高扩孔率汽车大梁用钢420l的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车结构钢板，尤其是一种高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法。
【背景技术】
[0002]汽车大梁钢主要用于制造皮卡和卡车的横梁和纵梁，是汽车结构配件中质量要求最为严格的材料之一。大梁的质量影响整车的使用寿命与行车安全，因此除常规的结构强度性能要求外，汽车大粱钢还必须具备良好的成型性能、抗凹陷性能、足够的结构刚度和焊接性能。进入21世纪以来，经济的高速增长，加速了汽车工业的发展，随着我国汽车工业迅速发展，汽车用钢量也在不断增加，同时为满足复杂汽车构件的冲压需求，开发具有高扩孔性能的汽车大梁用钢，显得尤为重要。目前国内汽车大梁钢420L的主要扩孔性率在80%左右，难以满足高冲压成型性能要求的汽车大梁。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明包括炼钢步骤和热轧步骤，所述炼钢步骤出钢水化学成分的重量百分比为:C 0.06?0.08，Mn L 10?L 20，S彡0.008，P彡0.020，Si ( 0.10，Als 0.015?0.035，N彡0.0050，其余为铁和不可避免的杂质；
所述热轧步骤包括加热工序、乳制工序和冷却工序；
所述冷却工序:带钢在835± 15°C进入第一组层冷，以50?80°C /s的速度快速冷却至690±20°C;然后在该温度范围空冷2.3?2.8s ;最后带钢进入第二组层冷，以20?40°C /s的速度冷至卷取温度460°C ±20°C。
[0005]本发明所述轧制工序:粗轧开轧温度1080?1130 °C ;精轧开轧温度10400C ±20°〇，终轧温度 850±15°〇。
[0006]本发明所述轧制工序中，乳后钢板厚度为2.0?4.0mm。
[0007]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明采用C、Mn、Si等成分元素，通过分段冷却工艺生产厚度规格(2?4.0mm)的汽车大梁用钢420L ;满足高成型性能的发展需要，采用较少的合金加入量，可产生极大的经济效益。
[0008]本发明利用TMCP的生产原理，通过分段冷却工艺生产，具有生产控制难度小的特点。
[0009]本发明钢及其制造方法与现有钢种相比，在与常规生产工艺成分相同的情况下，主要应用分段冷却的生产方法生产一种高扩孔性能的汽车大梁用钢420L，其具有良好的成形、焊接和疲劳性能。本发明采用薄板坯连铸连轧生产工艺，层流冷却可实现15?120°C /s的冷却能力和两段冷却工艺，可实现不同组织及组织形态的控制；该工艺生产的420L抗拉强度Rm > 440MPa，屈服强度Rel > 370 MPa延伸率A50 > 37%，扩孔率> 100%。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0011]图1是本发明生产的420L的典型金相组织图。
【具体实施方式】
[0012]本高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法包括炼钢步骤和热轧步骤，其工艺条件如下所述:
(I)所述炼钢步骤:高炉铁水一顶底复吹转炉一LF精炼一连铸；采用纯净钢的冶炼工艺，出钢化学成分的重量百分比为:C 0.06?0.08，Μη 1.10?1.20，S彡0.008，P彡0.020，Si ( 0.10，Als 0.015?0.035，N彡0.0050，其余为铁和不可避免的杂质。
[0013](2)热轧步骤:包括加热工序、乳制工序和冷却工序；应用控制轧制、分段冷却工艺生产，工艺过程为:
Α、加热工序:连铸的板坯加热温度为1180?1230°C ；
B、轧制工序:粗轧开轧温度1080?1130°C，经五道次粗轧后进入热卷箱卷取，除鳞后经七机架热连轧，并采用润滑轧制；精轧开轧温度1040°C ±20°C，终轧温度850±15°C ；
C、冷却工序:经精轧机组轧制后的带钢在835±15°C进入第一组层冷，以50?80°C/s的速度快速冷却至690±20°C;然后在该温度范围空冷2.3?2.8s ;最后带钢进入第二组层冷，以20?40 °C /s的速度冷至460 °C ±20°C进行卷取。
