一种汽车纵梁用钢板的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车纵梁用钢板的制备方法，所述纵梁用钢板由C、Si、Mn、P、S、Nb、Ca、Al、Ti、Fe等元素组成；本发明通过合理的化学成分配比，采用转炉冶炼、精炼、连铸机保护浇铸及控轧控冷工艺，得到钢质纯净、综合性能优良、晶粒度均匀细小的热连轧板卷。本发明的汽车纵梁钢板抗拉强度为585～610MPa，屈服强度为500～520MPa，延伸率为30～35％，满足重载汽车纵梁的生产需求，同时还可用于其它高强度汽车结构件的生产。
【专利说明】一种汽车纵梁用钢板的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢铁冶金【技术领域】，尤其涉及一种汽车纵梁用钢板的制备方法。
【背景技术】
[0002]汽车纵梁是汽车的承重件，也是汽车行驶过程中的安全件。载重汽车和大型客货车纵梁一般采用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。纵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纵梁钢时，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级纵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级纵梁钢的研究报道相对较少。
[0003]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级的纵梁钢设计制作时，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级的纵梁钢后，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。
[0004]国内各汽车制造企业对590MPa级汽车纵梁用钢的性能要求是:下屈服强度ReL≥450MPa ;抗拉强度Rni≥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:(1)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。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提出一种汽车纵梁用钢板的制备方法，该方法制备的钢板具有高强度，又具有良好的冷成形性能和高的低温冲击韧性，满足重载汽车纵梁的生产需求。
[0006]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种汽车纵梁用钢板的制备方法，所述纵梁用钢板以重量百分数计由下列组份组成:C:0.04%~0.06% ；Si:0.30%~0.50% ；Mn:1.70%~1.90% ；P..( 0.015% ；S:(0.008% ；Nb:0.05%~0.07% ；Ca:0.04%~0.06%, Al:0.03%~0.05%, T1:0.04%~
0.05%，其余为铁和残余的微量杂质；所述制备方法包括如下步骤:[0008]I)铁水预处理:对铁水进行脱硫处理；
[0009]2)转炉冶炼:对铁水进行脱P、S1、C及合金化处理；
[0010]3)炉后精炼:经LF炉采用深脱硫工艺及钢水合金化处理并加入铁钙线进行夹杂物变性处理；
[0011]4)连铸:精炼后的钢水由连铸机进行保护浇铸，成为板坯，铸坯厚度为230mm~250mm ；
[0012]5)板坯加热:铸坯冷装加热后送热连轧机，板坯加热温度为1230~1250°C ；
[0013]6)粗轧:高压水除鳞后由粗轧机组轧制，粗轧采用5~7道次轧制，粗轧出口温度为990~1010°C ;粗轧后的中间坯厚度要求保证精轧压下率为≥80%，粗轧道次间也采用高压水除鳞；粗轧后经中间保温罩送精轧机组；
[0014]7)精轧:由精轧机组采用7道次轧制，控制道次变形量和轧制温度，终轧温度910 ~930°C ；
[0015]8)层流冷却:采用层流冷却模式控制轧后钢板的冷却速度，层流冷却速度为15~35 0C /s ；
[0016]9)卷取:通过以上层流冷却控制钢板的卷取温度，卷取温度为550~570°C。
[0017]本发明采用上述技术方案，通过合理的化学成分配比，采用转炉冶炼、精炼、连铸机保护浇铸及控轧控冷 工艺，得到钢质纯净、综合性能优良、晶粒度均匀细小的热连轧板卷。
[0018]上述的成分设计和轧制及冷却工艺控制，一方面促进部分球状碳化物形成，增加强度，同时减少珠光体量；二是促进珠光体团更细小和分散。这种组织有利于获得高强度、高冷成形性能和良好的低温冲击性能。
[0019]本发明化学成分容易稳定控制，轧制工艺控制稳定，产品力学性能稳定、表面质量好。产品的性能指标分别为:钢板抗拉强度为585~610MPa，屈服强度为500~520MPa，延伸率为30~35%，反映强度和冷成形综合性能指标——强塑积(即TSXEL，抗拉强度和延伸率的乘积)在17540~19230MPa%范围，5mmX10mmX55mm试样的-60°C夏比V型冲击功大于100J。钢板在具有高强度的同时具有良好的冷成形性能和较高的低温冲击韧性，在满足汽车结构安全(特别是低温区域使用)需要的同时满足汽车结构制作过程中的成形工艺要求。同时又保持了良好的焊接性能。
[0020]本发明钢板满足重载汽车纵梁的生产需求，同时还可用于其它高强度汽车结构件的生产。
【具体实施方式】
[0021]实施例一
[0022]一种汽车纵梁用钢板的制备方法，所述纵梁用钢板以重量百分数计由下列组份组成:C:0.04%；Si:0.50%；Mn:1.70%；P S 0.015%；S:≤ 0.008%；Nb:0.07%；Ca:0.04%,Al:0.05%, Ti:0.04%，其余为铁和残余的微量杂质；所述制备方法包括如下步骤:
