专利名称：一种超高强度汽车结构钢及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种超高强度汽车结构钢及其生产方法，适用于中薄板坯生产线，属 于冶金行业高强度钢生产技术领域。
背景技术：
随着冶金技术的发展，对钢中各种元素的控制精度越来越高，而对杂质元素的去 除达到了较高的水平。这些技术进步，使超高强度钢种的冶炼成为可能；同时轧钢技术 的提高，为超高强度钢种的轧制生产提供了保证。目前，应用于汽车结构件上的钢板主 要为Q345B级别，而Q345B是通过C一Mn的固溶强化，其化学成分为C 0. 16-0. 20%、 Mn 1. 00-1. 55%、Si :0. 20-0. 50%、Als 彡0. 015%,其余为铁。其强度要求仅为抗拉强 度彡470Mpa，屈服强度彡345。因此生产工艺简单，主要过程为(1)板坯的出炉温度 1100-1200°C;精轧进口温度为1020-1080°Co (2)终轧温度为:860-890°C ； (3)卷取温度为 580-6300C ；按照该工艺生产的钢种力学性能水平为抗拉强度520-610Mpa ；屈服强度 385-430Mpa。由于强度不高，只能通过增加钢板厚度来提高支撑力，造成了材料浪费，同时 增加了汽车自重。近几年在全球低碳经济和能源经济的背景下，汽车轻量化的行业要求逐 年提高，尤其是随着汽车保有量不断增加，燃油价格的不断上涨，汽车工业对轻量化、安全、 环保以及燃油经济性要求也越来越高，而节能和环保则要求汽车生产厂家在确保汽车安全 性的基础上尽量降低车身重量。汽车轻量化的主要途径是对汽车用钢的规格进行减薄，从 而达到减轻汽车自重，如何生产出超高强度汽车结构钢成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明目的是提供一种超高强度汽车结构钢及其生产方法，提高汽车结构钢强 度，使汽车的自重大大减轻，有利于节能减排，解决背景技术中存在的上述问题。本发明的技术方案是
一种超高强度汽车结构钢，其特别之处是化学成分质量分数为C <0.11%; Mn 1. 6-2. 0% ；Si 0. 3-0. 5% ； Nb 0. 02-0. 06% ；Ti 0. 07-0. 12% ； Mo 0. 15-0. 40% ；Als 0. 015-0. 030% ；余量 Fe。上述超高强度汽车结构钢用于制造汽车结构件的钢板，抗拉强度800Mpa，屈 服强度^ 700延伸率彡14%，0°C冲击彡60J。一种超高强度汽车结构钢的生产方法，它包括如下生产工艺流程高炉炼铁、转 炉炼钢、LF精炼、中等厚度板坯连铸、步进式加热炉加热、粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却 控制、卷取、成品；转炉炼钢、LF精炼工序中控制钢液化学成分质量分数C ^ 0. 11% ； Mn 1. 6-2. 0% ；Si 0.3-0.5%; Nb 0. 02-0. 06% ；Ti 0. 07-0. 12% ； Mo 0. 15-0. 40% ；Als 0. 015-0. 030% ；余量 Fe。所述工艺流程中转炉炼钢工序，Mo元素的合金化通过在转炉中加入Mo—i^e进行 合金化；Mn通过在出钢过程中脱氧后用低碳锰铁进行合金化；Ti在LF精炼后进行合金化。
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所述中等厚板坯连铸工序，拉速为1. 2-2. Om/min,出结晶器的铸坯厚度为150mm， 连铸全过程采用惰性气体保护浇注。所述热卷箱工序，是在粗轧之后将轧板的头部和尾部进行置换，使中间坯进行均 热。所述的粗轧工序，开轧温度为1150-1200°c，中间坯尺寸35_40mm。所述的精轧工序，入口温度980-1050°C ；终轧温度830_870°C。所述的卷取工序，根据产品性能及规格控制卷取温度为500-580°C。采用上述工艺方法可以得到满足生产汽车结构件的超高强度钢材。本发明的有益效果本发明通过优化成分设计、改进生产中各工序的工艺参数，生 产用于制造汽车结构件的钢板，可满足汽车用钢的各项力学性能指标，并通过控制中薄板 坯轧制过程中的粗轧、精轧及卷取温度等生产方法，使钢种完全满足制作超高强度汽车结 构件的性能要求，提高汽车结构钢强度，使汽车的自重大大减轻，有利于节能减排。
