专利名称：轿车横梁用热轧带钢的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种轿车横梁用热轧带钢的制造方法，属黑色金属材料制造加工技术领域。
背景技术：
后桥横梁是轿车底盘系统中至关重要的安全部件，与其他很多汽车冲压件不同，后桥横梁必须采用带自然边的带钢制造，更重要的是横梁带钢必须具有相当高的强度和延性，才能保证后桥横梁足够的抗疲劳强度。
与普通低碳钢相比，微合金化低合金高强度钢因强度显著提高而具有减轻重量的潜力，有助于降低汽车能耗。传统的轿车带钢普遍采用Ti作为微合金化元素，利用Ti的沉淀强化作用大幅度提高钢材的强度。
然而采用Ti作为主要合金元素时，由于Ti与O、N等元素有很强的结合倾向，因而在形成Ti的碳化物之前，对奥氏体稳定化和沉淀强化的作用是有限的。而且，含Ti钢的热加工温度和变形速率对奥氏体状态及Ti固溶情况有很大影响。因此，对含Ti钢的热连轧和冷却过程工艺参数必须进行严格控制，才能获得理想的均匀组织和性能。
发明内容
基于上述原因，本发明选用Nb作为微合金化元素，这不仅可采用沉淀强化来提高钢材强度，还可结合细晶强化的方法来增加钢的强度。采用Nb作为微合金化元素，还可发挥Nb对奥氏体稳定化作用，能改善带钢生产的工艺性能。
本发明的目的是提供一种新的带钢化学组成，选用Nb作为微合金化元素，以增加带钢的强度。本发明的另一目的是提供一种新钢钟带钢的工艺制造方法。
本发明一种轿车横梁用热轧带钢的制造方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤a.设计和选择一种新的带钢化学组成，该新钢种的化学组成及其重量百分含量如下(ωt％)C 0.05～0.15，Mu 0.20～0.80，Al0.02～0.10，Nb 0.02～0.10，Si≤0.3，P≤0.02，
S≤0.01，Fe余量；b.依据上述化学组成配方配料，按传统常规工艺进行熔炼、精炼及真空脱气、浇注，制得钢坯；c.将上述钢坯加热至1200～1250℃，经立式水平除鳞机去除氧化皮；d.将钢坯进行初轧，温度控制在1100～1200℃，使奥氏体完全再结晶；e.然后进行精轧，精轧机配置有5～7个轧辊架，进精轧机时的温度控制在900～1100℃，出精轧机时的温度控制在800～980℃f.然后经喷淋水冷却，将带钢钢坯冷却至550～650℃，最后缓冷至室温，制得所需的热轧带钢。
带钢采用上述化学成分的理论机理叙述如下一般而言，C含量越高，钢的强度就越高，同时钢的延性降低，适当的C含量可以保证获得足够的强度，同时使带钢具有良好的延展性和焊接性。Mn作为固溶化元素，同时还可降低奥氏体-铁素体相变温度。Al的加入一方面可降低钢中的O含量，另一方面形成AIN有助于控制钢坯加热时的晶粒长大行为。Nb的加入，首先它能起到细化晶粒的作用，细晶强化既可以增加强度又可以提高韧性；另外，在奥氏体制结晶时，Nb对有效地提高再结晶终止温度的作用远远大于其他微合金元素。
采用上述的热轧工艺制度，其原理如下所述钢坯初轧时温度为1100～1200℃，可使奥氏体完全再结晶。在精轧中后期即温度在900～1000℃时，由于Nb(CN)的应变诱导析出，抑制奥氏体再结晶行为，进一步的热变形将使晶粒拉长呈薄饼状，这样就大幅度增加了有效晶界面积；铁素体形核能力也由于形变作用而同时获得提高。奥氏体中应变诱导Nb(CN)析出的主要作用是通过奥氏体形变产生细晶铁素体。因此，与沉淀强化相比，它更能获得高强度、良好韧性和延性的性能组合。在钢坯冷却阶段即在喷淋水冷却过程中，带钢冷却至550～650℃，高速冷却将进一步促进晶粒细化，较低的相变温度有利于过冷的奥氏体中形成更多的铁素体晶核，较高的冷却速率可获得较多的铁素体细化晶粒，故能提高带钢的屈服强度。最后带钢在缓冷至室温时的过程中，铌Nb在铁素体基体中将以Nb(CN)共格颗粒析出，可进一步提高带钢的屈服强度。
