一種微鈮510MPa級汽車大梁板及其製造方法

2023-04-23 13:03:16

專利名稱：一種微鈮510MPa級汽車大梁板及其製造方法
技術領域：
本發明屬於510MPa級汽車大梁板及其製造領域，特別涉及一種微鈮510MPa級汽 車大梁板及其製造方法。
背景技術：
隨著我國國民經濟的快速發展，汽車的需求量也在不斷的增加。鋼鐵材料是汽車 製造中最主要的材料，佔汽車自重的75%左右，目前世界汽車工業年消耗鋼材已超過1. 2 億噸。中國汽車市場近幾年來發展迅猛，對鋼材的需求量也越來越大。2005年我國汽車總 產量已達570. 77萬輛，而到2009年我國汽車產量已迅猛超過1000萬輛，2010年預計超過 1700萬輛，汽車用鋼使用量也發生急劇井噴。汽車大梁用鋼主要用來製造汽車車架(底 盤)，包括載重車和乘用車車架縱梁、橫梁和車箱縱梁、橫梁受力架用鋼，產品主要厚度規格 為3. 0 14. 0mm，其中車箱縱梁、橫梁用主要為低合金和碳素鋼，要求具備較高的強度、塑 性和冷彎性能。隨著我國現代化建設進程的加快，高速公路飛速發展，各類載重車、大型客 貨車的更新也迫在眉睫，對大梁鋼板的強度要求也愈來愈高。目前國內汽車大梁鋼的主要強度級別為510MPa，除此外還有440MPa、590MPa、 6IOMPa幾個品種也在不同車型上使用。鞍鋼曾試製成功16MnL鋼板，並先後在中板廠、半連軋廠生產，產品主要用於我國 第一汽車(集團)公司生產解放牌汽車縱梁。目前16MnL板仍廣泛用於載貨汽車的大梁上， 但其衝廢率高，尺寸精度不理想。以後鞍鋼又開發了 IOTiL含Ti大梁鋼板，並在1780mm熱 軋機上開發成功A510L板，其成分設計和性能與寶鋼集團梅鋼公司的510L板相近。攀鋼、上鋼三廠開發生產的老牌號大梁鋼板09SiVL(510MPa級)曾得到用戶的肯 定與應用，但與近期開發的510L汽車大梁鋼相比，前者的冷成形性能不太理想，且抗疲勞 性較差。寶鋼股份公司已成功開發出汽車大梁用鋼SAPH310 440，其抗拉強度從310MPa 至440MPa，產品主要用於製造各種車型的汽車大梁、橫梁、滾型車輪等結構件。這些產品內 質純淨，尺寸精度高，成型和焊接性能優良，深受用戶的青睞。太鋼開發的汽車大梁用370MPa級別SAPH370熱軋帶鋼(化學成份為Wt%: C 彡 0. 21 ；Si ( 0. 25 ；Mn ( 0. 75 ；P ( 0. 035 ；S ( 0. 035)，在普通結構鋼的基礎上，採用了 降低鋼中硫含量、在結晶器中餵稀土絲以控制MnS夾雜物的形態和尺寸及採用控制終軋溫 度和卷取溫度等措施。結果表明該鋼具有冷成型性好、衝壓合格率高、性能波動小等特點。經檢索，現有以下一些專利文獻涉及510MPa級汽車大梁板，具體內容如下。(1)寶鋼集團上海梅山鋼鐵有限公司萬蘭鳳等於2005年02月申請發明專利「一 種加長型汽車大梁用鋼及其製造方法」 CN200510024059. 5，主權項內容為一種加長型汽車大梁用鋼，其化學成分的重量百分比為C% 0. 07 0. 12，Si% 0. 15 0. 40，Mn% 1. 00 1. 50，彡 0. 025，S % ^ 0. 015 (實物帶鋼 S 含量控制為 S ^ 0. 007 % ), Nb % 0. 020 0. 050，V % 0. 025 0. 050，Ti % 0. 010 0. 030，Als 0. 025 0. 060%，微量Ca (實物帶鋼Ca含量控制為0. 015 0. 050% )，其餘為鐵和殘餘
