抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢，其化学元素质量百分比为：C：0.09～0.2％，Mn：0.8～1.2％，Al：0.025～0.060％，Nb：0.01～0.10％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。此外，本发明专利技术还公开了上述的热轧车轮用钢的制造方法，制造方法不具有热处理步骤，其包括步骤：(1)冶炼和铸造；(2)板坯加热；(3)热轧；(4)分段冷却：其中，在第一阶段，将钢板以60～150℃/s的速度冷却到650～750℃；在第二阶段，将钢板在空气中冷却5～20s；在第三阶段，将钢板以60～150℃/s的速度冷却到350～500℃；在第四阶段，将钢板空冷至室温。将钢板空冷至室温。

【技术实现步骤摘要】
抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种热轧车轮用钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，由于人类环境保护意识日益增强，降低汽车的油耗及减少CO2的排放已经成为了一个全球共同的呼声，在为了达到这一目标的多种措施中，汽车减重则是一个非常有效的手段。这一全球性的趋势以及对汽车安全性重视，带来了对各种先进的高强度、加工性能良好的新型钢铁材料的需求。
[0003]热轧钢板主要用于各种乘用车或商用车的底盘、车轮、悬挂及其周围部件，它的重量可占车体总重量的25％以上。由于这些部位上的许多零部件相对较厚、较重，具有非常大的减重潜力。
[0004]过去，为满足钢板在车轮上的使用条件，一般有两种选择，一种是使用强度降低的钢板(≤300MPa)，以获得较高的焊接及成形性能；另一种是在车轮设计中减少成形量，以降低对钢板的焊接及成形性能要求。随着汽车用钢强度的不断提高，传统汽车车轮用钢的成形性能随之降低，已难以满足汽车车轮对钢板成形性能的要求。而为了满足汽车减重对钢板强度日益提高的要求，期望获得一种专用的高强度、高成形性车轮用钢。
[0005]例如：公开号为JPS56130455A，公开日为1981年10月13日，名称为
“フラツシュ
·
バツト
溶接性
ならびにと
加工性
の
良好
な
高張力熱延鋼板”的日本专利文献公开了一种热轧高强板。在该专利文献所公开的技术方案中，其成分中含Ca与Ce，强度达到560～580MPa，延伸率为27％。
[0006]又例如：公开号为JPS57155347A，公开日为1982年9月25日，名称为
“フラツシヱバツト
溶接性
に
優
れたホイールリム
用高張力熱延鋼板”的日本专利文献公开了一种热轧高强板。在该专利文献所公开的技术方案中，其成分中含C量为0.067～0.082％，含Mn量为1.52～1.70％，但不涉及热轧和冷却工艺。
[0007]再例如：公开号为JPS57155348A，公开日为1982年9月25日，名称为
“フラツシヱバツト
溶接
によるホイールリム
製造
に
適
した
高張力熱延鋼板”的日本专利文献公开了一种热轧高强板。在该专利文献所公开的技术方案中，其在在钢的成分中加入了稀土的成分，并采用了低于500℃的卷取温度。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢，该热轧车轮用钢性能均匀、板形好，具有良好的冷加工性能，且其成分简单，生产成本低，可以很好地满足汽车车轮对加工工艺例如成形、扩口、焊接的工艺要求。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢，其化学元素质量百分比为：
[0010]C：0.09～0.2％，Mn：0.8～1.2％，Al：0.025～0.060％，Nb：0.01～0.10％，0＜Si≤
0.3％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。
[0011]在本专利技术所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢中，各化学元素的设计原理如下所述：
[0012]C：在本专利技术所述的热轧车轮用钢中，C用于形成足够碳化物强化相，以保证钢的强度级别。此外，C还可以起到稳定奥氏体，有助于形成残余奥氏体的作用。基于此，在本专利技术所述的热轧车轮用钢控制C的质量百分比为0.09～0.2％。
[0013]Mn：在本专利技术所述的热轧车轮用钢中，Mn是重要的固溶强化元素，Mn的质量百分比过低会造成钢的强度不足，但Mn的质量百分比太高会使钢的塑性下降，也会造成材料的焊接性能下降。基于此，在本专利技术所述的热轧车轮用钢中控制Mn的质量百分比在0.8～1.2％。
[0014]Al：在本专利技术所述的技术方案中，Al为钢中的脱氧元素，因而，控制其质量百分比为0.025～0.060％。
