本发明专利技术公开了一种抗拉强度５９０ＭＰａ级汽车大梁用钢及其制造方法。该钢各成分的重量百分比为：Ｃ：０．０７～０．１３、Ｓｉ：０．１０～０．３０、Ｍｎ：１．３０～１．６０、Ｐ≤０．０２５、Ｓ≤０．００８、Ａｌ：０．０１５～０．０７０、Ｎｂ：０．０２５～０．０５０、Ｔｉ：０．０２０～０．０４０，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质。其制造方法包括：铁水脱硫、转炉冶炼、合金化处理、真空处理、连铸、热连轧、层流冷却、卷取、精整的工艺步骤。经实践证明，本发明专利技术汽车大梁用钢的化学成分和机械性能稳定，冷成形性能和表面质量好，完全满足载重汽车和大型客货车新型车架结构的制造要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车用钢材，具体地指一种抗拉强度590MPa级汽车大梁用钢及其制 造方法。
技术介绍
载重汽车和大型客货车底盘的车架是采用汽车大梁用钢来制作，其车架组成分为 大梁(即纵梁)、衬梁、横梁、加强件以及加强板等，各零部件是采用冷冲压成形或滚压成形 方式，且其装配主要采用铆接方式。汽车大梁是汽车的承重件，也是汽车行驶过程中的安全 件。载重汽车和大型客货车大梁一般采用6 12mm的热轧钢板制造。随着我国汽车工业 以及交通、运输业的飞速发展，大吨位载重汽车和大型豪华客车需求量不断增加，为了减轻 汽车自重，达到节约能源、减轻环境污染并提高运载效率的目的，提高钢板强度是实现汽车 轻量化的重要手段和方法。在国内外，现阶段多是采用添加一定量的微合金化元素(Nb、V、 Ti)来提高钢板的强度。大梁钢作为大型客货车的安全承载件，对其强度和成形性等方面有 很高的要求，国内各大钢厂均已开展了相关的技术研究工作。但是，各大钢厂在开发生产大 梁钢时，其采用的合金元素、添加量及生产工艺都不尽相同，这也和各大钢厂的生产装备、 工艺技术和原材料等有关。目前，抗拉强度510MPa级大梁钢的生产技术已相当成熟，应用 非常广泛，相关的研究报道也很多，但是，抗拉强度590MPa级大梁钢的研究报道相对较少。 在大型载重车车架设计中，为了提高车架总成的承载能力，在采用抗拉强度为 510MPa级的大梁钢设计制作时，车架纵梁除采用内加强板外(衬梁)，还增加了外上和外下 加强板的加强结构。而现在，当采用抗拉强度为590MPa级的大梁钢后，在车架总成设计中 取消了外上和外下加强板，进一步减轻了车架总成的重量，提高了大型货车的承载能力。 国内各汽车制造企业对590MPa级汽车大梁用钢的性能要求是下屈服强度 > 450MPa ;抗拉强度Rm > 590MPa ;伸长率A > 20%;宽冷弯(b = 35mm)性能良好(d = la)。为了达到该性能要求，钢材生产企业面临急需解决的技术问题是(l)在钢种的化学 成分设计中，既要保证热轧钢板的高强度，又要保证钢板具有较高的拉延性能和良好的低 温韧性；(2)在冶炼工艺设计上，从保证钢质和提高钢的纯净度入手，并进一步降低钢中硫 含量，确定出合理的脱氧合金化顺序及炉外精炼工艺；(3)在热连轧工艺设计上，要充分发 挥出所加入微合金化元素的作用，确定出合理的控制轧制和控制冷却工艺，确保成品钢板 的优异综合机械性能匹配；(4)要确保冲压件的装配性能，钢板要具有高的尺寸精度和表 面质量，以及制造过程中零件的形状保持性良好。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对我国汽车大梁用钢的性能要求，开发出一种抗拉强度590MPa 级汽车大梁用钢及其制造方法。该钢具有很高的强度、良好的塑性和低温韧性、优良的冷冲 压和滚压成型以及疲劳性能、高的尺寸精度和表面质量。 为实现上述目的，本专利技术所设计的抗拉强度590MPa级汽车大梁用钢，其化学成分按重量百分数计为:C :0. 07 0. 13、 Si :0. 10 0. 30、 Mn :1. 30 1. 60、 P《0. 025、 S《0. 008、 Al :0. 015 0. 070、 Nb :0. 025 0. 050、 Ti :0. 020 0. 040，余量为Fe及不可避免的杂质。 