的微量雜質。該發明採用Ti、Nb、V複合添加處理，其中Nb的下限值為0. 020%，添加Nb的均值 為0. 035%，用於試製510MPa級別汽車大梁鋼板，實物鋼板厚度10. 0mm，優化的性能為屈 服強度475 493MPa，抗拉強度550 587MPa，延伸率27 29 %，d = 0. 5a,冷彎曲180°合格。其存在問題是①採用Ti、Nb、V複合添加處理，生產難度大，成本也高；②添加Nb 的下限值為0. 020%, Nb的均值為0. 035%，生產成本高；③當鋼中Nb含量由0.01%增加 到0. 025%時，連鑄板坯表面的縱裂、角裂缺陷顯著增加，同時因Nb含量高，造成熱軋卷頭 尾性能嚴重不均，整卷性能波動劇烈；④添加Mn的均值為1. 25%，成本較高；⑤Als含量偏 高，且實施例以採用0. 05%的Als為主，成本升高，且冶煉時易堵水口。(2)湖南華菱漣源鋼鐵有限公司溫德智等於2008年08月申請發明專利「一種生 產汽車大梁用熱軋鋼帶的方法」 CN200810032040. 9，其中關於510MPa級別汽車大梁鋼板成 分(wt % )設計為C :0· 03 0.07 %、Si :0· 20 0. 35 %、Μη:1·2 1.4 %、P <= 0.025
S<=0. 012%, Nb 0. 020 0. 040%, Ti 0. 015 0. 03%，餘量為Fe和不可避免的雜質。該510MPa級別汽車大梁鋼板發明專利採用Ti、Nb複合添加處理，其中Nb的下限 值為0. 020 %，添加Nb的均值為0.03%，採用CSP連鑄連軋工藝試製2. 5 9. Omm熱軋大 梁鋼板，採用終軋溫度860 880°C，捲曲溫度600 620°C ；實物鋼板厚度2. 5 9. Omm, 優化的性能為屈服強度390 560MPa，抗拉強度510 600MPa，延伸率32 35%，d = 0. 5a，冷彎180°合格。其存在問題是①採用Ti、Nb複合添加處理，生產難度大，成本也高；②添加Nb的 下限值為0. 020%, Nb的均值為0. 03%，生產成本較高；③鋼中Nb含量超過0. 025%時， 連鑄板坯表面的縱裂、角裂缺陷顯著增加，且熱軋卷頭尾性能不均較嚴重；④採用低C處理 (C^O. 07%),同時又採用Mn強化，這樣煉鋼時就必須使用較昂貴的低C錳鐵，而不能使用 廉價的高碳錳鐵或中碳錳鐵，合金成本明顯增加；⑤添加Mn的均值為1. 30%，成本較高；⑥ 所用終軋溫度偏高，卷取溫度偏高，使鋼板強度相對降低。(3)馬鞍山鋼鐵股份有限公司張建平等於2006年12月申請發明專利「汽車大梁 鋼的CSP生產工藝」 CN200610098393. X，權利要求書為汽車大梁鋼的CSP生產工藝，包括轉爐工序、LF精煉工序、CSP連鑄連軋工序、 卷取工序、成品檢驗工序；其特徵在於汽車大梁鋼的化學重量成分控制如下c 0. 16 0. 20%、Si :0· 3 0· 5%、Μη :1· 3 1. 5%、P <= 0. 015%、S <= 0. 010% (實物帶鋼 S 含 量控制為 0. 0009% 0. 0020% )、Ti 0. 01 0. 03%,Als 0. 020 0. 035%,N^ 65PPm。該發明採用添加Ti處理，用於試製510MPa級別汽車大梁鋼板，實物鋼板厚度6 8mm，優化的性能為屈服強度405 415MPa，抗拉強度540 560MPa，延伸率30 32%，d =0. 5a，冷彎180°合格。其存在問題是①採用單獨加Ti處理，熱軋帶鋼表面質量變差，且Si含量偏高，進 一步惡化鋼板表面質量與邊部質量，增加了帶鋼產生邊裂的風險；②C、Mn、Si含量均較高， 因而鋼板C當量大幅升高，焊接性能明顯變差；③添加Mn的均值為1.40%，成本明顯升高。