图1是本发明实施例的金相组织图。
具体实施例方式以下通过实施例对本发明作进一步说明。一种超高强度汽车结构钢，其特别之处是化学成分质量分数为，C 11% ； Mn 1. 6-2. 0% ；Si 0. 3-0. 5% ； Nb 0. 02-0. 06% ；Ti 0. 07-0. 12% ； Mo 0. 15-0. 40% ；Als 0. 015-0. 030% ；余量狗。上述超高强度汽车结构钢用于制造汽车结构件的钢板，抗拉强度 彡800Mpa，屈服强度彡700延伸率彡14%，0°C冲击彡60J。一种超高强度汽车结构钢的生产方法，它包括如下生产工艺流程高炉炼铁、转 炉炼钢、LF精炼、中等厚度板坯连铸、步进式加热炉加热、粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却 控制、卷取、成品；转炉炼钢、LF精炼工序中控制钢液化学成分质量分数C 0. 11% ； Mn 1. 6-2. 0% ；Si 0. 3-0. 5% ； Nb 0. 02-0. 06% ；Ti 0. 07-0. 12% ； Mo 0. 15-0. 40% ；Als 0. 015-0. 030% ；余量狗。所述工艺流程中转炉炼钢工序，Mo元素的合金化通过在转炉中加 入进行合金化；Mn通过在出钢过程中脱氧后用低碳锰铁进行合金化；Ti在LF精炼 后进行合金化。所述中等厚板坯连铸工序，拉速为1. 2-2. Om/min，出结晶器的铸坯厚度为 150mm，连铸全过程采用惰性气体保护浇注。所述热卷箱工序，是在粗轧之后将轧板的头部 和尾部进行置换，使中间坯进行均热。所述的粗轧工序，开轧温度为1150-1200°C，中间坯尺 寸35-40mm。所述的精轧工序，入口温度980_1050°C ；终轧温度830_870°C。所述的卷取工 序，根据产品性能及规格控制卷取温度为500-580°C。参照附图1，本发明金相组织为针状铁素体。本发明的具体实施例如下 实施例一
生产 8. Omm 厚度钢材，化学成分如下:C% :0. 10 ；Mn% :1. 86 ；Si% :0. 48 ；Nb% 0. 057 ； Ti% 0. 11 ；Mo% :0. 34 ；Als% :0. 020 ；其余为铁。板坯开轧温度为1190°C，进入粗轧机粗 轧；中间坯40mm厚，进入热卷箱均温；经均温的中间坯进入精轧机精轧，其精轧机入口温度为1000°C，终轧温度为840 V ；卷取温度为520°C。实施例二
生产 6. Omm 厚度钢材，化学成分如下:C% :0. 07 ；Mn% 1. 80 ；Si% 0. 42 ；Nb% 0. 043 ； Ti% 0. 098 ；Mo% :0. 29 ；Als% :0. 028 ；其余为铁。板坯加热温度为1160°C，进入粗轧机粗 轧；中间坯35mm厚，粗轧后的中间坯进入热卷箱均温；经均温的中间坯进入精轧机精轧，其 精轧机入口温度为1020°C，终轧温度为850 V ；卷取温度为550°C。实施例三
轧制 3. Omm 厚度钢材，化学成分如下:C% :0. 0. 05 ；Mn% :1. 62 ；Si% 0. 34 ；Nb% 0. 023 ；Ti% 0. 073 ；Mo% :0. 18 ；Als% :0. 018 ；其余为铁。板坯加热温度为 1170°C，进入粗 轧机粗轧；中间坯35mm厚，粗轧后的中间坯进入热卷箱均温；经均温的中间坯进入精轧机 精轧，其精轧机入口温度为1050°C，终轧温度为870 V ；卷取温度为580°C。实施例四
轧制10. Omm厚度钢材，化学成分配比如下:C :0. 11% ； Mn :1. 6% ；Si :0. 3 0. 5% ； Nb 0. 02% ；Ti 0. 07% ； Mo 0. 15% ；Als :0. 015% ；余量 Fe。板坯加热温度(开轧温度)为 1150°C, 进入粗轧机粗轧；中间坯35mm厚，粗轧后的中间坯进入热卷箱均温；经均温的中间坯进入 精轧机精轧，其精轧机入口温度为980°C，终轧温度为830 0C ；卷取温度为500°C。实施例五
