一种高强度耐疲劳钢材及其制造方法，属特种钢及其冶炼技术领域。本发明专利技术通过添加适量的Ｎｂ、Ｔｉ元素微合金化，采用复吹转炉冶炼、ＬＦ精炼、板坯连铸、加热、高压水除鳞、热连轧、层流冷却、卷取工艺，生产出成分重量百分比为：Ｃ％０．０７～０．１３，Ｓｉ％０．１５～０．３５，Ｍｎ％１．０～１．３，Ｐ％≤０．０２５，Ｓ％≤０．０１０，Ｎｂ％０．０１５～０．０２０，Ｔｉ％０．０１０～０．０２５，Ａｌｔ％０．０１５～０．０５０，其余为Ｆｅ和微量杂质的高强度耐疲劳钢，该种钢疲劳极限达到５２９ＭＰａ，强度高、韧性好、成型性能优良，用于制造重卡、轻卡等载重车车架的纵梁、横梁等构件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钢，特别是一种用于制造重卡、轻卡等载重车的车架纵梁、横梁等结构 件的高强度耐疲劳钢材及其制造方法，属特种钢及其冶炼
技术背景汽车大梁作为汽车的重要承重部件，其使用寿命将直接决定着整车的使用期限。汽车大 梁钢的使用条件决定了该钢种必须具有一定的强韧性、良好的冷弯性能、耐疲劳性能，尤其 是抗疲劳性能是该类钢材重要的性能指标之一。同时该种钢材还应具有较好的低温冲击韧 性，此外，对板形，尺寸精度都有较高要求。目前国内的宝钢、武钢、鞍钢等企业在汽车大梁钢研究上起步较早。宝钢集团梅山钢铁 公司采用铌钛微合金化生产的汽车大梁钢BM510L，金相组织均匀，力学性能波动小，具有 良好的成型性能、抗疲劳性能及低温韧性，其疲劳试验的设备为10HFP1478疲劳试验机， 疲劳极限为447N/mm2 (参见《梅山科技》2005年第1期万兰凤P27 — 32)。武钢新型含 Nb汽车大梁板WL510钢实际化学成分为:C%: 0.08 0.11， Si%: 0.10 0.30， Mn%: 1.32 1.50， P%: 0.009 0.024， S%: 0.001 0.03， Nb%: 0.010 0.030。 WL510钢的疲劳 试验在"PLG-100高频疲劳试验机"上进行的，疲劳极限为450MPa (参见《特殊钢》，2002 年第23巻增刊钟定忠P56 — 58。)现有的汽车大梁钢疲劳极限值均不太理想。中国专利技术专利文件CN1824816 (申请号200510024059.5)公开了 "一种加长型汽车大梁 用钢及其制造方法"，其化学成分的重量百分比为C%: 0.07 0.12， Si%: 0.15 0.40， Mn %: 1.00 1.50， P%^0.025, S%^).015， Nb%: 0.020 0.050， V%: 0.025 0.050， Ti%: 0.010 0.030，微量Ca，其余为铁和残余的微量杂质。连铸成板坯，热轧采用控轧控冷工艺， 板坯加热至U80 125(TC,粗轧后温度1020。C 106(TC，终轧温度为840。C 880。C，轧后 的板巻经层流冷却快速冷却到56(TC 620'C巻取温度范围，下屈服强度2355MPa，抗拉强 度510 586MPa，延伸率^24%。该专利技术采用了添加多元微合金Nb-V-Ti，总量较高，成本 上升，仍无法满足市场对于高强度耐疲劳特种钢的需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供。本专利技术的技术方案如下一种高强度耐疲劳钢材，钢的化学成分如下，均为重量百分比C%: 0.07 0.13， Si%: 0.15 0.35， Mn%: 1.0 1.3, P%≤0.025， S%≤50.010, Nb%: 0.015 0.020， Ti%: 0.010 0.025， Alt%: 0.015 0.050，其余为Fe和残余的微量杂质。本专利技术钢成分的确定，首先保证强度的要求，其次是冷弯成型性能，最后考虑用户使用 性能。基于强度、冲击韧性以及汽车大梁钢性能的要求，控制碳含量在0.07 0.13%， Mn在 1.0 1.3%范围内，添加Nb、 Ti微合金化提高强度，控制Nb: 0.015 0扁％， Ti: 0細 0.025%。为保证钢水的洁净度，本专利技术还对S、 P、 Al等元素提出了控制要求，PS0.025%， S^).010%， Alt: 0.015 0.050%。上述的高强度耐疲劳钢，优选的，钢的化学成分如下，均为重量百分比C%: 0.09， Si%: 0.22， Mn%: 1.07， P%SO.OO，S%^0.010, Nb%: 0.019, Ti%: 0.020， Alt%: 0.028，其余为Fe和残余的微量杂质。