(4)上海大學許珞萍等於2005年06月申請發明專利「轎車橫梁用熱軋帶鋼的制 造方法」 CN200510027269. X，主權項為一種轎車橫梁用熱軋帶鋼的製造方法，其特徵在於具有以下的工藝過程和步 驟a.設計和選擇一種新的帶鋼化學組成，該新鋼種的化學組成及其重量百分含量如下 (ω % ) :C0. 05 0. 15，MnO. 20 0. 80，A10. 02 0. 10，NbO. 02 0. 10，Si ≤ 0. 3， P ≤ 0.02, S ≤ 0. 01 (實物帶鋼S含量控制為S≤0. 005% )，Fe餘量；b.依據上述化學組 成配方配料，按傳統常規工藝進行熔煉、精煉及真空脫氣、澆注，製得鋼坯；c.將上述鋼坯 加熱至1200 1250°C，經立式水平除鱗機去除氧化皮；d.將鋼坯進行初軋，溫度控制在 1100 1200°C，使奧氏體完全再結晶；e.然後進行精軋，精軋機配置有5 7個軋輥架，進 精軋機時的溫度控制在900 1100°C，出精軋機時的溫度控制在800 980°C :f.然後經 噴淋水冷卻，將帶鋼鋼坯冷卻至550 650°C，最後緩冷至室溫，製得所需的熱軋帶鋼。該發明採用Nb處理，其中Nb的下限值為0.020%，添加Nb的目標值為0.04%， 用於試製轎車橫梁用510MPa級別熱軋鋼板，實物鋼板厚度未說明，優化的性能為屈服強 度460 500MPa，抗拉強度500 600MPa，延伸率24 32%，屈強比為0. 83 0. 92，d = 0. 5a，冷彎180°合格。其存在問題是①採用Nb處理，其中Nb的下限值為0. 020%，添加Nb的目標值 為0. 04% (實施例中添加Nb含量在0. 04%以上)，生產成本大幅上升，且連鑄板坯表面 的縱裂、角裂缺陷顯著增加，易造成廢次材大幅增多；②Nb含量高，易造成熱軋卷頭尾性 能嚴重不均，性能波動劇烈，給用戶使用帶來嚴重影響；③由於Nb含量高，為保證鑄坯表 面質量，實際生產時難於實現直裝、熱裝，不得不下線冷檢，且由於連鑄坯中的金屬Nb含量 高，為保證Nb原子充分固溶，需顯著延長鑄坯再加熱時間並提高加熱溫度，從而導致軋鋼 生產能耗明顯增加，同時因鑄坯表面氧化較多，軋鋼廠成材率明顯降低，這又會進一步促使 產品成本居高不下；④屈強比過高，製作汽車大梁板時回彈大，形狀固定性差；⑤採用超低 S(S^ 0. 005% )設計，鐵水控制成本與鋼水精煉成本顯著增加；⑥僅適宜於CSP工藝與裝 備條件下生產應用。此外，據國內多家汽車配件廠統計顯示，首鋼總公司、寶鋼集團梅鋼公司、寶鋼集 團八一鋼鐵公司等廠家供貨的510L汽車大梁板均採用低C(一般C = 0. 05% 0. 08% )、 超低S ( 一般S < 0. 005 % )、高Nb處理，鈮含量為0. 030 % 0. 035 %左右，其Nb鐵合金 成本明顯偏高；且低C設計必須使用較昂貴的低碳Mn鐵合金來冶煉510L大梁鋼；而超低 S(S^ 0. 005% )處理則常常使得鐵水控制成本與鋼水精煉成本大幅上升。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種微鈮510MPa級汽車大梁板及其製造方 法，本發明不僅大幅降低了 Nb、Ti、Mn、Als合金成本，鋼板的抗拉強度與已有發明相當，延 伸率值明顯高於已有發明鋼板；製備方法溫度較低，節能降耗，工藝較簡單、易於規模化生產。本發明的一種微鈮510MPa級汽車大梁板，其化學成分包括C 0. 095 0. 125wt%, Si 0. 15 0. 30wt%,Mn 0. 09 1. 20wt%,P ^≤0. 025wt%,S ≤ 0. 012wt%,Als 0. 010 0. 024wt%, N≤ 0. 0050wt%, Nb 0. 007 0. 012wt%, Ca 0. 001 0. 0025wt%, Ca/Als CN 102002631 A