轧制3. 5mm厚度钢材，化学成分配比如下C :0. 11% ； Mn :2. 0% ；Si :0. 5% ； Nb 0. 06% ；Ti 0. 12% ； Mo 0. 40% ；Als :0. 030% ；余量佝。板坯加热温度(开轧温度)为 1200°C, 进入粗轧机粗轧；中间坯40mm厚，粗轧后的中间坯进入热卷箱均温；经均温的中间坯进入 精轧机精轧，其精轧机入口温度为1050°C，终轧温度为870 0C ；卷取温度为580°C。上述各实施例超高强度汽车结构钢用于制造汽车结构件的钢板，抗拉强度 ≥800Mpa，屈服强度≥700延伸率≥14%，0°C冲击≥60J。
权利要求
1.一种超高强度汽车结构钢，其特征在于化学成分质量分数C: <0.11%; Mn 1. 6 2. 0% ；Si 0. 3 0. 5% ； Nb 0. 02 0. 06% ；Ti 0. 07 0. 12% ； Mo 0. 15 0. 40% ；Als 0. 015 0. 030% ；余量 Fe。
2.根据权利要求1所述之超高强度汽车结构钢，其特征在于上述超高强度汽车结构钢 用于制造汽车结构件的钢板，抗拉强度彡800Mpa，屈服强度彡700延伸率彡14%，0°C冲 击^ 60J。
3.一种超高强度汽车结构钢的生产方法，其特征在于它包括如下生产工艺流程高炉 炼铁、转炉炼钢、LF精炼、中等厚度板坯连铸、步进式加热炉加热、粗轧、热卷箱、精轧、层流 冷却控制、卷取、成品；转炉炼钢、LF精炼工序中控制钢液化学成分质量分数C 0. 11% ； Mn 1. 6 2. 0% ；Si :0. 3 0. 5% ； Nb :0. 02 0. 06% ；Ti :0. 07 0. 12% ； Mo :0. 15 0. 40% ；Als 0. 015 0. 030% ；余量 Fe。
4.根据权利要求3所述之超高强度汽车结构钢的生产方法，其特征在于所述工艺流程 中转炉炼钢工序，Mo元素的合金化通过在转炉中加入进行合金化；Mn通过在出钢 过程中脱氧后用低碳锰铁进行合金化；Ti在LF精炼后进行合金化。
5.根据权利要求3或4所述之超高强度汽车结构钢的生产方法，其特征在于所述中等 厚板坯连铸工序，拉速为1. 2-2. Om/min,出结晶器的铸坯厚度为150mm，连铸全过程采用惰 性气体保护浇注。
6.根据权利要求3或4所述之超高强度汽车结构钢的生产方法，其特征在于所述热卷 箱工序，是在粗轧之后将轧板的头部和尾部进行置换，使中间坯进行均热。
7.根据权利要求3或4所述之超高强度汽车结构钢的生产方法，其特征在于所述的粗 轧工序，开轧温度为1150-1200°C，中间坯尺寸；35-40讓。
8.根据权利要求3或4所述之超高强度汽车结构钢的生产方法，其特征在于所述的精 轧工序，入口温度980-1050°C ；终轧温度830-870°C。
9.根据权利要求3或4所述之超高强度汽车结构钢的生产方法，其特征在于所述的卷 取工序，根据产品性能及规格控制卷取温度为500-580°C。
全文摘要
本发明涉及一种超高强度汽车结构钢及其生产方法，适用于中薄板坯生产线，属于冶金行业高强度钢生产技术领域。技术方案是化学成分质量分数C≤0.11%； Mn1.6-2.0%；Si0.3-0.5%；Nb0.02-0.06%；Ti0.07-0.12%；Mo0.15-0.40%；Als0.015-0.030%；余量Fe。上述超高强度汽车结构钢用于制造汽车结构件的钢板，抗拉强度≥800Mpa，屈服强度≥700延伸率≥14%，0℃冲击≥60J。本发明通过优化成分设计、改进生产中各工序的工艺参数，生产用于制造汽车结构件的钢板，可满足汽车用钢的各项力学性能指标，并通过控制中薄板坯轧制过程中的粗轧、精轧及卷取温度等生产方法，使钢种完全满足制作超高强度汽车结构件的性能要求，提高汽车结构钢强度，使汽车的自重大大减轻，有利于节能减排。
文档编号C22C33/06GK102071359SQ20111002977
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者刘宝喜, 尹绍江, 崔宝民, 张大勇, 李月林, 李致清, 杜明山, 杜秀珍, 杨晓江, 杨杰, 王云阁, 王占国, 禇春光, 秦坤, 赵建平, 郑兴跃, 齐长发 申请人:河北钢铁股份有限公司唐山分公司