汽車梁用鋼板的生產方法
2023-10-26 21:21:52
專利名稱：汽車梁用鋼板的生產方法
技術領域：
本發明屬於在連續過程中熱軋金屬板帶技術領域，特別是涉及到汽車梁用鋼板的生產方法。
由於汽車在行駛過程中受到各種衝擊、扭轉等複雜應力的作用，以及汽車重載和超載，使得汽車車架的服役條件相當苛刻。因此，汽車製造廠對用來製造其車架的梁用熱軋板的要求十分嚴格，不僅要求其具有高的強度，而且還有良好的塑性和韌性以及強韌性的匹配。同時，對其化學成分、力學性能和工藝性能方面還有特殊要求。
眾所周知，鈮、釩、鈦對碳、氮和硫具有很強的親和力。它們的碳、氮化合物在奧氏體中的溶解度以及在奧氏體和鐵素體中沉澱出的細小彌散顆粒能力，為強化機制提供了一個基礎。由於鈮、釩、鈦在其溶解度、彌散性、沉澱物、再結晶動力學和轉變特性方面的每一個差別，都會對強化行為產生不同的影響。因此，國內外用於生產汽車車架的梁用熱軋鋼板主要為鈮鋼或鈦鋼，這是因為鈮和鈦的沉澱動力學、沉澱物的大小和沉澱效果與釩相比是不同的。選取鈮和鈦作為長期以來汽車行業梁用熱軋鋼板的慣用微合金化元素，在於人們對鈮具有強烈細化晶粒的能力和對鈦具有強化和控制硫化物形狀雙重作用方面特性的偏愛。相反認為釩的溶解溫度低，阻止再結晶的效果較弱，在900℃以下時對再結晶才有推遲作用，對生產汽車梁用鋼板不利(見《鋼的微合金化及控制軋制》冶金工業出版社1984年12月P185)。因此，國內外至今未對釩作為微合金元素用於汽車梁用鋼板及其生產方法方面作更深入的研究。就目前含鈮或含鈦汽車梁用鋼板及其生產工藝而言，各自也有明顯不足例如含鈮汽車梁用鋼板，必須實行控軋控冷，在低溫大壓下實現；同時對其生產設備的剛度和能力有較高的要求。而含鈦汽車梁用鋼板的生產，對其化學成分和工藝參數，尤其是對溫度的敏感性很強；其性能波動較大，屈強比較高，冷成型回彈大，同卷性能差大等；在生產中對工藝控制要求很嚴，不利於大量生產實施。
本發明的目的是，使用釩作為汽車梁用鋼板的微合金元素，加入適量的稀土，在連軋工藝上通過控溫生產汽車梁用鋼板的生產方法。該方法不僅可以抑制釩元素的不利影響，而且可以充分發揮釩元素的有益作用，並且有利於在工業上大規模生產其合格產品。其產品的強度級別高，其塑性汽車梁用鋼板的生產方法是，進入連鑄機結晶器前的汽車梁用鋼板鋼水的化學成分(重量％)為0.08～0.12％C，0.40～0.60％Si，0.90～1.20％Mn，0.04～0.10％V，0.005～0.015％S，P≤0.025％。在結晶器內加入稀土，使進入其內鋼水中RE/S在1.5～2.5內；RE/S最好在1.7～2.2內。
進一步地是，將上述連鑄板坯進行熱連軋時a、將其加熱至1200～1250℃；b、把粗軋後的中間板坯在1000～1100℃進行熱卷；c、使進入精軋機的中間板坯開軋溫度保持在970～1050℃；d、使其終軋溫度保持在880～920℃；e、使軋後板材以9.5～13.5℃/s的平均速率從920～880℃冷卻至700～660℃；f、使其卷取溫度保持在660～700℃。
更進一步地是，使板材的卷取溫度保持在670～680℃。
控制碳含量，以限制鋼中珠光體在10～15％的水平上。
錳的作用主要在於固溶強化，降低γ-α相變溫度，細化晶粒；同時提高鋼的塑性。矽在鋼中主要起固溶強化作用。
加入適量稀土，以強烈地降低硫氧在鋼液中的溶解度，使硫化物和氧化物夾雜在鋼液凝固前有機會上浮。未能上浮的將改變其形態。
加熱過程中促使鋼中釩的碳、氮化物固溶於奧氏體中。
粗軋後對中間板坯熱卷進行均溫，有利於釩化合物均勻析出，減少產品的性能波動；同時去除其表面的氧化鐵皮，改善表面質量。
控制冷卻溫度，以促使鋼中鐵素體晶粒細化，產生細晶強化效果；增加釩化合物的沉澱強化效果；控制珠光體帶狀的形成。