[0015]Nb：在本专利技术所述的热轧车轮用钢中，Nb是有效细化晶粒、提高强度和韧性的元素，以碳化物和碳氮化物的形式存在于钢中，由于Nb的加入量低于0.01％，其强化效果小。因此，在本专利技术所述的技术方案中控制Nb的质量百分比在0.01～0.10％。
[0016]Si：考虑到Si可以在钢中起固溶强化作用，但Si的质量百分比太高容易使钢板表面产生诸如红铁皮的表面缺陷，进而损害焊接性能。基于此，在一些优选的实施方式中，可以控制Si的质量百分比在Si≤0.3％。
[0017]进一步地，在本专利技术所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢中，其还具有下述各化学元素的至少其中之一：Ti≤0.05％，Cr≤0.5％。
[0018]上述方案中，Cr：部分替代Si的作用，扩大铁素体转变的温度区间，有利于组织和性能的稳定。
[0019]考虑到Ti也可以起到有效细化晶粒、提高强度和韧性，也可以以碳化物和碳氮化物的形式存在于钢中，加入量过低不利于强化效果。基于此，在一些优选的实施方式中，可以控制Ti的质量百分比在Ti≤0.05％。
[0020]进一步地，在本专利技术所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢中，在其他不可避免的杂质中，S≤0.005％，P≤0.035％，N≤0.0060％，O≤0.0030％。
[0021]在本专利技术所述的技术方案中，不可避免的杂质应当控制得越少越好。其中，P、S作为钢中的杂质元素，其质量百分比可以优选地控制为S≤0.005％，P≤0.035％。
[0022]而O作为钢中的杂质元素，其容易与Al发生反应，形成氧化物夹杂，因此，优选地可以将其质量百分比控制在O≤0.0030％。
[0023]N可扩大钢的奥氏体相区，是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素；但钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔。基于此，在本案中可以优选地将N的质量百分比控制在N≤0.0060％。
[0024]另外，需要说明的是，本专利技术所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢，还可以具有下述各化学元素的至少其中之一：Cu≤0.5％，Mo≤0.2％，B≤0.005％，以进一步改善钢的性能。
[0025]进一步地，在本专利技术所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢中，其微观组织为铁素体+贝氏体+残余奥氏体。
[0026]进一步地，在本专利技术所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢中，其中，残余奥
氏体的相比例为5～10％，贝氏体的相比例为30～45％，其余为铁素体。
[0027]进一步地，在本专利技术所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢中，其抗拉强度为500MPa～700MPa，其延伸率≥30％。
[0028]相应地，本专利技术的另一目的在于提供一种上述的热轧车轮用钢的制造方法，该制造方法工艺简单，其无需热处理，热轧后无需复杂的冷却工艺，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢，其特征在于，其化学元素质量百分比为：C：0.09～0.2％，Mn：0.8～1.2％，Al：0.025～0.060％，Nb：0.01～0.10％，0＜Si≤0.3％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢，其特征在于，其还具有下述各化学元素的至少其中之一：Ti≤0.05％，Cr≤0.5％。3.如权利要求1所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢，其特征在于，其还具有下述各化学元素的至少其中之一：Cu≤0.5％，Mo≤0.2％，B≤0.005％。4.如权利要求1所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢，其特征在于，在其他不可避免的杂质中，S≤0.005％，P≤0.035％，N≤0.0060％，O≤0.0030％。5.如权利要求1所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢，其特征在于，其微观组织为铁素体+贝氏体+残余奥氏体。6.如权利要求5所述的抗拉强度500MPa以上的热轧车轮用钢，其特征在于，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建苏，华骏山，张华伟，庞厚君，郁锋，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：