[0014]图1为本方法生产的汽车大梁用钢420L的典型金相组织200X，组织经硝酸酒精侵蚀后，其中黑色部分为贝氏体，灰色部分为铁素体，晶粒度等级为11级。
[0015]实施例1:本高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法的具体工艺如下所述。
[0016](I)炼钢步骤:出钢铁水化学成分的重量百分比为:C 0.07，Mn 1.15，S 0.005，P0.010，Si 0.08，Als 0.025，N 0.0040，其余为铁和不可避免的杂质。
[0017](2)热轧步骤:A、加热工序:板坯加热温度为1180?1200°C ；
B、轧制工序:将板坯粗轧的开轧温度控制在1080?1100°C ;精轧开轧温度1030 ± 10°C，终轧温度为850 ± 10°C，乳制钢板厚度为3.0mm ；
C、层流冷却采用两段冷却工艺，冷却工序为:带钢在835±10°C进入第一组层冷，以600C /s的速度快速冷却至680?700°C ;然后在该温度范围空冷2.5s ;最后带钢进入第二组层冷，以30 °C /s的速度冷至460?470 °C进行卷取。
[0018]本汽车大梁用钢420L经测试，其实际力学性能为:抗拉强度Rm:455MPa ;屈服强度 Rel:380MPa ;延伸率 A50:40% ;扩孔率:125%。
[0019]实施例2:本高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法的具体工艺如下所述。
[0020](I)炼钢步骤:出钢铁水化学成分的重量百分比为:C 0.06，Mn 1.10，S 0.006，P
0.015，Si 0.05，Als 0.030，N 0.0045，其余为铁和不可避免的杂质。
[0021](2)热轧步骤:A、加热工序:板坯加热温度为1210?1230°C ；
B、轧制工序:将板坯粗轧的开轧温度控制在1100±10°C;精轧开轧温度1040±10°C，终轧温度为845?865 °C ;轧制钢板厚度为2.0mm ；
C、层流冷却采用两段冷却工艺，冷却工序为:带钢在840±10°C进入第一组层冷，以800C /s的速度快速冷却至680?700°C ;然后在该温度范围空冷2.8s ;最后带钢进入第二组层冷，以40 °C /s的速度冷至470?480 °C进行卷取。
[0022]本汽车大梁用钢420L经测试，其实际力学性能(横向)为:抗拉强度Rm:465MPa ;屈服强度Rel:382MPa ;延伸率A50:44 % ;扩孔率:130%。
[0023]实施例3:本高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法的具体工艺如下所述。
[0024](I)炼钢步骤:出钢铁水化学成分的重量百分比为:C 0.08，Mn 1.20，S 0.008，P0.020，Si 0.1，Als 0.030，N 0.0050，其余为铁和不可避免的杂质。
[0025](2)热轧步骤:A、加热工序:板坯加热温度为1200?1210°C ；
B、轧制工序:将板坯粗轧的开轧温度控制在1090±10°C;精轧开轧温度1040±10°C，终轧温度为850± 15°C ;轧制钢板厚度为4.0mm ；
C、层流冷却采用两段冷却工艺，冷却工序为:带钢在820?840°C进入第一组层冷，以500C /s的速度快速冷却至680?700°C ;然后在该温度范围空冷2.3s ;最后带钢进入第二组层冷，以20 °C /s的速度冷至450?460 °C进行卷取。
[0026]本汽车大梁用钢420L经测试，其实际力学性能为:抗拉强度Rm:465MPa ;屈服强度 Rel:376MPa ;延伸率 A50:41% ;扩孔率:118%。
[0027]实施例4:本高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法的具体工艺如下所述。
[0028](I)炼钢步骤:出钢铁水化学成分的重量百分比为:C 0.07，Mn 1.12，S 0.005，P0.017，Si 0.06，Als 0.015，N 0.0028，其余为铁和不可避免的杂质。
[0029](2)热轧步骤:A、加热工序:板坯加热温度为1220?1230°C ；
B、轧制工序:将板坯粗轧的开轧温度控制在1120?1130°C;精轧开轧温度1050?1060°C，终轧温度为845?855°C ;轧制钢板厚度为2.5mm ；
