【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于非调钢领域，属于汽车锻件用非调钢，具体涉及一种nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢及其制造工艺和应用，适用于制造大规格高品质汽车零部件用钢。
技术介绍
1、非调质钢因其取消调质处理从而降低碳排放的特点而成为绿色化制造的关注重点。据统计就，每调质处理一公斤调质钢需要消耗电量约为0.19kwh，排放co2约0.1976公斤，以卡车为例，每辆卡车用钢量约为10吨，每制造一辆卡车可以减少co2排放1.98吨，约占车辆制造过程中碳排放的60％。同时，调质处理过程中产生油液污染、水源污染等污染问题突出，而且零件淬火过程中的淬火变形、氧化脱碳等也会导致零件成品率低，这导致调质钢零件生产成本低，环境压力大。因此，用非调质钢代替调质钢制造汽车零部件是未来汽车零部件制造的关键材料之一，也有利于提升企业综合竞争力。
2、传统的非调质钢为铁素体-珠光体型非调质钢，通过加入大量的微合金元素(nb、v)，以获得较高的力学性能，但是其抗拉强度约为900mpa。马氏体型非调质钢中合金元素含量高，工艺窗口窄导致大规模工艺生产匹配性差，难以大规模生产应用。而贝氏体型非调质钢以其良好的强韧性和合金成本低等优点而成为未来汽车及工程机械零部件用非调质钢的重点关注方向。
3、传统的贝氏体非调质钢通常通过nb、ti、v等微合金元素进行强化，以提高其强度和韧性。2020年5月8日公开的中国专利cn111118403a公开了一种ti微合金化高强韧性贝氏体非调质钢及其控锻控冷工艺和生产工艺，成分为：c0.20-0.30％、si 0.20-0
4、≥700mpa，断后伸长率≥18％，室温冲击功ku2≥65j。2023年3月7日公开的中国专利cn 115747639a公布了一种贝氏体非调质钢材料、转向节以及制备方法，其包含按重量百分比计的以下组分：c：0.33％～0.37％，si：0.15％～0.35％，mn：1.9％～2.05％，p≤0.03％，s：0.04％～0.07％，cr：0.20％～0.50％，v：0.20％～0.30％；其抗拉强度为900mpa～1050mpa，非比例延伸强度为700mpa～800mpa，断裂伸长率为13％～18％，断面收缩率为38％～50％。但是上述专利抗拉强度较低，无法满足零件轻量化需求。
5、此外，控锻控冷工艺也是决定非调质钢性能的另一重要因素。传统贝氏体非调质钢采用锻后急冷进行材料组织与性能控制。上述公开的中国专利cn111118403a，其技术方案锻后采用强风冷处理，冷却速率为0.8℃/s～2.4℃/s；中国专利cn 115747639a公开的技术方案，冷却速度控制在1.0℃/s～1.5℃/s。这零件生产过程中，受限于零件结构和气体流动的复杂性，强风处理无法保证零件性能的一致性和批量生产的稳定。
6、传统的贝氏体非调质钢主要面临两个难点：一、合金成本与性能之间难以达到平衡点，较高的微合金元素导致成本与调质钢成本差异不大；二、零件性能一致性较差，锻造工艺窗口窄，锻后冷却条件苛刻等问题导致零件批次化生产后零件性能波动大。
7、综上所述，传统贝氏体非调质钢抗拉强度较低，且技术特点导致材料推广应用较困难，锻后冷却条件苛刻，性能波动大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢及其制造工艺，通过成分设计，成本低；配合生产方法，产品抗拉强度1200mpa～1300mpa，屈服强度900～990mpa，断后伸长率≥14％，断面收缩率≥47％，屈强比≥0.75，室温冲击功(ku2)≥80j，旋弯疲劳强度≥550mpa。生产方法中，锻造后空冷至室温，工艺简单稳定可控，批次化生产后零件性能稳定。
2、本专利技术还有一个目的在于提供一种nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的应用，用于汽车制造，尤其用于制造大规格高品质汽车零部件。
3、本专利技术具体技术方案如下：
4、一种nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢，包括以下质量百分比成分：c：0.23～0.30％，si：0.50～1.00％，mn：1.60-2.20％，cr：0.20～0.40％，al：0.030～0.050％，p：≤0.010％，s：0.020～0.050％，ti：0.030～0.070％，nb：0.03～0.05％，t.o：8～12ppm，[n]：30～60ppm，其余为fe和不可避免的杂质元素。
5、所述nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的成分还满足：x值
6、＝30×c+10×si+30×mn+15×s+20×cr+10×al+40×ti+30×v+20×nb+35×t.o，x值≤500。
7、x值计算时，其中c、si、mn、s、cr、al、ti、v和nb单位为wt％，t.o单位为ppm；请以上单位前的数值直接带入公式计算。
8、所述nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的组织为板条贝氏体+m/a岛，m/a岛尺寸≤10μm，贝氏体面积比含量≥90％。
9、所述nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的抗拉强度1200mpa～1300mpa，屈服强度900～990mpa，断后伸长率≥14％，断面收缩率≥47％，屈强比≥0.75，室温冲击功(ku2)≥80j，旋弯疲劳强度≥550mpa。