0. 09 0. 11，餘量為Fe和不可避免的雜質。所述化學成分包括C 0. 125wt%, Si 0. 16wt%, Mn 1. 20wt %, P 0. 024wt %, S 0. 006wt %, Als :0. 014wt %, N 0. 0031wt %，Nb :0· 008wt %，Ca :0· 0013wt %，Ca/Als 0. 093，其餘為Fe和不可避免的雜質。所述化學成分包括C 0. llwt%, Si 0. 21wt%, Mn :0. 093wt%, P :0. 017wt%, S 0. 007wt%, Als :0. 019wt%, N :0. 0041wt%, Nb :0. 010wt%, Ca :0. 0019wt%, Ca/Als :0. 1， 其餘為Fe和不可避免的雜質。所述化學成分包括C 0. 096wt %, Si 0. 30wt %, Mn 1. 18wt %, P 0. 022wt%, S 0. 007wt %, Als :0. 024wt %, N 0. 0048wt %，Nb 0. 012wt %，Ca 0. 0025wt %，Ca/Als 0. 104，其餘為Fe和不可避免的雜質。本發明的一種微鈮510MPa級汽車大梁板的製造方法，包括將高爐鐵水脫硫處 理、轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐均熱、軋制、層流冷卻、卷取工序，其中軋制工序在 奧氏體區進行，軋制總壓下量> 85%，終軋溫度820 870°C，帶鋼終軋後經層流冷卻，於 560 590°C卷取。本發明在轉爐冶煉時採用頂底復吹技術，即頂吹採用氧氣，而底吹採用N/Ar氣切 換技術，吹煉前期和中期採用底吹N氣，吹煉後期切換為底吹Ar氣，按照每爐鋼冶煉時純吹 氧時間的75%來設置切換時間點，這樣即可防止全程吹Ar氣增加煉鋼成本，又可防止全程 吹N氣使鋼水中N含量明顯上升。所述的LF爐精煉採用餵矽_鈣線法對鋼水進行硫化物變性處理，鈣通過形成鋁 酸鈣使氧化鋁類型的氧化物球化並且使硫化物和氧化物結合起來，由於鈣的蒸氣壓高，在 鋼中的溶解度低且化學反應性強，因此需精確控制鋼水中鈣含量，控制餵線速度為4. 0 6. Om/s，優選餵線速度為5. Om/s，並通過控制Ca/Als = 0. 09 0. 11，提高Ca的收得率，控 制鋼包底吹效果良好，防止由於Ca汽化造成鋼水噴濺。所述的加熱爐均熱中板坯出爐溫度為1190 1200°C。所述的層流冷卻速度為15 35°C /s，優選溫度為25 35°C /s。本發明的技術思路如下(1)微鈮合金化處理Nb是改善熱軋板晶粒組織與機械性能的較為高效的合金元素，它能夠有效控制奧 氏體化、再結晶、晶粒長大和二次相析出行為。固溶Nb和熱軋後析出的Nb (C，N) 二次相都 能抑制再結晶，從而顯著細化鋼板組織。大量的實驗室試驗及工業性試製結果顯示，由於合金元素的擴散能力不同以及析 出物的彌散度與粒子特性不同，使得Nb可產生遠遠強於V的彌散強化，每添加0. 01%的合 金含量獲得的彌散沉澱強化值，加Nb可提高強度50MPa以上，而加V僅可提高強度IOMPa
左右ο另一方面，析出的碳氮化合物對於Nb、Ti、V微合金元素細化晶粒的效果也是很重 要的，特別是在控制軋制熱軋帶鋼中，析出相的彌散度與穩定性不同，使得Nb、Ti、V細化晶 粒、提高強度的效果按Nb > Ti > V順序排列，統計結果表明，每添加0. 01%的Nb、Ti、V合 金含量，鋼板強度值相應升高20MPa、5MPa、3MPa。鑑於此，本發明汽車板選擇微Nb合金化處理。
(2)帶鋼卷取溫度的研究與優化熱軋終軋後，扁平的奧氏體晶粒相變成為細小的鐵素體；但並不是所有的Nb均 在熱軋後析出，還會有一部分Nb在卷取過程中析出，並使強度進一步升高——尤其當採用 570 600°C左右溫度卷取時，這一效果更加明顯。研究發現，由於軋制變形速度快，各機 架軋制道次間隙時間短，加之Nb含量不高(例如控制Nb含量為0. 007 0. 012wt% )，易 於固溶，NbC全部析出的動力學條件不具備，因此NbC可以在卷取後的緩冷過程中彌散沉澱 析出，此時沉澱強化效果最為顯著；若將卷取溫度降至560°C以下，則卷取生產難於正常進 行。