一种冷加工成形用桥壳钢及其制造方法技术

本发明专利技术涉及车辆技术领域，特别涉及一种冷加工成形用桥壳钢及其制造方法。桥壳钢的化学成分以质量百分比计含有C:0.08～0.18％，Si:0.10～0.45％，Mn：1.2～2.5％，Ti:0.01～0.05％，Al:0.02～0.35％，P:≤0.02％，S:≤0.010％，V:0.02～0.10％，Nb:0.015～0.10％，Cr:0.02～0.5％，其余为Fe及不可避免的杂质。所述方法的工艺过程为：KR脱硫→全三脱转炉冶炼→LF精炼→连铸→加热炉再加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取。本发明专利技术实施例提供的冷加工成形用桥壳钢及其制造方法，解决了现有技术中冷加工成形用桥壳钢的成本高、焊接性能差的技术问题，实现了在大幅降低成本的同时保证了冷加工成形用桥壳钢的焊接性能。

【技术实现步骤摘要】
一种冷加工成形用桥壳钢及其制造方法
本专利技术涉及车辆
，特别涉及一种冷加工成形用桥壳钢及其制造方法。
技术介绍
桥壳作为汽车的主要构件，用于支承车架等部件的重量。桥壳还用于保护传动系统中的部件。桥壳的形状和结构特点要求钢板强度高、冷弯及拉延成形性好，同时兼具优良的焊接性能及焊后疲劳性能。目前，一般使用的桥壳为铸造桥壳和冲压桥壳，铸造桥壳的重量大、较为笨重，已经逐渐被市场淘汰；冲压桥壳厚度小、重量轻，是未来桥壳发展的主要方向。随着中重型卡车车桥制造技术的发展和汽车节能减重的需要，特别是对于支撑车架和后驱动桥，已大量使用14～20mm厚度的热轧钢板制作冲压桥壳。冲压桥壳成形方式主要有两种：第一种是热冲压成形，热冲压成形所使用的钢材厚度为14～20mm，但由于板料感应加热过程中，材料失去了原有的状态致使强度有所降低，需对热冲压成形件进行淬火处理才能达到桥壳钢所需的强度要求。第二种是冷加工成形(也称为冷冲压成形)，冷加工成形是目前冲压桥壳钢最新的一种成形方式，可将桥壳钢的厚度由14mm～16mm降低至12mm，冷加工成形具有生产工艺简单、材料利用率高、降低能耗及生产成本低等优点，但是目前冷加工成形工艺中所用的板材或添加了Mo、C及W等贵重元素，增加了成本；或板材的焊接性能差，影响了桥壳焊接后焊缝的强度。
技术实现思路
本专利技术实施例通过提供一种冷加工成形用桥壳钢及其制造方法，解决了现有技术中冷加工成形用桥壳钢成本高、焊接性能差的技术问题，实现了在大幅降低成本的同时保证了冷加工成形用桥壳钢的焊接性能。本专利技术实施例提供了一种冷加工成形用桥壳钢，所述桥壳钢的抗拉强度达到600MPa级，所述桥壳钢的化学成分以质量百分比计含有C:0.08～0.18％，Si:0.10～0.45％，Mn：1.2～2.5％，Ti:0.01～0.05％，Al:0.02～0.35％，P:≤0.02％，S:≤0.010％，V:0.02～0.10％，Nb:0.015～0.10％，Cr:0.02～0.5％，其余为Fe及不可避免的杂质。本专利技术实施例还提供了一种冷加工成形用桥壳钢的制造方法，所述桥壳钢的抗拉强度达到600MPa级，所述方法的工艺过程为：KR脱硫→全三脱转炉冶炼→LF精炼→连铸→加热炉再加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取。在所述加热炉再加热过程中，将板坯加热至1230～1300℃；在所述粗轧过程中，采用五道次轧制，控制所述板坯的累计变形量大于75％，控制中间坯的厚度与成品厚度的比值大于或等于3，控制粗轧的出口温度为970～1050℃；在所述精轧过程中，采用七道次轧制，控制末道次轧制的压下率≥8％，控制终轧温度为830～870℃；在所述层流冷却过程中，采用前端集中冷却模式对所述板坯进行层流冷却，控制所述板坯的目标卷取温度为520～580℃。进一步地，在所述加热炉再加热过程中，控制所述板坯的加热时间3.0～5.0小时，控制所述板坯大于1200℃的时间大于或等于30分钟。进一步地，在所述精轧过程中，控制所述带钢的精轧入口温度为970～1050℃。进一步地，在所述精轧过程中，控制所述板坯的累计变形量在75％～83％。进一步地，在所述卷取过程中，控制卷曲温度为520～580℃。本专利技术实施例提供的一种或多种技术方案，至少具备以下有益效果或优点：1、本专利技术实施例提供的冷加工成形用桥壳钢及其制造方法，解决了现有技术中冷加工成形用桥壳钢成本高、焊接性能差的技术问题，实现了在大幅降低成本的同时保证了冷加工成形用桥壳钢的焊接性能。2、本专利技术实施例提供的冷加工成形用桥壳钢及其制造方法，采用微合金化设计路线，在C-Si-Mn钢的基础上添加特定含量的Nb、V、Ti等微合金元素，充分利用Nb、V和Ti细化晶粒和析出强化，同时Nb和V保证了焊缝处组织的细化，保证了焊后的强度，使材料具有良好的焊接性能。较低的C含量使得材料具有较好的冷加工成形性，满足了高强桥壳钢对冷加工成形的要求。附图说明图1为本专利技术实施例提供的冷加工成形用桥壳钢制造工艺流程图；图2为本专利技术实施例1提供的桥壳钢金相组织图。