一種高強度高疲勞壽命重卡汽車用車輪鋼及其製造方法
2023-05-21 18:55:11
專利名稱：一種高強度高疲勞壽命重卡汽車用車輪鋼及其製造方法
技術領域：
本發明屬於高 強衝壓重卡汽車車輪用鋼技術領域，特別是提供了一種高強度高疲 勞壽命重卡汽車用車輪鋼及其製造方法。
背景技術：
目前，國內重卡汽車市場主要以380CL為車輪鋼圈主要製造材料，但其強度和疲 勞壽命較低，在重卡行使過程中非常容易出現疲勞斷裂而發生車禍危險，且其製成的鋼圈 規格較厚，增加了車身自重，不利於節能環保。為使我國汽車工業特別是重卡領域的獨立自主發展，降低對國外進口鋼材的依賴 性，在保證鋼材塑性、韌性、剛度、減輕車重的基礎上，對車輪用鋼進行高強化和高疲勞性能 化的研究，以滿足重卡汽車工業的急需。近幾年，隨著重卡汽車工業的發展以及對高強度高 疲勞壽命車輪鋼需求的增加，國內鋼廠開始重視重卡汽車車輪專用鋼材的開發。高疲勞壽 命一般都伴隨著強度的提高，故保證一定的強度富餘量是提高疲勞壽命的必要條件之一。 車輪用鋼不僅僅要求高強度，而且對鋼板的塑性、成形性、焊接性能、擴孔性能，特別是疲勞 壽命都有著很高的要求。汽車減重和節能是今後的發展趨勢，隨著國家相關政策的日趨嚴格和終端用戶意 識的提高，需要開發研製高強度高疲勞壽命的車輪鋼，以滿足日益發展的市場需求。採用高 強度高疲勞壽命鋼材，與傳統的材料和工藝相比，能使車輪減重10%以上，節約燃油的經濟 性及環保不容小視；此外，高的疲勞壽命提高了汽車的行駛裡程，大大增加了行駛中的安全 性。因此，急需研發高強度高疲勞壽命車輪用鋼。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種高強度高疲勞壽命重卡汽車用車輪鋼的製造方法， 解決了目前國內重卡汽車車輪用鋼普遍強度偏低、鋼板較厚和疲勞壽命較差的問題，使車 身減重、減少油耗、節約能源得以實現。本發明在滿足強度、延伸率條件下，為了獲得更好的疲勞壽命，對於原來的車輪鋼 進行成分調整，嚴格控制S、N、0的含量，通過Nb、Ti微合金化，使抗拉強度級別在500MPa以 上，延伸率在30%以上，其製成的鋼圈彎曲疲勞壽命到達50萬次以上，徑向疲勞壽命達到 145萬次以上，車輪減重12 15%。合金成分如表1所示。表1車輪鋼的合金成分(Wt. % )餘量為Fe及不可避免的雜質
權利要求
1.一種高強度高疲勞壽命重卡汽車用車輪鋼，其特徵在於，成分為c:0. 12 0. 14%, Si ≤ 0. 05%，Mn :1. 1 1. 3%，P :0. 008 0. 015%，S ≤ 0. 003%,Alt :0. 030 0. 060%, Nb 0. 015 0. 025%, Ti 0. 01 0. 02%, 0 :23ppm, N ≤ 33ppm，餘量為 Fe 及不可避免的雜質；均為重量百分比。
2.—種權利要求1所述高強度高疲勞壽命重卡汽車用車輪鋼的製備方法，其特徵在於(1)煉鋼工藝首先進行鐵水預處理脫硫，要求脫硫至< 0. 005% ；然後進行轉爐冶煉，終點目標溫度1630-1650°C，採用Al-Fe合金脫氧，Al加入量為 3 5kg/t，採用Mn-Fe合金配Mn，用Nb-Fe合金配Nb (參考吸收率Mn :92%,Nb 95% )；鋼 中終點P彡0. 015%，終點S^O. 008% ；接下來是LF爐精煉處理，爐內保持還原性氣氛，強攪拌脫硫，採用Mn-i^e合金調Mn，用 Ti-Fe合金調Ti (參考吸收率Mn 98%, Ti :85% )，精煉結束溫度控制在1555 1565°C， 爐內保持還原性氣氛，強攪拌脫硫；終點P 0. 008 0. 015%，S彡0. 003%, Nb :0. 015 0. 025%, Ti 0. 01 0. 02% ；最後是連鑄階段，採用氬氣全保護澆鑄，結晶器液面波動在士3mm ；鑄坯中要求氧含量 控制在23ppm以下，氮含量控制在33ppm以下；(2)熱軋工藝板坯進入加熱爐，加熱溫度控制在1200 1250°C，加熱時間2.8 3. 5h，經粗軋後出口溫度控制在1010 1050°C，經6機架精軋後終軋溫度控制在820 860°C，最後經層流冷卻至卷取溫度560 600°C，軋件出精軋機後，採取前部冷卻模式並以 冷速25 ;35°C /s冷卻到目標卷取溫度560 600°C。
3.根據權利要求2所述高強度高疲勞壽命重卡汽車用車輪鋼的製備方法，其特徵在 於，所述的前部冷卻模式是指層流冷卻共20組冷卻集管的情況下，開前6組為前部冷卻模 式。
全文摘要
一種高強度高疲勞壽命重卡汽車用車輪鋼及其製造方法，屬於高強衝壓重卡汽車車輪用鋼技術領域。車輪鋼的成分為C0.12～0.14％，Si≤0.05％，Mn1.1～1.3％，P0.008～0.015％，S≤0.003％，Alt0.030～0.060％，Nb0.015～0.025％，Ti0.01～0.02％，0≤23ppm，N≤33ppm，餘量為Fe及不可避免的雜質。製造工藝為鐵水預處理脫硫→頂底復吹轉爐→LF爐精煉處理→板坯連鑄→熱軋→成品。優點在於，與以前的車輪用鋼相比，抗拉強度可達到500MPa以上，延伸率在30％以上，其製成的鋼圈彎曲疲勞壽命到達50萬次以上，徑向疲勞壽命達到145萬次以上，車輪減重12～15％。有效地降低了車身自重，減少了油耗，是用於生產重卡汽車輪輞、輪輻的理想板材。
文檔編號B21B37/74GK102127706SQ201010622948
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者包春林, 周德光, 周志偉, 尹娜, 崔陽, 張鵬程, 徐海衛, 朱國森, 李明, 李飛, 武軍寬, 趙林 申請人:首鋼總公司