(3)淨化鋼質，降低鋼中夾雜物含量淨化鋼質，降低鋼中夾雜物含量，即氧化物、硫化物和碳氮化物的數量、尺寸、形態 和分布。硫的影響是主要的，降硫之外迫切要求在冶煉過程中進行硫化物形態控制。通過 往鋼水中添加鈣或稀土元素，可以使鋼中硫化物和氧化物變成對韌性無不利影響的堅硬球 狀夾雜物，以改善鋼的韌性、各向異性及抗H2S應力腐蝕裂紋敏感性。(4)控制軋制，控制冷卻控軋控冷過程，即控制加熱溫度、粗軋、精軋過程。加熱溫度決定軋制前奧氏體晶 粒的大小，溫度越低晶粒越細。根據寧鋼設備情況，我們擬定微鈮510MPa級大梁板的板坯 均熱出爐溫度為1190 1200°C ；粗軋對奧氏體組織的細化效果表現在通過各個軋制道次 的再結晶漸進地將晶粒細化。本發明熱軋汽車大梁鋼板化學成分的作用及設計範圍詳述如下。C:可有效提高鋼板強度。本發明試驗結果得出若含C量低(例如C 1. 20wt%時，試製的 5IOL熱軋鋼卷的帶狀組織普遍達3級以上，而若將C含量控制為0. 095 0. 125wt%,Mn含 量控制為0. 09 1. 20wt%時，試製的510L熱軋鋼卷的帶狀組織全部降至為< 1級，不僅可 以顯著提高成品鋼板成形性能，並降低鋼板的各項異性，而且可以通過熱軋工藝的優化獲 得理想的強度性能，因此本發明控制C含量為0. 095 0. 125wt%。Mn =Mn為脫氧元素及固溶強化元素，若Mn含量過低則鋼板脫氧效果變差且鋼板強 度不足，若Mn含量過高則使鋼板塑性降低且因碳當量升高而惡化鋼板焊接性能；另外，同 上所述，為抑制熱軋鋼板中帶狀組織的形成，本發明擬定Mn含量控制為0. 09 1. 20wt%oSi 在鋼中起固溶強化作用，但含Si量過高易顯著惡化鋼板表面質量，從而降低 鋼的疲勞性能；若Si含量要求偏低(例如Si ^ 0. 05wt% )，則對鋼中硫化物進行變性處理 時必須使用較昂貴的Ca-Fe線。本發明中Si含量控制為0. 15 0. 30wt%，不苛求低Si含 量要求，這樣在對鋼中硫化物進行變性處理時可使用較廉價的矽-鈣線，降低成本。Als =Al作為脫氧元素可減少鋼中的氧化物夾雜，使鋼質純淨，從而提高鋼板的成 形性能和疲勞性能，但Al含量過高則合金成本明顯增加，且隨著鋼水含Al量的增加，連鑄 水口容易發生堵塞事故，本發明中Als含量控制為0. 010 0. 024wt%。Ca:添加適量Ca可對鋼中硫化物進行變性處理，改變硫化物形態，提高鋼板塑性與韌性，但若含Ca量過高則將增加煉鋼成本且汙染鋼水、惡化鋼板機械性能；另外，本發明 使用較廉價的矽-鈣線進行硫化物變性處理，同時控制Ca/Als = 0. 09 0. 11，實踐證明這 種Ca/Als比可顯著提高Ca的收得率，成本低，本發明中Ca含量控制為0. 001 0. 0025%
Wt %。P、S、N 均屬鋼中的雜質元素，一般而言其含量越低越好，綜合考慮生產難度與工 序成本控制問題，本發明採用低成本、高效率原則，設計將P含量控制在0. 025wt%以下，S 含量控制在0. 008wt%以下，N含量控制在0. 005wt%以下。Nb =Nb以NbC或Nb (C，N)形式存在於鋼中，有效細化組織晶粒，提高鋼板強度與韌 性，它可明顯提高奧氏體未再結晶溫度，細化晶粒效果十分顯著。本發明實驗過程中發現， 當Nb含量控制為0. 007 0. 012wt%，通過優化熱軋終軋與卷取溫度，即可較明顯細化鋼 板組織並同時獲得高強度與高延伸率，且熱軋板坯的均熱時間波動對成品卷的性能影響不 大；如前所述，研究發現，當熱軋卷採用570 600°C溫度卷取時，由於軋制變形速度快，各 機架軋制道次間隙時間短，加之Nb含量不高(例如控制Nb含量為0. 007 0. 012wt% )，易 於固溶，NbC全部析出的動力學條件不具備，因此NbC可以在卷取後的緩冷過程中彌散沉澱 析出，此時含Nb二次相粒子的沉澱強化效果最為顯著；而若Nb含量偏高(Nb>0. 