具体实施方式本专利技术实施例通过提供一种冷加工成形用桥壳钢及其制造方法，解决了现有技术中冷加工成形用桥壳钢成本高、焊接性能差的技术问题，实现了在大幅降低成本的同时保证了冷加工成形用桥壳钢的焊接性能。本专利技术实施例提供了一种冷加工成形用桥壳钢，桥壳钢的抗拉强度达到600MPa级，桥壳钢的化学成分以质量百分比计含有C:0.08～0.18％(如0.08％、0.12％或0.18％)，Si:0.10～0.45％(如0.10％、0.30％或0.45％)，Mn：1.2～2.5％(如1.2％、2.0％或2.5％)，Ti:0.01～0.05％(如0.01％、0.03％或0.05％)，Al:0.02～0.35％(如0.02％、0.28％或0.35％)，P:≤0.02％(如0.02％、0.01％或0.005％)，S:≤0.010％(如0.010％、0.007％或0.005％)，V:0.02～0.10％(0.02％、0.06％或0.10％)，Nb:0.015～0.10％(0.015％、0.065％或0.10％)，Cr:0.02～0.5％(如0.02％、0.35％或0.5％)，其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术实施例中，采用了V、Nb微合金成分体系，利用了Nb元素细化奥氏体晶粒，同时利用了Nb、V在铁素体中的析出强化作用。Nb、V还保证了焊缝组织的细化，使材料具有良好的焊接性能。本专利技术实施例中主要合金元素作用如下：C用于扩大奥氏体区元素，同时也是提高材料强度最经济的元素，但过高的C含量对材料的焊接性能、塑性、韧性不利。Si为传统的固溶强化元素，但添加过高的Si对材料的塑性、韧性以及表面质量产生负面影响，同时也可降低奥氏体中碳的扩散速度，不利于铁素体组织的形成。Mn具有固溶强化作用，同时可以提高材料的淬透性。S和P元素过高会对材料的塑性、韧性及疲劳性能产生不利影响。Ti为强碳氮化物形成元素，钢中添加微量的Ti可以细化晶粒，在高温奥氏体区Ti与N结合形成TiN或者Ti(C,N)阻碍奥氏体晶粒的长大。Nb不但可以细化奥氏体，同时Nb是强碳氮化合物形成元素，通过在扎后冷却过程中析出碳氮化合物，产生细晶强化和析出强化作用来提高钢的强度。另外Nb还可以保证焊缝组织的细化，提高焊后强度。V是强碳氮化物形成元素，强化作用与Nb相似，但效果相对较小。V含量较高时明显恶化钢的低温韧性，尤其是焊接热影响区的韧性。Al是有效的脱氧元素之一，而且可以形成氮化物来细化晶粒。Al含量过高将损害钢的韧性，而且焊接热影响区的韧性也变差。Cr是提高淬透性的元素，能够使钢的强硬度增加。但Cr含量过高将影响钢的韧性，并引起回火脆性。本专利技术实施例还提供了一种冷加工成形用桥壳钢的制造方法，该桥壳钢的抗拉强度达到600MPa级，参见图1，该方法的工艺过程为：KR脱硫→全三脱转炉冶炼→LF精炼→连铸→加热炉再加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取。本专利技术实施例中，冶炼铁水经过KR脱硫预处理和全三脱转炉冶炼工艺来控制钢水的S和P有害元素，采用LF炉精炼处理获得所需成分的钢液。其中，在加热炉再加热过程中，将板坯加热至1230～1300℃(如1230℃、1260℃或13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷加工成形用桥壳钢，所述桥壳钢的抗拉强度达到600MPa级，其特征在于，所述桥壳钢的化学成分以质量百分比计含有C:0.08～0.18％，Si:0.10～0.45％，Mn：1.2～2.5％，Ti:0.01～0.05％，Al:0.02～0.35％，P:≤0.02％，S:≤0.010％，V:0.02～0.10％，Nb:0.015～0.10％，Cr:0.02～0.5％，余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种冷加工成形用桥壳钢的制造方法，所述桥壳钢的化学成分以质量百分比计含有C:0.08～0.18％，Si:0.10～0.45％，Mn：1.2～2.5％，Ti:0.01～0.05％，Al:0.02～0.35％，P:≤0.02％，S:≤0.010％，V:0.02～0.10％，Nb:0.015～0.10％，Cr:0.02～0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质，所述桥壳钢的抗拉强度达到600MPa级；其特征在于，所述方法的工艺过程为：KR脱硫→全三脱转炉冶炼→LF精炼→连铸→加热炉再加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取；在所述加热炉再加热过程中，将板坯加热至1230～1300℃，控制板坯的加热时间为3.0～5.0小时；在所述粗轧过程中，采用五道次轧制，控制所述板坯的累计变形量大于75％，控制中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓林，肖宝亮，崔阳，李飞，张旭，郭佳，姚志强，杨孝鹤，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：北京;11