C、层流冷却采用两段冷却工艺，冷却工序为:带钢在830?840°C进入第一组层冷，以700C /s的速度快速冷却至670?680°C ;然后在该温度范围空冷2.4s ;最后带钢进入第二组层冷，以25 °C /s的速度冷至440?450 °C进行卷取。
[0030]本汽车大梁用钢420L经测试，其实际力学性能为:抗拉强度Rm:450MPa ;屈服强度 Rel:372MPa ;延伸率 A50:43% ;扩孔率:135%。
[0031]实施例5:本高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法的具体工艺如下所述。
[0032](I)炼钢步骤:出钢铁水化学成分的重量百分比为:C 0.07，Mn 1.16，S 0.007，P
0.008，Si 0.09，Als 0.035，N 0.0036，其余为铁和不可避免的杂质。
[0033](2)热轧步骤:A、加热工序:板坯加热温度为1200?1210°C ；
B、轧制工序:将板坯粗轧的开轧温度控制在1090?1100°C;精轧开轧温度1020?1030°C，终轧温度为835?845°C ;轧制钢板厚度为3.5mm ；
C、层流冷却采用两段冷却工艺，冷却工序为:带钢在825?835°C进入第一组层冷，以
60.50C /s的速度快速冷却至700?710°C ;然后在该温度范围空冷2.7s ;最后带钢进入第二组层冷，以35 °C /s的速度冷至455?465 °C进行卷取。
[0034]本汽车大梁用钢420L经测试，其实际力学性能为:抗拉强度Rm:458MPa ;屈服强度 Rel:379MPa ;延伸率 A50:42% ;扩孔率:125%。
【主权项】
1.一种高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法，其包括炼钢步骤和热轧步骤，其特征在于，所述炼钢步骤出钢水化学成分的重量百分比为:C 0.06?0.08，Mn 1.10?1.20，S 彡 0.008，P 彡 0.020，Si ( 0.10，Als 0.015 ?0.035，N 彡 0.0050，其余为铁和不可避免的杂质； 所述热轧步骤包括加热工序、乳制工序和冷却工序； 所述冷却工序:带钢在835± 15°C进入第一组层冷，以50?80°C /s的速度快速冷却至690±20°C;然后在该温度范围空冷2.3?2.8s ;最后带钢进入第二组层冷，以20?40°C /s的速度冷至卷取温度460°C ±20°C。2.根据权利要求1所述的高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法，其特征在于，所述轧制工序:粗轧开轧温度1080?1130°C ;精轧开轧温度1040°C ±20°C，终轧温度850±15°C。3.根据权利要求1或2所述的高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法，其特征在于:所述轧制工序中，乳后钢板厚度为2.0?4.0mm。
【专利摘要】本发明公开了一种高扩孔率汽车大梁用钢420L的生产方法，其包括炼钢步骤和热轧步骤，所述炼钢步骤出钢水化学成分的重量百分比为：C 0.06～0.08，Mn 1.10～1.20，S≤0.008，P≤0.020，Si≤0.10，Als 0.015～0.035，N≤0.0050，其余为铁和不可避免的杂质；所述热轧步骤包括加热工序、轧制工序和冷却工序；所述冷却工序：带钢在835±15℃进入第一组层冷，以50～80℃/s的速度快速冷却至690±20℃；然后在该温度范围空冷2.3～2.8s；最后带钢进入第二组层冷，以20～40℃/s的速度冷至卷取温度460℃±20℃。本方法采用C、Mn、Si等成分元素，通过分段冷却工艺生产厚度规格的汽车大梁用钢420L，附图为所述420L的金相组织；满足高成型性能的发展需要，采用较少的合金加入量，可产生极大的经济效益。
【IPC分类】C22C38/06, C21D8/02
【公开号】CN104988386
【申请号】CN201510344354
【发明人】王健, 乔治明, 于世川, 张玉文, 李梦英, 杨杰, 李毅挺, 师可新, 田秀刚, 刘丽萍, 马光宗, 武冠华, 宋晓娟, 张春花, 王春平
【申请人】唐山钢铁集团有限责任公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月19日