15wt%), 熱軋板坯均熱時間的波動對成品卷的性能產生了較大影響，例如Nb = 0. 175襯％時，熱軋 板坯在均熱段的停留時間由35分鐘降至20分鐘，成品熱軋卷的延伸率值即可由29%降至 24%。故本發明中Nb含量控制為0. 007 0. 012wt%。本發明鋼板的製造過程中，板坯在奧氏體再結晶區進行粗軋，通過軋制變形後的 再結晶細化奧氏體晶粒，鋼板總壓下量在85%以上，通過奧氏體低溫區的軋制變形，使奧氏 體晶粒內形成變形帶並因應變誘發Nb (C，N)沉澱，細化奧氏體相變產物，提高鋼板的韌性。 終軋溫度控制在奧氏體未再結晶區820 870°C，若終軋溫度太低會使軋制負荷過高，難於 正常軋制生產，若終軋溫度太高則使晶粒過於粗化，強度明顯降低。本發明將卷取溫度控制 在560 590°C，以保證Nb的析出強化效果。板坯均熱出爐溫度一般控制為1190 1200°C，若溫度過低，Mn、Si、Nb等微合金 元素溶解不充分，導致不能充分利用微合金元素作用，使鋼板強度降低；若溫度過高，易使 晶粒過於粗化，鋼板韌性變差。對熱軋後的帶鋼進行冷卻，冷卻速度最好為25 35°C /s，若過低則會降低細晶強 化效果。本發明採用低溫終軋工藝，並通過加速熱軋帶鋼的冷卻，可以降低奧氏體向鐵素體 轉變溫度，這樣鐵素體的晶粒尺寸可以得到最大程度的細化，從而提高成品帶鋼的強度與 韌性。除用於汽車生產外，本發明還可以應用於其它要求鋼板具有高強度、高韌性、優良 焊接性能及冷彎性能的建築、化工、機械等生產領域。有益效果(1)本發明採用微鈮合金化設計，控制Nb = 0. 007 0. 012%,目標值為0. 01%， 不僅大幅降低了 Nb、Mn、Als合金成本，而且明顯降低了冶煉生產難度，提高了化學成分命中率。(2)本發明的C、Mn含量試製，熱軋鋼板帶狀組織則降到1級以下，從而明顯降低鋼 板各項異性，提高成品鋼板的綜合機械性能；本發明不苛求鋼板具有超低S含量，通過LF精煉工序控制S = 0. 005% 0. 008%即可，這樣不僅有利於降低鐵水成本與鋼水精煉成本， 而且有利於煉鋼命中目標成分範圍。(3)上述已有發明相比，本發明鋼板不僅擁有成本低、更為節能降耗且工藝較簡 單、易於規模化生產的優勢，而且本發明鋼板的抗拉強度與已有發明鋼板相當，而延伸率值 則明顯高於已有發明鋼板，超過了國內現有報導510L大梁板的最高水平，具有低成本、高 性能的特點。


圖1為本發明工藝流程及原理圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明 而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定 的範圍。實施例1微鈮510MPa級汽車大梁板化學成分的重量百分比為C 0. 125wt %, Si 0. 16wt %, Mn 1. 20wt %, P 0. 024wt %, S 0. 006wt %, Als 0. 014wt%,N 0. 003Iwt%, Nb 0. 008wt%,Ca 0. 0013wt%, Ca/Als :0· 093，其餘為 Fe 和不
可避免的雜質。高爐鐵水經脫硫處理後，進入轉爐並加廢鋼進行冶煉、脫氧及合金化處理，在轉爐 冶煉時採用頂底復吹技術，頂吹採用氧氣，吹煉前期和中期採用底吹N氣，吹煉後期切換為 底吹Ar氣，按照每爐鋼冶煉時純吹氧時間的75%來設置切換時間點；然後經精煉爐加入 矽_鈣線進行夾雜物變性處理，餵線速度4. Om/s，精煉後的鋼水由連鑄機進行保護澆注，鑄 成230mm厚度板坯送至1780熱連軋機組。軋制工藝板坯送入加熱爐進行加熱，出爐溫度1200°C，加熱好的板坯出爐後經 高壓水除鱗、粗軋、精軋、層流冷卻，成品厚度為11. 