工藝，以20～100℃/s的冷速冷卻到350℃以下進行卷取。該鋼板具有優良的加工性能和疲勞性能，不添加Nb、V、Mo、Ni等元素，節約了生產成本。本發明的鋼板可廣泛應用於汽車商用車鋼製車輪的輪輻生產。
【專利說明】一種600MPa級的厚規格熱軋輪輻用鋼及其製造方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於鋼鐵材料工程的【技術領域】，涉及一種輪輻用鋼及其製造方法，特別涉 及一種600MPa級的厚規格熱軋輪輻用鋼及其製造方法。

【背景技術】
[0002] 2013年我國汽車產量2211萬輛，連續五年保持世界第一。隨著能源日趨緊張、環 境壓力日益加劇，加上全球對環境保護立法的不斷完善，促進了汽車技術發展重心向著節 能、環保和安全性方面發展。運用現代技術和方法減輕零部件或者整車的重量，在保障安全 等性能的前提下，通過減重來實現節能減排降耗目標已成為共識。
[0003] 車輪是汽車製造業中關鍵的部件之一，具有轉向、承載和制動等功能，特別是商用 車車輪，它在高速運轉過程中受地面平整程度影響，通常承受交變機械應力、路面衝擊載 荷，以及慣性制動造成的局部溫度應力，這些嚴重影響著車輪的使用壽命。高強度輪輞鋼已 成為一個重要的汽車用鋼品種。作為汽車車輪用材料，輪輞鋼必須有足夠的強度，良好的成 形性能和焊接性能，目前，國內商用車輪輻材料主要以Q235B、420CL、490CL、540CL和590CL 等厚規格普碳和低合金高強度鋼為主，500MPa以上的高強度鋼由於屈服強度較高，存在回 彈較大，輪輻加工成型的形狀穩定性的問題以及輪輻成型後衝孔斷面粗糙尤其易出現分層 缺陷。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的在於針對厚規格商用車輪輻需要的普通低合金高強度鋼的存在的 不足，提供了一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼及其製造方法。
[0005] 本發明的技術方案為： 一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其化學成分按質量百分數為：0.06?0. 12%C、 0. 20 ?0. 60%Si、0. 80 ?I. 20%Mn、0. 02 ?0. 06%Alt、0. 50 ?I. 00%Cr、0. 03 ?0. 08%P、 S彡0. 005%，N彡0. 006%餘量為Fe及不可避免的雜質。
[0006] 作為優選，本發明的600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其化學成分按質量百分數 為：0· 06 ?0· 10%C、0. 30 ?0· 50%Si、l. 0 ?1. 20%Μη、0· 02 ?0· 06%Alt、0. 60 ?0· 90%Cr、 0. 03?0. 06%P、S彡0. 005%，N彡0. 006%，餘量為Fe及不可避免的雜質。
[0007] 作為優選，所述化學成分中Ti <0· 05%，Nb <0· 01%。
[0008] 作為優選，其鐵素體體積分數為80?90%，馬氏體體積分數為10-17%，其它組織體 積分數為3%以下。
[0009] 本發明在C-Si-Mn鋼成分的基礎上，通過添加 Cr和P，嚴格控制S、N含量，限制Ti 的添加，不添加 Nb、V微合金元素，也不添加 Mo、Ni等貴重合金，大幅降低了成本，採用控軋 控冷工藝，獲得抗拉強度600MPa級的熱軋輪輻用鋼，適合用於商用車輪輻的加工。本發明 中各合金元素的作用如下： C :提高鋼的強度的重要元素，C含量太低馬氏體比例過低強度達不到要求，C含量 太高則鐵素體難於形成，同時焊接性能和成形性能惡化，因此控制在0. 06-0. 12%，優選 0· 06-0. 10%。
[0010] Si:脫氧元素，同時在鋼中起固溶強化作用，含量太低強化效果太弱，含量太高 容易使鋼板表面產生"紅鏽"缺陷，影響表面質量和最終產成品的疲勞性能，因此控制在 0· 20-0. 60%，優選 0· 30-0. 50%。
[0011] Mn:改善屈服強度和淬透性，過低造成奧體體穩定性和鋼的強度不足，過高會使鋼 的塑性和焊接性下降，因此控制在0. 80-1. 20%，優選1. 0-1. 20%。
[0012] S :鋼中的雜質元素，對成形性和疲勞性能影響較大，含量越低越好。
[0013] P :固溶強化元素，加入適量的P可促進鐵素體的生成並保持強度和塑形的良好平 衡，因此控制在0. 03-0. 08%，優選0. 03-0. 06%。
[0014] Cr :改善淬透性的元素，有利於奧氏體的穩定，過高則難於形成足夠體積分數的 鐵素體進而導致延展性變差，過低則淬透性降低強度不足，因此控制在〇. 50-1. 00%，優選 0. 60-0. 90%。
