高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带及制备方法，属于炼钢技术领域。高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带，化学成分按质量百分比为：C 0.02‑0.06％，Si≤0.08％，Mn 1.0‑2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，Ti 0.08‑0.35％，N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质，显微组织为铁素体90‑98％和针状贝氏体2‑10％，晶粒度等级为12‑13级。制备方法依次包括冶炼、连铸、加热、粗轧、UFC中间坯冷却、精轧、层流冷却及卷取步骤。本发明专利技术生产出的700MPa级热轧汽车大梁钢带表面质量优良，疲劳性能、成型性能以及强韧性能优异，可有效解决现有700MPa级热轧汽车大梁钢带疲劳性能较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带及制备方法
本专利技术属于炼钢
，涉及热轧汽车大梁钢板，具体涉及一种高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带及制备方法。
技术介绍
近年来，迫于减量化和国六标准(GB17691-2018重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段))的双重压力，众多钢铁企业纷纷开发了重载汽车用700MPa级大梁钢板。然而，700MPa汽车大梁钢板的疲劳极限调控及机理的研究鲜有报道。采用高强度钢是汽车减量化可持续发展的有效途径，服役条件下既要承受垂直底盘平面的非线性弯曲载荷，又要承受纵向瞬时冲击载荷，材料疲劳性能低及断裂问题严重制约着重载汽车行业的可持续发展。因此进行热轧钢疲劳性能的研究具有重要意义，开发具有高疲劳性能的热轧汽车大梁钢带很有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有700MPa级热轧汽车大梁钢带疲劳性能较差的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带，其化学成分按质量百分比为：C0.02-0.06％，Si≤0.08％，Mn1.0-2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，Ti0.08-0.35％，N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质，其显微组织为铁素体90-98％和针状贝氏体2-10％，晶粒度等级为12-13级。上述高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带的制备方法，依次包括冶炼、连铸、加热、粗轧、UFC中间坯冷却、精轧、层流冷却及卷取步骤，具体包括如下步骤：r>a.按照高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带的化学成分制备铸坯；b.粗轧：将加热的铸坯轧制成板坯，对薄规格的板坯采用3+3模式粗轧，控制第一道次变形量≥20％，末道次变形量≥35％，累计变形量≥80％；对厚规格的板坯采用0+5模式粗轧，控制第一道次变形量≥20％，末道次变形量≥35％，后2机架累计变形量≥50％，累计变形量≥78％；c.UFC中间坯冷却：将粗轧后的板坯快速冷却，以80-150℃/s速度冷却到930±20℃；d.精轧：进行5-7道次连轧，控制最后一个机架变形量为8-15％，后3机架累计变形量20-35％。上述步骤b中，板坯厚度为40-50mm，薄规格板坯为40-44mmm，厚规格板坯为45-50mm。上述步骤b中，铸坯加热温度为1260±20℃，保温100-180min。上述精轧终轧温度为830-890℃。上述精轧结束后采用双段冷却，以60-100℃/s的速率快速冷却至600-700℃，然后空冷3-8s后以0-100℃/s的速率继续冷却。上述最终卷取温度为480-580℃。上述步骤b和d中，轧制完成后均采用高压水除磷，水压为20MPa。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对Ti含量定量设计来提高钢材的强度，结合全流程工艺控制，尤其是UFC中间坯冷却工艺和轧制变形量的控制，生产得到大梁钢带的显微组织为铁素体90-98％和针状贝氏体2-10％，晶粒度等级为12-13级，实现了具有高疲劳性能的700MPa级热轧汽车大梁钢带的稳定控制。本专利技术生产出的700MPa级热轧汽车大梁钢带表面质量优良，疲劳性能、成型性能以及强韧性能优异。Ti可以通过铁素体中的过饱和析出提高钢材的强度，由于钢中存在有效Ti含量，公式为Ti(有效钛)＝Ti(全)-3.4N-3S，同时S与Ti结合易形成Ti4C2S2，N与Ti结合在连铸过程中易形成液析TiN，然而钢中S、N等元素不可避免存在，因此需配合合理的TMCP工艺。本专利技术控制铸坯加热抑制Ti4C2S2和液析TiN的粗化长大；同时控制轧制过程变形量来控制奥氏体中的形变诱导相变，同时将前期大尺寸的Ti4C2S2和液析TiN破碎和均匀化；通过UFC中间坯冷却抑制粗轧工艺后钢带组织的长大，控制基体组织的均匀性以及铁素体中析出相的尺寸和数量，尤其是控制前期未回溶的析出相粗化，协同其他工序能够将板带组织控制在较小的范围，有助于提高钢板的疲劳性能。具体实施方式本专利技术的技术方案，具体可以按照以下方式实施。高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带，其化学成分按质量百分比为：C0.02-0.06％，Si≤0.08％，Mn1.0-2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，Ti0.08-0.35％，N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质，其显微组织为铁素体90-98％和针状贝氏体2-10％，晶粒度等级为12-13级。上述高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带的制备方法，依次包括冶炼、连铸、加热、粗轧、UFC中间坯冷却、精轧、层流冷却及卷取步骤，具体包括如下步骤：a.按照高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带的化学成分制备铸坯；b.粗轧：将加热的铸坯轧制成板坯，对薄规格的板坯采用3+3模式粗轧，控制第一道次变形量≥20％，末道次变形量≥35％，累计变形量≥80％；对厚规格的板坯采用0+5模式粗轧，控制第一道次变形量≥20％，末道次变形量≥35％，后2机架累计变形量≥50％，累计变形量≥78％；c.UFC中间坯冷却：将粗轧后的板坯快速冷却，以80-150℃/s速度冷却到930±20℃；d.精轧：进行5-7道次连轧，控制最后一个机架变形量为8-15％，后3机架累计变形量20-35％。上述铸坯出加热炉后，厚度为200-230mm，经过2台粗轧机组轧制到板坯，厚度为40-50mm。为了生产出2mm-14mm的热轧板，因此优选的是，对厚度40-44mmm的薄规格板坯粗轧过程采用3+3模式，即六道次粗轧，确保每道次的变形量；对45-50mm的厚规格板坯粗轧过程采用0+5模式，即5道次的轧制，有一个轧机没有压下量。为了控制细小TiC回溶，同时抑制Ti4C2S2和液析TiN的粗化长大，因此优选的是，上述步骤b中，铸坯加热温度为1260±20℃，保温100-180min。为了控制TiC形变诱导析出量，优选的是，经过7个精轧机机组5-7道次连轧，F7变形量8％-15％，后3机架累计变形量20％-35％，精轧终轧温度为830-890℃。为了控制基体组织的均匀性，因此优选的是，采用双段冷却，终轧结束后，采用快速冷却至铁素体区，以60-100℃/s的速率快速冷却至600-700℃；然后进行空冷，控制铁素体转变量以及析出，空冷时间3-8s；再冷却至贝氏体，冷却速度为0-100℃/s，板带最终卷取温度为480-580℃。为了更好的控制钢材的化学成分，因此优选的是，上述步骤b和d中，轧制完成后均采用高压水除磷，水压为20MPa。下面通过实际的例子对本专利技术的技术方案和效果做进一步的说明。实施例本实施例提供了1组采用本专利技术制备方法制备的高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带及两组对比例，汽车大梁钢带板坯化学成分如表1所示。表1700MPa级热轧大梁钢板坯化学成分(wt.％)...