5mm，冷卻速度為17°C /s，冷卻至565°C 卷取；控軋溫度粗軋出口溫度1030°C，精軋終軋溫度840°C，卷取溫度565°C ；鋼卷做熱頭處理。生產的鋼板屈服強度4621^￡1，抗拉強度5691^￡1，延伸率30.0%，180°寬冷彎檢驗 合格，金相組織為鐵素體+少量珠光體，晶粒度級別12. 5級(根據GB/T6394-2002金屬材 料晶粒度評級標準測試)。鋼板經滾壓成形製成汽車車架縱梁，裝車測試合格。實施例2微鈮510MPa級汽車大梁板化學成分的重量百分比為C 0. 11 Si 0. 21 Mn 0. 093%, P 0. 017%, S 0. 007%, Als 0. 019%, N 0. 0041%, Nb 0. 010%, Ca 0. 0019%, Ca/Als 0. 1，其餘為 Fe 和不可避免的雜質。高爐鐵水經脫硫處理後，進入轉爐並加廢鋼進行冶煉、脫氧及合金化處理，在轉爐 冶煉時採用頂底復吹技術，頂吹採用氧氣，吹煉前期和中期採用底吹N氣，吹煉後期切換為 底吹Ar氣，按照每爐鋼冶煉時純吹氧時間的75%來設置切換時間點；然後經精煉爐加入
9矽_鈣線進行夾雜物變性處理，餵線速度5. Om/s，精煉後的鋼水由連鑄機進行保護澆注，鑄 成230mm厚度板坯送至1780熱連軋機組。軋制工藝板坯送入加熱爐進行加熱，出爐溫度1194°C，加熱好的板坯出爐後經 高壓水除鱗、粗軋、精軋、層流冷卻，成品厚度為7. Omm，冷卻速度為25°C /s，冷卻至580°C卷 取；控軋溫度粗軋出口溫度1020°C，精軋終軋溫度850°C，卷取溫度580°C。生產的鋼板屈服強度458MPa，抗拉強度559MPa，延伸率39. 5%，180°寬冷彎檢驗 合格，金相組織為鐵素體+少量珠光體，晶粒度級別12級(根據GB/T6394-2002金屬材料 晶粒度評級標準測試)。鋼板經滾壓成形製成汽車車架縱梁，裝車測試合格。實施例3微鈮510MPa級汽車大梁板化學成分的重量百分比為C 0. 096 Si 0. 30%, Mn 1. 18%, P 0. 022%, S 0. 007 Als 0. 024%, N 0. 0048%, Nb 0. 012%, Ca 0. 0025%, Ca/Als 0. 104，其餘為 Fe 和不可避免的雜質。高爐鐵水經脫硫處理後，進入轉爐並加廢鋼進行冶煉、脫氧及合金化處理，在轉爐 冶煉時採用頂底復吹技術，頂吹採用氧氣，吹煉前期和中期採用底吹N氣，吹煉後期切換為 底吹Ar氣，按照每爐鋼冶煉時純吹氧時間的75%來設置切換時間點；然後經精煉爐加入 矽_鈣線進行夾雜物變性處理，餵線速度6. Om/s，精煉後的鋼水由連鑄機進行保護澆注，鑄 成230mm厚度板坯送至1780熱連軋機組。軋制工藝板坯送入加熱爐進行加熱，出爐溫度1200°C，加熱好的板坯出爐後經 高壓水除鱗、粗軋、精軋、層流冷卻，成品厚度為4. Omm,冷卻速度為35 °C /s，冷卻至590 °C卷 取；控軋溫度粗軋出口溫度1020°C，精軋終軋溫度862°C，卷取溫度590°C。生產的鋼板屈服強度4801^￡1，抗拉強度5761^￡1，延伸率34.0%，180°寬冷彎檢驗 合格，金相組織為鐵素體+少量珠光體，晶粒度級別12. 5級(根據GB/T6394-2002金屬材 料晶粒度評級標準測試)。鋼板經滾壓成形製成汽車車架縱梁，裝車測試合格。
權利要求
1.一種微鈮510MPa級汽車大梁板，其化學成分包括C 0. 095 0. 125wt%,Si 0. 15 0. 30wt%,Mn 0. 09 1. 20wt%,P^ 0. 025wt%,S ^ 0. 012wt%,Als 0. 010 0. 024wt%, N 彡 0. 0050wt%,Nb :0. 007 0. 012wt%,Ca 0. 001 0. 0025wt%,Ca/Als 0. 09 0. 11， 餘量為Fe和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的一種微鈮510MPa級汽車大梁板，其特徵在於所述化學 成分包括 C 0. 125wt%, Si 0. 16wt%, Mn :1· 20wt %, P :0· 024wt %, S :0· 006wt %, Als 0. 014wt%,N :0. 003Iwt%, Nb :0· 008wt%,Ca :0· 0013wt%, Ca/Als :0· 093，其餘為 Fe 和不 可避免的雜質。
