本发明专利技术公开了一种抗拉强度540MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢及其生产方法。该钢的化学成分按重量百分数计为：C：0.10～0.15%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.50～1.0%，P：0.03～0.05%，S≤0.008%，Nb：0.01～0.05%，Al：0.01～0.06%，余量为Fe及不可避免的杂质。其生产方法包括转炉冶炼、真空处理、连铸、铸坯加热、粗轧、精轧、冷却、卷取的步骤。实践证明，该钢的扩孔翻边性能、冲压成形性能和焊接性能优良，能适用于汽车车轮、底盘等结构件，同时，其生产方法工艺流程简单，成本低廉。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种。该钢的化学成分按重量百分数计为：C：0.10～0.15%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.50～1.0%，P：0.03～0.05%，S≤0.008%，Nb：0.01～0.05%，Al：0.01～0.06%，余量为Fe及不可避免的杂质。其生产方法包括转炉冶炼、真空处理、连铸、铸坯加热、粗轧、精轧、冷却、卷取的步骤。实践证明，该钢的扩孔翻边性能、冲压成形性能和焊接性能优良，能适用于汽车车轮、底盘等结构件，同时，其生产方法工艺流程简单，成本低廉。【专利说明】
本专利技术涉及汽车用钢
，具体地指一种。
技术介绍
随着汽车工业的快速发展，汽车排放对环境污染的影响日益突出，节能减排刻不容缓，汽车轻量化是汽车节能减排的有效手段。车轮作为高速旋转的部件，其轻量化节能是其它零部件的1.5倍左右，效果尤为显著。汽车车轮、底盘等部件由于其复杂的成形、翻边、扩孔工序而要求材料具有高成性能、高翻边性能。目前国内乘用车钢质车轮、底盘结构件主要使用低合金高强钢，其中车轮轮辐件部分使用铁素体/马氏体双相钢(DP钢)，实际生产中由于低合金高强钢和DP钢的扩孔性能较低，因此在扩孔翻边工序中常出现开裂，影响生产效率和成材率，而且，若车轮上存在未被发现的细小裂纹，对车辆行驶会造成严重的安全隐患。与传统材料低合金高强钢、DP钢相比，热轧铁素体贝氏体钢(FB钢)具有高强度和良好冷成形性的配合、良好的扩孔、焊接及疲劳性能，是汽车车轮和底盘结构件等部件用热轧高强度钢板的理想材料。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种，该钢的扩孔翻边性能、冲压成形性能和焊接性能优良，能适用于汽车车轮、底盘等结构件，同时，其生产方法工艺流程简单，成本低廉。实现上述目的，本 专利技术的抗拉强度540MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢，其化学成分按重量百分数计为:C:0.10 ~0.15%, Si:0.10 ~0.50%, Mn:0.50 ~1.0%, P:0.03 ~0.05%,S大于0.008%, Nb:0.01~0.05%, Al:0.01~0.06%，余量为Fe及不可避免的杂质。进一步地，其化学成分按重量百分数计为:C:0.11~0.13%，S1:0.33~0.39%，Mn:0.57 ~0.93%, P:0.036 ~0.044%, S^0.004%, Nb:0.015 ~0.039%, Al:0.03 ~0.05%,余量为Fe和不可避免的杂质。再进一步地，它的金相组织为多边形铁素体和贝氏体，其中，铁素体的体积含量为60~85%,贝氏体的体积含量为15~40%。本专利技术的抗拉强度540MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢的生产方法，按通常纯净钢工艺进行，包括转炉冶炼、真空处理、连铸、铸坯加热、粗轧、精轧、冷却、卷取的步骤，其特殊之处在于:所述转炉冶炼时，出钢温度为1680~1700°C ;所述真空处理时间为12~17min ；所述连铸时，控制拉坯速度为0.9~1.2m/min ;所述铸坯加热时，加热至1230~1290°C，保温60~90min ;所述粗轧时，控制其结束温度在1040~1100°C，控制压下率> 75% ;所述精轧时，控制其终轧温度在840~880°C，总压下率> 75% ;所述卷取时，卷取温度控制在430 ~490O。进一步的，所述冷却时，前段层流冷却速，冷却度控制在80~120°C /s，冷却停止温度为620~690°C;中段空冷，空冷速度3~8°C /s，空冷时间为5~IOs ;后段层流冷却，冷却速度控制在80~110°C /S。