[0015] AL:脫氧元素，可減少鋼中的氧化物夾雜並純淨鋼質，有利於提高鋼板的成形性 能；含量過高將導致延展性變差，因此控制在〇. 02-0. 06%。
[0016] 本發明還提供了一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼的製造方法，包括鐵水預處 理一轉爐冶煉一LF-連鑄一熱連軋，其特徵在於：所述熱連軋包括加熱工藝、乳制工藝、冷 卻工藝和卷取工藝。
[0017] 本發明還提供了一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼的製造方法，具體步驟如下： (1) 加熱工藝：將厚度90?250mm的板坯加熱到1150?1250°C，保溫時間1-3小時； (2) 軋制工藝：採用兩階段控制軋制，粗軋階段單道次壓下率> 20%，總壓下率為 彡70%，精軋階段壓下率為彡75% ;粗軋階段開軋溫度為1100?1150°C，終軋溫度980? 1080°C，精軋階段開軋溫度為950?1050°C，終軋溫度為760?840°C ; (3) 冷卻工藝：乳後空冷2-8S後，採用常規冷卻工藝冷卻，冷卻速度為20?100°C /s， 冷卻至350°C以下； (4) 卷取工藝：卷取溫度350°C以下，成品厚度為8?14mm。
[0018] 本發明的有益效果為： 本發明生產的一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼屈強比在0. 72以下，適宜用於商用 車輪輻的加工，成型性能優良，回彈小，衝裁加工性和疲勞性能優良。使用本發明的鋼板時， 能夠適應要求高強度和高疲勞性能的汽車尤其是商用車車輪的生產加工。得到的熱軋輪輻 用鋼的屈服強度為380-410 MPa，抗拉強度600-640 MPa，延伸率為34-40%。
[0019] 總之,本發明的600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼成本較低，成形性能和焊接性優 良，加工製造的車輪具有形狀穩定性好和疲勞性能高的優點，特別適宜汽車商用車鋼製車 輪的輪輻生產，本發明的製造方法可操作性強，易於實現工業化生產，具有較高的推廣應用 價值。

【具體實施方式】
[0020] 下面通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細的說明。
[0021] 實施例1 一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其化學成分見表1。
[0022] -種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼的製造方法，包括鐵水預處理一轉爐冶煉一 LF-連鑄一熱連軋。所述熱連軋工藝為：板坯厚度135mm，加熱溫度1170°C，保溫時間2h， 粗軋開軋溫度1120°C、終軋溫度1040°C，3道次軋製成38mm的中間坯，精軋階段開軋溫 度10KTC，終軋溫度830°C，空冷3S後以41°C /S的冷速冷至目標卷取溫度，卷取溫度為 326°C，鋼板成品厚度8mm。
[0023] 實施例2 一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其化學成分見表1。
[0024] -種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼的製造方法，包括鐵水預處理一轉爐冶煉一 LF-連鑄一熱連軋。所述熱連軋工藝為：板坯厚度135_，加熱溫度1160°C，保溫時間2. 5h， 粗軋開軋溫度1100°C、終軋溫度1000°C，3道次軋製成38mm的中間坯，精軋階段開軋溫 度1000°C，終軋溫度820°C，空冷5S後以32°C /S的冷速冷至目標卷取溫度，卷取溫度為 272°C，鋼板成品厚度10. 0mm。
[0025] 實施例3 一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其化學成分見表1。
[0026] -種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼的製造方法，包括鐵水預處理一轉爐冶煉一 LF-連鑄一熱連軋。所述熱連軋工藝為：板坯厚度135mm，加熱溫度1210°C，保溫時間I. 5h， 粗軋開軋溫度1140°C、終軋溫度1050°C，3道次軋製成38mm的中間坯，精軋階段開軋溫 度1020°C，終軋溫度810°C，空冷6S後以35°C /S的冷速冷至目標卷取溫度，卷取溫度為 234°C，鋼板成品厚度11. 0mm。
