一种500MPa级热轧相变强化钢及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提供了一种500MPa级热轧相变强化钢及其制备方法、应用，属于重载车辆车轮用钢技术领域，所述热轧相变强化钢由如下质量分数的化学成分构成，C 0.06～0.10％，Si≤0.20％，Mn：1.20～1.60％，P≤0.015％，S≤0.005％，Al：0.015～0.05％，Cr：0.20～0.50％，余量为Fe和不可避免杂质；所述热轧相变强化钢的金相组织由铁素体、马氏体和贝氏体组成。本发明专利技术提供的热轧相变强化钢，其屈服强度为398

【技术实现步骤摘要】
一种500MPa级热轧相变强化钢及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于重载车辆车轮用钢
，尤其涉及一种500MPa级热轧相变强化钢及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]相变强化钢由于其具有良好的强度，可以用于制作矿用自卸车等重载车辆的车轮。矿用自卸车等重载车辆一般在山路、矿区、渣土区等非高速公路场景下应用，虽然运行速度不高，但是要求车轮必须能够承受重载，单轮载重可达10吨。通常使用的普通型钢车轮为充气轮，其服役寿命短，而且存在高温爆胎的安全隐患。为了解决上述问题，采用一体成形无内胎车轮，以此来大幅度提高疲劳寿命与安全性。但是一体成型无内胎车轮需要一体成形加工，这对材料的成形性能要求极高，因此钢板需要经过多次旋压变形，厚度变形量可达65％，同时还需要具备极高的疲劳寿命，在单轮10吨的重载服役条件下必须保证安全性。
[0003]目前，国内一体化车轮成形所用材料为抗拉强度不超过380MPa的钢板，其疲劳性能差，服役寿命较短。因此，亟需一种在满足成形性能的前提下，具有良好的疲劳性能的材料，以提高一体成形无内胎车轮的使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种500MPa级热轧相变强化钢及其制备方法、应用，以解决现有技术中，一体化成形无内胎车轮所用材料疲劳寿命差，服役寿命短的技术问题。
[0005]一方面，本专利技术实施例提供了一种500MPa级热轧相变强化钢，所述热轧相变强化钢由如下质量分数的化学成分构成，C 0.06～0.10％，Si≤0.20％，Mn：1.20～1.60％，P≤0.015％，S≤0.005％，Al：0.015～0.05％，Cr：0.20～0.50％，余量为Fe和不可避免杂质；
[0006]所述热轧相变强化钢的金相组织由铁素体、马氏体和贝氏体组成。
[0007]进一步地，所述铁素体的体积分数为80-85％，所述马氏体和贝氏体的体积分数总和为15-20％。
[0008]进一步地，所述铁素体的体积分数为85％，所述马氏体的体积分数为10％，所述贝氏体的体积分数为5％。
[0009]进一步地，所述热轧相变强化钢的晶粒度等级为9级。
[0010]进一步地，所述热轧相变钢的厚度为16-22mm。
[0011]另一方面，本专利技术实施例还提供了上述的热轧相变强化钢的制备方法，所述方法包括，
[0012]对上述化学成分的板坯进行加热、轧制、冷却和卷取，获得热轧相变强化钢；
[0013]所述冷却包括第一水冷、空冷和第二水冷，所述第一水冷速率为30-60℃/s，所述第一水冷结束温度为680-710℃；所述空冷时间为8-12s；所述第二水冷速率为30-60℃/s，所述第二水冷结束温度为350-450℃；
[0014]所述卷取温度为350-450℃。
[0015]进一步地，所述第一水冷速率为50℃/s，第一水冷结束温度为700℃；所述空冷时间为10s；所述第二水冷速率为50℃/s，所述第二水冷结束温度为400℃。
[0016]进一步地，所述加热工序中，加热温度为1160-1200℃，加热时间为3-5h；所述轧制工序包括除鳞、定宽、粗轧和精轧，所述精轧为恒速轧制，所述精轧结束温度为820-860℃。
[0017]进一步地，所述加热温度为1180℃，所述精轧结束温度为840℃。
[0018]再一方面，本专利技术实施例还提供了上述的一种500MPa级热轧相变强化钢的应用，其特征在于，将所述相变强化钢用于制作重载车辆一体成形无内胎车轮。