控制卷取溫度，以調整釩的沉澱硬化效果，使汽車鋼板具有良好強韌性配合和優良的成型性。
本發明具有如下明顯優點1、克服了人們長期以來對釩用於汽車梁用鋼板存在的偏見。
2、可以有效地抑制釩作為微合金元素對汽車梁用鋼板的不利影響，有利於充分發揮釩的有益作用，並且適於工業上大規模生產其合格產品。
3、採用設計的化學成分及其生產方法所生產的產品，其強度級別高，塑性和韌性優異，強韌性匹配良好，各向異性小，同卷性能差小。
下面，對本發明作進一步地說明。
汽車梁用鋼板的生產方法是，通過轉爐冶煉、微合金化、爐後處理等常規方法後，使進入連鑄機結晶器前的汽車梁用鋼板鋼水的化學成分(重量％)為0.08～0.12％C，0.40～0.60％Si，0.90～1.20％Mn，0.04～0.10％V，0.005～0.015％S，P≤0.025％。試驗鋼的化學成分取值見表1。在結晶器內加入稀土，使進入結晶器內鋼水的RE/S在1.5～2.5內，最好在1.7～2.2內。
表1試驗鋼化學成分的取值
將常規連鑄方法鑄成的200×1150×4250～5500mm板坯送至1450mm熱軋機熱連軋工藝。先將連鑄板坯加熱至1200～1250℃；再將粗軋後的中間板坯在1000～1100℃進行熱卷；使進入精軋機的中間板坯開軋溫度保持在970～1050℃；使板坯終軋溫度保持在880～920℃；使軋後板材以9.5～13.5℃/s的平均冷卻速度從920～880℃冷卻至700～660℃；使其卷取溫度保持在660～700℃。試驗鋼在軋制過程中的溫度控制值見表2，其板卷的力學性能見表3，其板卷的各向異性差值見表4。
表2 試驗鋼在軋制過程中的溫度控制值
表3 汽車梁用鋼板板卷的力學性能
注以上各表中同一序號為同一試驗鋼表4 汽車梁用鋼板板卷的各向異性差值
權利要求
1.汽車梁用鋼板的生產方法，其特徵在於，進入連鑄機結晶器前的汽車用鋼板鋼水的化學成分(重量％)為0.08～0.12％ C，0.40～0.60％Si，0.90～1.20Mn，0.04～0.10％V，0.005～0.015％S，P≤0.025％；在結晶器內加入稀土，使進入鋼水中的RE/S在1.5～2.5內。
2.如權利要求1所說的汽車梁用鋼板的生產方法，其特徵在於，其中RE/S最好為1.7～2.2內。
3.如權利要求1、2所說的汽車梁用鋼板的生產方法，其特徵在於a、加熱連鑄板坯至1200～1250℃；b、將粗軋後的中間板坯在1000～1100℃進行熱卷；c、使進入精軋機的中間板坯開軋溫度保持在970～1050℃；d、使其終軋溫度保持在880～920℃；e、使軋後板材以9.5～13.5℃/S的平均冷卻速度從920～880℃冷卻至700～660℃；f、使其卷取溫度保持在660～700℃。
4.如權利要求3所說的汽車用鋼板的生產方法，其特徵在於，其中卷取溫度最好為670～680℃。
全文摘要
本發明公開的汽車梁用鋼板的生產方法是，僅採用釩作為汽車梁用鋼板的微合金化元素，連鑄成板坯。在熱軋過程中對其進行控冷；加熱其至1200～1250℃；粗軋後在1000～1100℃進行熱卷；保持精軋開軋溫度在970～1050℃和終軋溫度在880～920℃；使軋後板坯以9.5～13.5℃/s的平均冷卻速度從920～880℃冷卻至660～700℃的卷取溫度範圍內。用該方法生產的產品，具有強韌性配合良好，成型性優異等優點。
文檔編號B21B1/26GK1151913SQ9611768
公開日1997年6月18日 申請日期1996年8月29日 優先權日1996年8月29日
發明者張開堅, 王義成, 宋立秋, 董成瑞, 俞夢文, 潘常芬 申請人:攀枝花鋼鐵(集團)公司鋼鐵研究院