10、本专利技术提供的一种nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的制造工艺，包括锻造和锻后空冷。
11、所述锻造，加热温度1100～1250℃，始锻温度1000～1200℃，终锻温度800～1000℃；
12、优选的，锻后空冷至200～400℃，然后堆冷至室温。
13、进一步的，所述制造工艺还包括冶炼、精炼、rh真空处理、连铸和轧制；
14、所述冶炼，通过电炉/转炉冶炼，降低钢中p含量≤0.010％；
15、所述rh真空处理，利用rh真空脱气过程中吹气量的适量控制，调整氧含量至目标值8～12ppm。通过真空脱气过程中氧含量的控制，提升齿轮钢的材料强韧性。
16、所述轧制，圆钢加热温度≥1230℃，加热时间≥200min；开轧温度≥1180℃，终轧温度700～950℃，轧后采用保温罩或进入缓冷坑缓冷。
17、本专利技术提供的一种nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的应用，用于汽车制造，尤其用于制造大规格高品质汽车零部件。
18、本专利技术设计思路如下：
19、c：c是钢中最基本的元素，是保证钢材获得较高的强度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Nb-Ti微合金化低成本贝氏体非调质钢，其特征在于，所述Nb-Ti微合金化低成本贝氏体非调质钢包括以下质量百分比成分：
2.根据权利要求1所述的Nb-Ti微合金化低成本贝氏体非调质钢，其特征在于，所述Nb-Ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的成分还满足：X值＝30×C+10×Si+30×Mn+15×S+20×Cr+10×Al+40×Ti+30×V+20×Nb+35×T.O，X值≤500；X值计算时，其中C、Si、Mn、S、Cr、Al、Ti、V和Nb单位为wt％，T.O单位为ppm。
3.根据权利要求1或2所述的Nb-Ti微合金化低成本贝氏体非调质钢，其特征在于，所述Nb-Ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的组织为板条贝氏体+M/A岛，M/A岛尺寸≤10μm，贝氏体面积比含量≥90％。
4.根据权利要求1或2所述的Nb-Ti微合金化低成本贝氏体非调质钢，其特征在于，所述Nb-Ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的抗拉强度
5.一种权利要求1-4任一项所述Nb-Ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的制造工艺，其特征在于，所述制造工艺包括锻造
6.根据权利要求5所述的制造工艺，其特征在于，所述锻造，加热温度1100～1250℃，始锻温度1000～1200℃，终锻温度800～1000℃。
7.根据权利要求5或6所述的制造工艺，其特征在于，锻后空冷至200～400℃，然后堆冷至室温。
8.根据权利要求5或6所述的制造工艺，其特征在于，所述制造工艺包括轧制，所述轧制，圆钢加热温度≥1230℃，加热时间≥200min；开轧温度≥1180℃，终轧温度700～950℃，轧后采用保温罩或进入缓冷坑缓冷。
9.一种权利要求1-4任一项所述Nb-Ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的应用，其特征在于，用于汽车制造。
...【技术特征摘要】
1.一种nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢，其特征在于，所述nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢包括以下质量百分比成分：
2.根据权利要求1所述的nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢，其特征在于，所述nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的成分还满足：x值＝30×c+10×si+30×mn+15×s+20×cr+10×al+40×ti+30×v+20×nb+35×t.o，x值≤500；x值计算时，其中c、si、mn、s、cr、al、ti、v和nb单位为wt％，t.o单位为ppm。
3.根据权利要求1或2所述的nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢，其特征在于，所述nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢的组织为板条贝氏体+m/a岛，m/a岛尺寸≤10μm，贝氏体面积比含量≥90％。
4.根据权利要求1或2所述的nb-ti微合金化低成本贝氏体非调质钢，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪开忠，胡芳忠，高振波，金国忠，杨少朋，王雅倩，陈世杰，何孝雨，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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