QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板及生产方法技术

本发明专利技术涉及QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板及生产方法，钢板中化学成分按重量百分计为：C 0.2％～0.28％、Si 0.75％～1.25％、Mn 1.6％～2.2％、Al 0.01％～0.07％、Cr≤0.8％、P≤0.008％、S≤0.005％、Ti 0.05％～0.1％、Nb 0.02％～0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。本发明专利技术经QP热处理后的车轮钢整体强度可以达到屈服强度≥800MPa，抗拉强度Rm≥1200MPa，延伸率A50≥12％。延伸率A50≥12％。延伸率A50≥12％。

【技术实现步骤摘要】
QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板及生产方法


[0001]本专利技术涉及热轧钢
，具体涉及一种QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板及生产方法。

技术介绍

[0002]随着汽车工业对节能、降耗、环保的要求日益严格。先进高强钢将被更广泛地应用于汽车制造业中以实现其轻量化的目标。
[0003]在重卡制造中，载货重卡每辆车多达24个车轮，车轮用钢采用更高强度级别的钢板将降低车身自重、节约能源并提高运载效率，在轻量化方面起到良好的示范应用效果。
[0004]汽车车轮的制造工艺采用旋压工艺，要求车轮钢具有良好的冷成形性，延伸率＞20％，此外还具有良好的延伸凸缘性、较高的疲劳强度和良好的焊接性能。目前更高级别的钢种无法达到所要求的强韧性匹配。由于强度和韧性的矛盾，当强度超过600MPa时车轮的旋压成形和应用就非常困难，因此高强钢在车轮制造中未能大规模推广应。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板及生产方法，本专利技术钢经QP热处理后抗拉强度≥1200MPa，塑性更好，延伸率A50≥12％。并且通过QP热处理的方法在成形后的车轮中引入残余奥氏体组织，提高了车轮零件的抗疲劳性能。另外，本专利技术采用罩式退火工艺，将旋压成形前的基料强度降至屈服强度≤580MPa，抗拉强度≤780MPa，延伸率A50≥22％，从而大大降低了旋压成形过程中的各种问题，包括由于强度太高造成的开卷困难，开卷断带，剪切落料脆裂，边部应力过高，损坏剪切加工刀刃，旋压成形跑偏等一系列问题，有非常好的实现性和经济性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0007]QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板，钢板中化学成分按重量百分计为：C 0.2％～0.28％、Si 0.75％～1.25％、Mn 1.6％～2.2％、Al 0.01％～0.07％、Cr≤0.8％、P≤0.008％、S≤0.005％、Ti 0.05％～0.1％、Nb 0.02％～0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
[0008]此外，该钢种各合金元素及对应含量设计原理如下：
[0009]C：碳是钢中最经济有效的固溶强化元素，是影响屈服强度和抗拉强度的主要因素之一，同时也是提高淬透性、形成马氏体与稳定奥氏体不可或缺的合金元素。钢中添加适量的碳含量不仅不会使塑性下降，而且因为碳在配分过程中向奥氏体中扩散，提高了奥氏体的稳定性使其在变形过程中发生TRIP效应，反而使其塑性大大提高，因此其含量不能过低，但是含量过高会引起钢的焊接性与成形性恶化，所以本专利技术将碳含量控制在0.2～0.28％。
[0010]Si：钢中加硅能提高钢质纯净度和脱氧，在钢中起固溶强化作用，还可以起到抑制碳化物析出的作用。在本专利技术中主要用于稳定残余奥氏体。Si分布在铁素体中，提高铁素体中碳的化学位，促使铁素体中的碳向奥氏体内部扩散，残余奥氏体中碳浓度升高，形成富碳
的残余奥氏体，增强TRIP效应。但硅含量过高，会导致轧后钢板表面出现红色氧化铁皮，恶化表面质量。损害钢种的焊接性能和涂覆性能，车轮用钢对钢板表面要求较高，因此本专利技术将硅含量控制在0.75％～1.25％。
[0011]Mn：锰是提高强度和韧性最有效的元素，也是本专利技术采用的重要合金元素之一。Mn属于典型奥氏体稳定化元素，可显著推迟珠光体和贝氏体转变，降低马氏体形成的临界冷速，从而显著提高钢的淬透性。另外Mn在钢中与S结合，形成MnS以防止钢产生热脆现象。但是高的Mn含量在推迟珠光体转变的同时，也会推迟铁素体析出，并且在钢的中心产生偏析，恶化其疲劳性能，这对车轮用钢来讲是极为不利的。因此本专利技术将Mn含量控制在1.6％～2.2％范围之内。