本发明中，采用上述的化学成分的钢材和上述工艺制度，所制得的轿车横梁用带钢具有均匀的金相组织和优良的性能。其金相组织为细小的铁素体及少量珠光体，其晶粒度在8～12级范围内。
具体实施例方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1本实施例中的制造工艺过程及步骤如下1.首先设计和选择带钢的化学组成，该新钢种的化学组成及其重量百分含量如下(ωt％)C 0.11，Mu 0.60，Al0.022，Nb 0.041，Si 0.3，P0.007，S0.003，Fe余量；2.依据上述化学组成配方配料，按传统常规工艺进行熔炼、精炼及真空脱气、浇注，制得钢坯；3.将上述钢坯加热至1230℃，经立式水平除鳞机去除氧化皮；4.将钢坯进行初轧，温度控制在1150℃，使奥氏体完全再结晶；5.然后进行精轧，精轧机配置有6个轧辊架，进精轧机时的温度控制在1100℃，出精轧机时的温度控制在850℃6.然后经喷淋水冷却，将带钢钢坯冷却至600℃，最后缓冷至室温，制得所需的热轧带钢。
上述带钢试样经仪器测试，在显微镜中可看到其金相相织为细小的铁素体及少量珠光体，晶粒度为8～10级。经机械力学性能测试，其抗拉强度为550～600MPa，屈服强度为460～500MPa，延伸率为24～32％。
权利要求
1.一种轿车横梁用热轧带钢的制造方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤a.设计和选择一种新的带钢化学组成，该新钢种的化学组成及其重量百分含量如下(ωt％)C 0.05～0.15，Mu 0.20～0.80，Al 0.02～0.10，Nb 0.02～0.10，Si≤0.3，P≤0.02，S≤0.01，Fe余量；b.依据上述化学组成配方配料，按传统常规工艺进行熔炼、精炼及真空脱气、浇注，制得钢坯；c.将上述钢坯加热至1200～1250℃，经立式水平除鳞机去除氧化皮；d.将钢坯进行初轧，温度控制在1100～1200℃，使奥氏体完全再结晶；e.然后进行精轧，精轧机配置有5～7个轧辊架，进精轧机时的温度控制在900～1100℃，出精轧机时的温度控制在800～980℃f.然后经喷淋水冷却，将带钢钢坯冷却至550～650℃，最后缓冷至室温，制得所需的热轧带钢。
全文摘要
本发明涉及一种轿车横梁用热轧带钢的制造方法，属黑金属材料制造加工技术领域。本发明提供了一种新的带钢化学成分，其组成及配比如下(ωt％)C 0.05～0.15，Mu 0.20～0.80，Al 0.02～0.10，Nb 0.02～0.10，Si≤0.3，P≤0.02，S≤0.01，Fe余量。该带钢的热轧工艺制度如下先将常规熔炼工艺制得的钢坯加热至1200～1250℃，随后在1100～1200℃进行初轧，热后进入精轧机进行精轧，精轧机配置有5～7个轧辊机架，进入精轧机时的温度为900～1100℃，出精轧机时的温度为800～980℃；然后经喷淋水冷却，将钢坯冷却至550～650℃，最后缓冷至室温，制得所需的热轧带钢。该带钢的金相组织为细小的铁素体及少量珠光体，晶粒度为8～12级，其主要性能指标为抗拉强度500～600MPa，屈服强度为460～500MPa，延伸率为24～32％。
文档编号B23P23/04GK1699011SQ200510027269
公开日2005年11月23日 申请日期2005年6月29日 优先权日2005年6月29日
发明者许珞萍, 邵光杰, 闵永安, 陈洁, 孙保良 申请人:上海大学