【技术保护点】
1.高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带，其特征在于，其化学成分按质量百分比为：C 0.02-0.06％，Si≤0.08％，Mn 1.0-2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，Ti 0.08-0.35％，N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质，其显微组织为铁素体90-98％和针状贝氏体2-10％，晶粒度等级为12-13级。/n

【技术特征摘要】
1.高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带，其特征在于，其化学成分按质量百分比为：C0.02-0.06％，Si≤0.08％，Mn1.0-2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，Ti0.08-0.35％，N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质，其显微组织为铁素体90-98％和针状贝氏体2-10％，晶粒度等级为12-13级。


2.如权利要求1所述的高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
a.按照高疲劳性能700MPa级热轧汽车大梁钢带的化学成分制备铸坯；
b.粗轧：将加热的铸坯轧制成板坯，对薄规格的板坯采用3+3模式粗轧，控制第一道次变形量≥20％，末道次变形量≥35％，累计变形量≥80％；对厚规格的板坯采用0+5模式粗轧，控制第一道次变形量≥20％，末道次变形量≥35％，后2机架累计变形量≥50％，累计变形量≥78％；
c.UFC中间坯冷却：将粗轧后的板坯快速冷却，以80-150℃/s速度冷却到930±20℃；
d.精轧：进行5-7道次连轧，控制最后一个机架变形量为8-15％，后3机架累计变形量20-35％。


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【专利技术属性】
技术研发人员：宋裕，叶晓瑜，靳阳，周磊磊，张维娜，王亮赟，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51