3.根據權利要求1所述的一種微鈮510MPa級汽車大梁板，其特徵在於所述化學 成分包括 C 0. llwt%, Si 0. 21wt%, Mn :0· 093wt%, P :0· 017wt%, S :0· 007wt%, Als 0. 019wt%,N :0. 0041wt%,Nb :0· OlOwt%，Ca :0· 0019wt%, Ca/Als :0· 1，其餘為 Fe 和不可避免的雜質。
4.根據權利要求1所述的一種微鈮510MPa級汽車大梁板，其特徵在於所述化學 成分包括 C 0. 096wt %, Si 0. 30wt %, Mn :1· 18wt%, P :0· 022wt%, S :0· 007wt%, Als 0. 024wt%,N :0. 0048wt%，Nb :0· 012wt%,Ca 0. 0025wt%，Ca/Als :0· 104，其餘為 Fe 和不可避免的雜質。
5.一種微鈮510MPa級汽車大梁板的製造方法，包括將高爐鐵水脫硫處理、轉爐冶煉、 LF爐精煉、連鑄、加熱爐均熱、軋制、層流冷卻、卷取工序，其中軋制工序在奧氏體區進行，軋 制總壓下量> 85%，終軋溫度820 870°C，帶鋼終軋後經層流冷卻，於560 590°C卷取。
6.根據權利要求5所述的一種微鈮510MPa級汽車大梁板的製造方法，其特徵在於所 述的轉爐冶煉採用頂底復吹技術，即頂吹採用氧氣，底吹採用N/Ar氣切換技術，吹煉前期 和中期採用底吹N氣，吹煉後期切換為底吹Ar氣，按照每爐鋼冶煉時純吹氧時間的75%來 設置切換時間點。
7.根據權利要求5所述的一種微鈮510MPa級汽車大梁板的製造方法，其特徵在於所 述的LF爐精煉採用餵矽-鈣線法對鋼水進行硫化物變性處理，餵線速度為4. 0 6. Om/s。
8.根據權利要求5所述的一種微鈮510MPa級汽車大梁板的製造方法，其特徵在於所 述的加熱爐均熱中板坯出爐溫度為1190 1200°C。
9.根據權利要求5所述的一種微鈮510MPa級汽車大梁板的製造方法，其特徵在於所 述的層流冷卻速度為15 35°C /s。
10.根據權利要求9所述的一種微鈮510MPa級汽車大梁板的製造方法，其特徵在於 所述的層流冷卻速度為25 35°C /s。
全文摘要
本發明涉及一種微鈮510MPa級汽車大梁板及其製造方法，其化學成分包括C0.095～0.125wt％，Si0.15～0.30wt％，Mn0.09～1.20wt％，P≤0.025wt％，S≤0.012wt％，Als0.010～0.024wt％，N≤0.0050wt％，Nb0.007～0.012wt％，Ca0.001～0.0025wt％，Ca/Als0.09～0.11，餘量為Fe和不可避免的雜質；製造方法包括高爐鐵水脫硫處理、轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐均熱、軋制、層流冷卻、卷取工序。本發明大幅降低了合金成本，製備方法溫度較低，工藝較簡單、易於規模化生產。
文檔編號C22C38/12GK102002631SQ20101051284
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月20日 優先權日2010年10月20日
發明者孔祥勝, 羅石念, 苗潤濤 申請人:寧波鋼鐵有限公司