本专利技术的抗拉强度590MPa级汽车大梁用钢制造工艺流程包括铁水脱硫、转炉冶炼、合金化处理、真空处理、连铸、热连轧、层流冷却、巻取、精整的步骤，其中 所述合金化处理时依次加入硅钡钙铝铁、硅铁、锰铁、铌铁，使钢中相应的成分达到本专利技术钢的要求； 所述真空处理时加入钛铁，使Ti的成分达到本专利技术钢的要求； 所述热连轧时，板坯加热温度控制在1180 1220°C ，粗轧结束温度控制在1040 108(TC，精轧终轧温度控制在840 880°C ; 所述层流冷却是采用前段层流冷却的方式； 所述巻取温度为580 620°C 。 进一步的，所述层流冷却时冷却水的水温控制为10 35°C ，控制冷却速度为20 50°C /s。 下面对本专利技术的热轧钢板的化学成分和制备工艺进行说明。 (1)化学成分 碳是廉价的固溶强化元素。如果其含量超过0. 20%，则冲压成形性会降低；如果 其含量小于0. 07%，则不能满足材料对强度的要求，所以，本专利技术将其含量限定在0. 07 0. 13%范围。 硅是廉价而有效的钢液脱氧元素。是为了维持母材强度、进行预脱氧而添加的，如 果其含量小于O. 10%，则不能发挥其效果；如果其含量超过O. 60%，则会恶化热轧钢板的 表面质量，所以，将其含量限定在O. 10 0. 30%范围。 锰是提高强度和韧性最有效的元素，可改善钢的强度和延伸平衡性。但是添加 多量的锰，会导致增加钢的淬透性，鉴于此，将其上限定为1.60%，所以，将其含量限定在1. 30 1. 60%范围。 磷是钢中的有害元素，易引起铸坯中心偏析，为了避免冷弯成形性能、韧性发生恶 化，设定其含量上限为O. 025%。 硫是非常有害的元素。钢中的硫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。基于对钢板冷弯成形工艺和制造成本的考虑，拟将钢中硫含量控制在0. 008%以下。 铝是为了脱氧而添加的，当Als含量不足0.010X时，不能发挥其效果；另一方面， 由于添加多量的铝容易形成氧化铝团块，所以，规定Als上限为0.070%。因此，Als含量限 定在0. 015 0. 070%范围。 铌能在热机械加工中细化晶粒、降低奥氏体向铁素体的转变温度和析出强化，因此钢中添加微量合金元素铌能够便于控制轧制的进行，并提高钢板的强度和韧性。所以，综合钢板力学性能及成本等方面的考虑，将其含量限定在0. 025 0. 050%范围。 钛可细化晶粒和提高钢的强度与韧性，因为影响大梁钢冷弯性能的主要因素是硫化锰夹杂的形态和数量，对钢进行微钛处理，可以改变硫化物的形貌，显著提升钢板冷弯性能。当其含量不足0.005%时，不能发挥其效果；另一方面，加入的钛过多时，则会由于4生成过剩的碳化钛而导致韧性恶化，所以规定其上限为0. 040 % 。所以，将其含量限定在 0. 020 0. 040%范围。 (2)制备工艺 按照铁水经脱硫、转炉冶炼后进行合金化处理，所述合金化处理是在转炉出钢1/3 时依次加入硅钡钙铝铁、硅铁、锰铁、铌铁，出钢2/3时，加入完毕，真空处理时或钢包炉硅 钙处理时加入钛铁。 采用连铸方法进行浇铸时，其板坯可采用冷送或热送的方式送到热轧厂，采用在 线直接控制轧制和控制冷却工艺进行轧制。所述控制轧制和控制冷却是控制本专利技术钢的奥 氏体晶粒长大与微合金碳(氮)化铌和碳(氮)化钛固溶；高温奥氏体临界变形与再结晶 晶粒细化；形变诱导碳(氮)铌和碳(氮)化钛析出与提高再结晶温度；低温奥氏体变形 叠加并使铁素体富化生核；动态A^变迁与双相区变形时亚晶及织构形成；微合金碳(氮) 化合物弥散沉淀，最终使具有本专利技术化学成份的钢达到抗拉强度^ 590MPa级汽车大梁用 钢的要求，并获得优良的综合性能。采用控制轧制和控制冷却的优点是大幅提高了钢板的 性能合格率；简化生本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗拉强度５９０ＭＰａ级汽车大梁用钢，其特征在于：该钢中各化学成分按重量百分数计为：Ｃ：０．０７～０．１３、Ｓｉ：０．１０～０．３０、Ｍｎ：１．３０～１．６０、Ｐ≤０．０２５、Ｓ≤０．００８、Ａｌ：０．０１５～０．０７０、Ｎｂ：０．０２５～０．０５０、Ｔｉ：０．０２０～０．０４０，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周祖安，彭涛，谢华，孔勇江，赵江涛，谢懋亮，黎静，陈方玉，曾萍，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。