更进一步的，所述精轧时，采用7机架进行精轧。再进一步的，所述粗轧的压下率控制为> 85% ;所述精轧的压下率控制为> 85%。本专利技术抗拉强度540MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢中各元素含量控制的机理及作用如下:碳是最廉价的固溶强化元素，影响FB钢中贝氏体的体积分数和含碳量，从而对FB钢的强度有重要影响。如果其含量小于0.10%，则不能满足材料强度的要求，如果随着碳含量的提高，则冲压成形性和焊接性会降低，因此在保证强度的前提下采用较低碳含量，所以，将其含量限定在0.10~0.15%范围，优选为0.11~0.13% 。硅可以通过固溶强化提高钢材强度，还可抑制碳化物的析出，避免珠光体相的出现。如果其含量小于0.10%，则不能发挥其效果；如果其含量超过0.50%，则会恶化热轧钢板的表面质量和焊接性能，所以，将其含量限定在0.10~0.50%范围，优选为0.33~0.39%。锰是有效的固溶强化和促进贝氏体生成元素，为了发挥其效果，必须添加0.5%以上。但是添加多量的锰，会导致钢的塑性下降，因此在保证强度的前提下，减少Mn的添加量，所以将Mn含量限定在0.50~1.0%范围，优选为0.57~0.93%。磷是良好的固溶强化元素，能提高钢的淬透性，有利于得到片层较薄的贝氏体相，如果含量在0.03%以下不能发挥效果，但P添加量高于0.05%时，易由于偏析严重造成冲压成形性能、韧性、二次加工性能发生恶化，因此，将P含量限定在0.03~0.05%范围，优选为0.036 ~0.044%O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。基于对钢板冲压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，优选为控制在0.004%以下。铌是非常有效的细化晶粒、提高强度和韧性元素。可以通过抑制轧制变形后的再结晶奥氏体晶粒的长大，冷却后得到晶粒细小的铁素体等组织，提闻钢的强度和朝性。此外析出的NbC，有利于钢材强度的提高。Nb含量低于0.01%时，NbC析出不足，当含量高于0.05%时强化效果接近饱和，且合金成本升高。因此将Nb元素的含量限定在0.01~0.05%,优选为0.015~0.039%。铝是为了脱氧而添加的，当Al含量不足0.01%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Al上限为0.06%。因此，Als含量限定在0.01~0.06%范围，优选为:0.03~0.05%。本专利技术钢采用简单的成分设计，不使用较为昂贵的T1、V、Mo等合金元素，具有明显的成本优势。而且本专利技术的生产过程中用RH真空处理，合适的处理时间能在较低的真空处理成本下有效去除钢中气体元素并对钢水温度进行精确调整，并在此过程中进行合金元素的精确控制；连铸过程中拉坯速度的选择在综合考虑生产效率和夹杂物充分上浮的前提下进行优选，钢种夹杂物极少不会对生产的汽车车轮等结构件的安全性能造成影响；铸坯的加热温度和时间的优选可以保证铸坯组织奥氏体化均匀和合金元素的充分固溶，对钢材的室温组织晶粒度和力学性能有显著影响；热轧工艺和其后的冷却过程是本专利技术钢室温组织和力学性能的决定性过程。本专利技术热轧后采取水冷+空冷+水冷的冷却模式，无需复杂的热处理工序，该冷却方式可以获得合适比例和形态的铁素体与贝氏体组织，从而得到具有优异扩孔性能和力学性能的钢材，整个生产工艺相对简单，易于生产。本专利技术通过采取上述的成分和生产过程中的冶炼、连铸、加热、轧制及冷却方式组合，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗拉强度540MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢，其特征在于：它的化学成分按重量百分数计为：C：0.10～0.15%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.50～1.0%，P：0.03～0.05%，S≤0.008%，Nb：0.01～0.05%，Al：0.01～0.06%，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：刘永前，赵江涛，陈宇，赵如意，刘斌，徐浩，钟定忠，周祖安，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：
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