[0012]S：硫是钢中的杂质元素，如果硫含量过高，将会增加钢材的热脆倾向。钢中的S常以锰的硫化物形态存在，这种硫化物夹杂对钢的冲击韧性是十分不利的，并造成性能的各向异性，因此，需将钢中硫含量控制得越低越好。因此，将钢中硫含量控制在0.005％以下。
[0013]P：磷是钢中的杂质元素，如果磷含量过高，将会在钢坯凝固时析出Fe2P共晶组织并导致冷脆现象。因此磷元素的含量越低越好，实际生产时一般控制在0.008％以下。
[0014]Ti：钛是本专利技术采用的重要合金元素之一。钛能够发挥细化晶粒、改善强韧性的作用。另外Ti元素的添加有利于提高焊接性能。如果Ti元素含量过高，则会增加其粗大碳化物、氮化物夹杂物的数量，从而影响综合力学性能。因此钛含量应控制在0.050～0.10％。
[0015]铌：铌可显著提高钢的再结晶温度并实现晶粒细化。在热轧过程中铌的碳化物可阻碍形变奥氏体的再结晶。该元素的加入可进一步细化形成铁素体+珠光体的显微组织，提高钢的强韧性。本专利技术将铌的含量控制在0.02％～0.06％。
[0016]Cr：铬是本专利技术采用的重要合金元素之一。因为商用车车轮是采用厚规格钢板进行淬火，添加一定量的Cr元素可以有效的提高热处理过程中的淬透性，使得淬火后的车轮零件整体都能淬透。如果Cr含量过高，则会使得焊接过程中形成额外的含Cr的氧化物，不利于焊接接口塑性。因此将Cr的含量控制在≤0.80％。
[0017]所述热轧钢板厚度为4.0～12.0mm。是因为其既可以用于轮辋也适用于轮辐，一般商用车轮辐较厚，轮辋一般4.0～6.0mm，轮辐4～12mm。
[0018]所述热轧钢板的金相组织为晶粒尺寸细小的铁素体+珠光体组织；热轧钢板的力学性能为：热轧钢板的抗拉强度≤780MPa、屈服强度≤580MPa、延伸率≥22％。
[0019]QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板的生产方法，它包括冶炼、精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、层流冷却、卷取及罩式炉处理工艺，具体方法包括：
[0020]将厚度70～200mm的板坯在高温状态下、或者冷却到室温后装入加热炉，以1150～1250℃温度进行加热，保温时间1.5～2.5h，然后在轧机上进行多道次的轧制，中间坯厚度为35～45mm，热轧开轧温度1060～1120℃，热轧精轧温度为840～950℃，精轧总压下率≥85％，轧后冷却至卷取温度，卷取温度为650℃～750℃，得到热轧钢板；热轧终轧温度低于840℃时，晶粒容易形成粗细晶粒混合状态，使钢板的加工性能下降，终轧温度高于950℃时，所得到的晶粒过于粗大，钢板的力学性能下降。高温卷取有利于钢板热轧后的成形性能，因此选择卷取温度为650℃～750℃。由于本专利技术的技术方案中采用C配合Si、Mn的成分，经过热轧后钢板强度较高，进行下一步成形加工和旋压成形会比较困难，因此需要在冷轧前对钢卷进行罩式炉退火处理，当温度较低时，无法充分降低屈服强度，当罩式炉退火温度
过高时，又会造成晶粒粗大，降低钢板最终的力学性能。因此，热轧后钢卷进行罩式炉退火，其中退火温度为600～700℃，保温时间为6～12h；
[0021]QP热处理车轮的热处理方法，QP热处理车轮是采用1200MP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板，其特征在于，钢板中化学成分按重量百分计为：C 0.2％～0.28％、Si 0.75％～1.25％、Mn 1.6％～2.2％、Al 0.01％～0.07％、Cr≤0.8％、P≤0.008％、S≤0.005％、Ti 0.05％～0.1％、Nb 0.02％～0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板，其特征在于，所述热轧钢板厚度为4.0～12.0mm。3.根据权利要求1所述的QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板，其特征在于，所述热轧钢板的金相组织为铁素体+珠光体组织；热轧钢板的力学性能为：热轧钢板的抗拉强度≤780MPa、屈服强度≤580MPa、延伸率≥22％。4.如权利要求1所述的QP热处理车轮用1200MPa级热轧钢板的生产方法，其特征在于，具体方法包括：将厚度70～200mm的板坯装入加热炉，以1150～1250℃温度进行加热，保温时间1.5～2.5h，然后在轧机上进行多道次的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，耿志宇，周天鹏，薛晗，王静静，顾林豪，侯华兴，
申请(专利权)人：鞍钢集团北京研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：