[0027] 實施例4 一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其化學成分見表1。
[0028] -種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼的製造方法，包括鐵水預處理一轉爐冶煉一 LF-連鑄一熱連軋。所述熱連軋工藝為：板坯厚度150_，加熱溫度1210°C，保溫時間2. 5h， 粗軋開軋溫度1130°C、終軋溫度1020°C，3道次軋製成45mm的中間坯，精軋階段開軋溫度 980°C，終軋溫度800°C，空冷6S後以29°C /S的冷速冷至目標卷取溫度，卷取溫度為137°C， 鋼板成品厚度12. 0_。
[0029] 實施例5 一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其化學成分見表1。
[0030] 一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼的製造方法，包括鐵水預處理一轉爐冶煉一 LF-連鑄一熱連軋。所述熱連軋工藝為：板坯厚度150_，加熱溫度1210°C，保溫時間2. 5h， 粗軋開軋溫度1130°C、終軋溫度1020°C，3道次軋製成45mm的中間坯，精軋階段開軋溫度 960°C，終軋溫度780°C，空冷7S後以22°C /S的冷速冷至目標卷取溫度，卷取溫度為100°C 以下，鋼板成品厚度14. 0mm。
[0031] 表1實施例的化學成分

【權利要求】
1. 一種600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其化學成分按質量百分數為：0. 06?0. 12%C、 0. 20 ?0. 60%Si、0. 80 ?1. 20%Mn、0. 02 ?0. 06%Alt、0. 50 ?1. 00%Cr、0. 03 ?0. 08%P、 S彡0. 005%，N彡0. 006%餘量為Fe及不可避免的雜質。
2. 根據權利要求1所述的600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其特徵在於，其化學成分按 質量百分數為：〇? 06 ?0? 10%C、0. 30 ?0? 50%Si、l. 0 ?1. 20%Mn、0. 02 ?0? 06%Alt、0. 60 ? 0? 90%Cr、0. 03?0? 06%P、S彡0? 005%，N彡0? 006%，餘量為Fe及不可避免的雜質。
3. 根據權利要求1或2所述的600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其特徵在於，所述化學 成分中Ti < 0. 05%。
4. 根據權利要求1或2所述的600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其特徵在於，所述化學 成分中Nb < 0. 01%。
5. 根據權利要求1或2所述的600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其特徵在於，其鐵素體 體積分數為80?90%。
6. 根據權利要求1或2所述的600MPa級厚規格熱軋輪輻用鋼，其特徵在於，其馬氏體 體積分數為10-17%，其它組織體積分數為3%以下。
7. -種如權利要求1所述的600MPa級的厚規格熱軋輪輻用鋼的製造方法，包括鐵水 預處理一轉爐冶煉一LF-連鑄一熱連軋，其特徵在於：所述熱連軋包括加熱工藝、乳制工 藝、冷卻工藝和卷取工藝。
8. 根據權利要求5所述的一種600MPa級的厚規格熱軋輪輻用鋼的製造方法，所述熱 連軋具體工藝為： (1) 加熱工藝：將厚度90?250mm的板坯加熱到1150?1250°C，保溫時間1-3小時； (2) 軋制工藝：採用兩階段控制軋制，粗軋階段單道次壓下率> 20%，總壓下率為 彡70%，精軋階段壓下率為彡75% ;粗軋階段開軋溫度為1100?1150°C，終軋溫度980? 1080°C，精軋階段開軋溫度為950?1050°C，終軋溫度為760?840°C ; (3) 冷卻工藝：乳後空冷2-8S後，採用常規冷卻工藝冷卻，冷卻速度為20?100°C /s， 冷卻至350°C以下； (4) 卷取工藝：卷取溫度350°C以下，成品厚度為8?14mm。
【文檔編號】C21D8/02GK104388824SQ201410786247
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月18日 優先權日:2014年12月18日
【發明者】宋振官, 劉曉東, 夏茂森, 郭佔武, 張磊, 譚興華, 李小權, 侯續廷 申請人:山東鋼鐵股份有限公司