[0023]I)铁水预处理:对铁水进行脱硫处理；
[0024]2)转炉冶炼:对铁水进行脱P、S1、C及合金化处理；
[0025]3)炉后精炼:经LF炉采用深脱硫工艺及钢水合金化处理并加入铁钙线进行夹杂物变性处理；
[0026]4)连铸:精炼后的钢水由连铸机进行保护浇铸，成为板坯，铸坯厚度为230mm ；
[0027]5)板坯加热:铸坯冷装加热后送热连轧机，板坯加热温度为1230°C ；
[0028]6)粗轧:高压水除鳞后由粗轧机组轧制，粗轧采用5道次轧制，粗轧出口温度为IOlO0C ;粗轧后的中间坯厚度要求保证精轧压下率为> 80%，粗轧道次间也采用高压水除鳞；粗轧后经中间保温罩送精轧机组；
[0029]7)精轧:由精轧机组采用7道次轧制，控制道次变形量和轧制温度，终轧温度910。。；
[0030]8)层流冷却:采用层流冷却模式控制轧后钢板的冷却速度，层流冷却速度为15。。/s ；
[0031]9)卷取:通过以上层流冷却控制钢板的卷取温度，卷取温度为550°C。
[0032]实施例二
[0033]一种汽车纵梁用钢板的制备方法，所述纵梁用钢板以重量百分数计由下列组份组成:C:0.06% ；Si:0.30% ；Mn:1.90% ；P..≤ 0.015% ；S:≤ 0.008% ；Nb:0.05% ；Ca:0.06%,Al:0.03%, Ti:0.05%，其余为铁和残余的微量杂质；所述制备方法包括如下步骤:
[0034]I)铁水预处理:对铁水进行脱硫处理；
[0035]2)转炉冶炼:对铁水进行脱P、S1、C及合金化处理；
[0036]3)炉后精炼:经LF炉采用深脱硫工艺及钢水合金化处理并加入铁钙线进行夹杂物变性处理；
[0037]4)连铸:精炼后的钢水由连铸机进行保护烧铸,成为板还,铸还厚度为250mm ；
[0038]5)板还加热:铸还冷装加热后送热连轧机,板还加热温度为1250°C ；
[0039]6)粗轧:高压水除鳞后由粗轧机组轧制，粗轧采用7道次轧制，粗轧出口温度为9900C ;粗轧后的中间坯厚度要求保证精轧压下率为> 80%，粗轧道次间也采用高压水除鳞；粗轧后经中间保温罩送精轧机组；
[0040]7)精轧:由精轧机组采用7道次轧制，控制道次变形量和轧制温度，终轧温度930 0C ；
[0041]8)层流冷却:采用层流冷却模式控制轧后钢板的冷却速度，层流冷却速度为35 0C /s ；
[0042]9)卷取:通过以上层流冷却控制钢板的卷取温度，卷取温度为570°C。
[0043]实施例三
[0044]一种汽车纵梁用钢板的制备方法，所述纵梁用钢板以重量百分数计由下列组份组成:C:0.05% ；Si:0.40% ；Mn:1.80% ；P:≤ 0.015% ；S S 0.008% ；Nb:0.06% ；Ca:0.05%,Al 0.04%, Ti0.045%，其余为铁和残余的微量杂质；所述制备方法包括如下步骤:
[0045]I)铁水预处理:对铁水进行脱硫处理；
[0046]2)转炉冶炼:对铁水进行脱P、S1、C及合金化处理；
[0047]3)炉后精炼:经LF炉采用深脱硫工艺及钢水合金化处理并加入铁钙线进行夹杂物变性处理；
[0048]4)连铸:精炼后的钢水由连铸机进行保护烧铸,成为板还,铸还厚度为240mm ；
[0049]5)板还加热:铸还冷装加热后送热连轧机,板还加热温度为1240°C ；[0050]6)粗轧:高压水除鳞后由粗轧机组轧制，粗轧采用6道次轧制，粗轧出口温度为10000C ;粗轧后的中间坯厚度要求保证精轧压下率为> 80%，粗轧道次间也采用高压水除鳞；粗轧后经中间保温罩送精轧机组；
[0051]7)精轧:由精轧机组采用7道次轧制，控制道次变形量和轧制温度，终轧温度920 0C ；
[0052]8)层流冷却:采用层流冷却模式控制轧后钢板的冷却速度，层流冷却速度为25 0C /s ；
[0053]9)卷取:通过以上层流冷却控制钢板的卷取温度，卷取温度为560°C。
【权利要求】
1.一种汽车纵梁用钢板的制备方法，其特征在于，所述纵梁用钢板以重量百分数计由下列组份组成:c:0.04% ~0.06 % ；Si:0.30 % ~0.50 % ；Mn:1.70 % ~1.90 % ;P:(0.015%；S..( 0.008%；Nb:0.05%~0.07%；Ca:0.04%~0.06%,Al:0.03%~0.05%,Ti:0.04%~0.05%，其余为铁和残余的微量杂质；所述制备方法包括如下步骤: 1)铁水预处理:对铁水进行脱硫处理； 2)转炉冶炼:对铁水进行脱P、S1、C及合金化处理； 3)炉后精炼:经LF炉采用深脱硫工艺及钢水合金化处理并加入铁钙线进行夹杂物变性处理； 4)连铸:精炼后的钢水由连铸机进行保护浇铸，成为板坯，铸坯厚度为230mm~250mm ； 5)板坯加热:铸坯冷装加热后送热连轧机，板坯加热温度为1230~1250°C； 6)粗轧:高压水除鳞后由粗轧机组轧制，粗轧采用5~7道次轧制，粗轧出口温度为990~1010°C ;粗轧后的中间坯厚度要求保证精轧压下率为≥80%，粗轧道次间也采用高压水除鳞；粗轧后经 中间保温罩送精轧机组； 7)精轧:由精轧机组采用7道次轧制，控制道次变形量和轧制温度，终轧温度910~9300C ； 8)层流冷却:采用层流冷却模式控制轧后钢板的冷却速度，层流冷却速度为15~350C /s ； 9)卷取:通过以上层流冷却控制钢板的卷取温度，卷取温度为550~570°C。
【文档编号】C22C33/04GK103789618SQ201210420579
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2012年10月29日
【发明者】钱永清 申请人:无锡市锡山区鹅湖镇荡口青荡金属制品厂