[0019]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0020]本专利技术提供了一种500MPa级热轧相变强化钢及其制备方法、应用，该相变强化钢采用适量的碳、锰作为基础强化元素，同时添加Cr元素，在形成铁素体的同时增强了残余奥氏体的形成，而残余奥氏体可以转变为马氏体和贝氏体，其中铁素体使热轧相变强化钢具有良好的塑性，提高伸长率，从而具备良好的成形性；较硬强度较高的马氏体和贝氏体组织，使热轧相变强化钢具有500MPa级的抗拉强度，同时使其不容易萌生裂纹，且贝氏体还可以降低裂纹的扩展速率，从而改善了热轧相变强化钢的疲劳性能，提高服役寿命。本专利技术提供的热轧相变强化钢的屈服强度为398-433MPa，抗拉强度为532-580MPa，延伸率为34-37％，成形性好，180
°
冷弯均合格，疲劳强度极限为293-319MPa，疲劳性能优良，可延长服役寿命。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例1的500MPa级热轧相变强化钢的金相显微组织，位置为厚度1/4处，放大倍数为500倍。
[0023]图2为本专利技术对比例1的380MPa级热轧碳锰钢的金相显微组织。
具体实施方式
[0024]下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。
[0025]在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
[0026]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0027]本专利技术实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0028]一方面，本专利技术实施例提供了一种500MPa级热轧相变强化钢，所述热轧相变强化钢由如下质量分数的化学成分构成，C 0.06～0.10％，Si≤0.20％，Mn：1.20～1.60％，P≤
0.015％，S≤0.005％，Al：0.015～0.05％，Cr：0.20～0.50％，余量为Fe和不可避免杂质；
[0029]所述热轧相变强化钢的金相组织由铁素体、马氏体和贝氏体组成。
[0030]在本专利技术中，各元素的作用如下：
[0031]碳：碳含量对钢材的淬透性、成分偏析、抗拉强度、硬度、延伸率等组织性能有很大的影响，为了在保证强度的基础上，获得材料的高成形性和高疲劳性，得到均匀的目标组织，成分上需要保证材料的淬透性，但又不能提高组织偏析的倾向，因而本专利技术的碳含量不低于0.06％，不高于0.10％。
[0032]硅：硅在钢中起固溶强化作用，并且含量较多时能抑制碳化物的析出，促进铁素体形成，从而使碳扩散到残余奥氏体中，保证材料具有一定的塑性，但Si元素含量不宜超过0.20％，过高的Si元素，会导致带钢表面氧化铁皮去除困难本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种500MPa级热轧相变强化钢，其特征在于，所述热轧相变强化钢由如下质量分数的化学成分构成，C：0.06～0.10％，Si≤0.20％，Mn：1.20～1.60％，P≤0.015％，S≤0.005％，Al：0.015～0.05％，Cr：0.20～0.50％，余量为Fe和不可避免杂质；所述热轧相变强化钢的金相组织由铁素体、马氏体和贝氏体组成。2.根据权利要求1所述的一种500MPa级热轧相变强化钢，其特征在于，所述铁素体的体积分数为80-85％，所述马氏体和贝氏体的体积分数总和为15-20％。3.根据权利要求2所述的一种500MPa级热轧相变强化钢，其特征在于，所述铁素体的体积分数为85％，所述马氏体的体积分数为10％，所述贝氏体的体积分数为5％。4.根据权利要求1所述的一种500MPa级热轧相变强化钢，其特征在于，所述热轧相变强化钢的晶粒度等级为9级。5.根据权利要求1所述的一种500MPa级热轧相变强化钢，其特征在于，所述热轧相变钢的厚度为16-22mm。6.如权利要求1-5任一项所述的一种500MPa级热轧相变强化钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括，对板坯进行加热、轧制、冷却和卷取，获得热轧相变强化钢；所述板坯由如下质量分数的化学成分构成，C：0.06～0.10％，Si≤0.20％，Mn：1.20～...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大伟，肖宝亮，富晓航，杜倩，魏延根，田志红，李飞，刘锟，徐永先，李晓林，惠亚军，王志鹏，董现春，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：