一种高强度耐疲劳钢材的制造方法，包括铁水脱硫预处理、顶底复吹转炉冶炼、LF精 炼、板坯连铸、轧制；铁水脱硫后进入转炉冶炼并脱氧及合金化处理，然后进入精炼炉精炼 并喂入Si-Ca线进钙化处理，精炼后的钢水由连铸机进行全程保护浇注，连铸坯再轧制得成 品，其特征在于钢的化学成分按重量百分比如下C%: 0.07 0.13， Si%: 0.15 0.35， Mn%: 1.0 1.3， P%^0.025， S%50.010， Nb%: 0.015 0.020， Ti%: 0.010 0.025， Alt%: 0.015 0.050，其余为Fe和残余的微量杂质；精 炼炉精炼时先喂入钛线，连铸坯出拉矫机宽面温度与窄面温度之差小于4(TC，连铸坯在加热 炉中将加热时间控制在120-150分钟，轧制采用1500宽带两段热轧制，粗轧末道次温度1030 UOO。C，精轧终轧温度850 900。C士20。C，巻取温度600 650。C士15。C 。本专利技术通过控制合适的Ti含量，改善了铸坯质量，有效地解决了含Nb钢边裂问题。在加热炉中将加热时间控制在大于120分钟，有效地消除了由于连铸坯成分偏析造成的 带状组织；通过控轧控冷工艺，使材质组织细小、均匀，有效地提高了产品的强韧性和耐疲 劳性能。进一步优选的，可考虑以下工艺条件1、 上述高强度耐疲劳钢材的制造方法，其中铁水预处理在铁水罐中采用喷吹镁粒进行 铁水脱硫，铁水中硫含量的重量百分比控制在0.010%以下，温度不低于125(TC。2、 上述高强度耐疲劳钢材的制造方法，其中转炉冶炼时，造渣料于终点前3分钟加完， 终点控制碳、硫重量百分数应满足如下条件C<0.06%， S<0.010%;转炉出钢前在钢包底加 入合成渣，采用单渣工艺冶炼，终渣碱度控制在2.8-3.5。采用铝锰钛脱氧，用量lkg/t。合金 化处理在放钢四分之一时，开始加入硅锰、中锰、铝锰钛、铌铁，钢水出至四分之三时加 完。合成渣可选用本领域通用产品，合成渣加入量750-850kg/炉，最佳800kg/炉。3、 上述高强度耐疲劳钢材的制造方法，其中钢包精炼是在精炼炉中喂入钛线，使钢水 中含Ti量在0.010 0.025X，目的是析出有利于焊接热影响区的细TiC颗粒，釆用白渣法操作， 白渣保持时间12-20分钟；精炼后的钢水喂入500m-600m Si-Ca线进行钙化处理，并软吹氩气 12-20分钟。4、 上述高强度耐疲劳钢材的制造方法，其中板坯连铸采用全程保护浇注，采用低碳覆 盖剂(西峡县西保冶材经销有限公司产)和汽车大梁钢专用保护渣(西峡县西保冶材经销有 限公司产)，为保证连铸坯质量，减少裂纹，二冷采用弱冷，拉速^1.25m/min，浇注过程中 应稳定拉速，避免拉速过大波动。 5、上述高强度耐疲劳钢材的制造方法，连铸坯经高压水除鳞、加热、热连轧、层流冷 却、巻取制得成品，其中连铸坯在加热炉中将加热时间控制在120-150分钟，轧制中的粗轧 采用四辊可逆轧机进行五道次粗轧，精轧采用六连轧机组精轧。以上本专利技术方法中未做特别限定的，均可参照本领域现有技术。本专利技术的高强度耐疲劳钢材是一种低合金高强度特种钢，用于制造重卡、轻卡等载重车 车架的纵梁、横梁等结构件。本专利技术与现有技术相比优良效果如下1、 本专利技术钢材强度高，屈服强度410 500MPa,抗拉强度510 585MPa，延伸率24 40%。2、 本专利技术钢材耐疲劳性能好，疲劳极限529本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度耐疲劳钢材，钢的化学成分如下，均为重量百分比：Ｃ％：０．０７～０．１３，Ｓｉ％：０．１５～０．３５，Ｍｎ％：１．０～１．３，Ｐ％≤０．０２５，Ｓ％≤０．０１０，Ｎｂ％：０．０１５～０．０２０，Ｔｉ％：０．０１０～０．０２５ ，Ａｌｔ％：０．０１５～０．０５０，其余为Ｆｅ和残余的微量杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周平，汤化胜，陈爱娇，王腾飞，刘军，王学新，张明金，王建景，赵培林，杨旭，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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