本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种ti微合金化540mpa级高扩孔钢钢带及其生产方法。
背景技术:
当前,我国汽车工业的发展不仅使高强度钢板的用量不断加大,而且对钢板的质量和性能提出了更高的要求。使用传统汽车车桥托架用钢saph440成分体系及热轧工艺,其热轧性能虽然优异,满足用户需求,但大量合金元素的加入会导致成本的增加、同时无法满足sp系列高扩孔性能的要求。
针对日系车型的不同需要,唐钢集团致力于在保证钢板表面质量和性能的基础上,使汽车车桥托架用钢进一步向系列化、高强化方向发展。目前正在开发的汽车车桥托架用钢sp252-540f钢带参考日标nes-m2021-2009-n。
如何通过对钢的化学成分和工艺条件的匹配来保证产品的扩孔性能,同时降低汽车车桥托架用钢的成本成为一个亟待解决的难题。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种ti微合金化540mpa级高扩孔钢钢带及其生产方法。该发明ti微合金化高扩孔钢主要用于生产日系汽车车桥前托架等汽车冲压件,产品性能满足日标nes-m2021-2009-n。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案是:一种ti微合金化540mpa级高扩孔钢钢带,所述钢带化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.07~0.11%、mn:1.00~1.30%、s≤0.015%、p≤0.020%、si:0.05~0.12%、als:0.015~0.040%、ti:0.020~0.040%、n≤0.0050%,ceq:0.30~0.36%,余量为铁和不可避免的杂质。
本发明所述钢带厚度为1.8~3.5mm。
本发明所述钢带抗拉强度reh≥540mpa,屈服强度rm:365~500mpa,断后伸长率a50:23~37%,扩孔率≥80%。
本发明还提供了一种ti微合金化540mpa级高扩孔钢钢带的生产方法,所述生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序;所述冷却工序,钢带先经层流前部粗调段以15~35℃/s快冷到680~720℃,再经过中间空冷3~6s,然后经层流后部精调段以15~35℃/s快冷到卷取温度460~520℃。
本发明所述卷取工序,卷取温度460~520℃。
本发明所述连铸工序,通过稳定拉速控制成分偏析,铸坯宽度≤1300mm、拉速为1.40~1.50m/min,铸坯宽度﹥1300mm、拉速为1.30~1.40m/min,连铸得到厚度180~230mm的钢坯;连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.07~0.11%、mn:1.00~1.30%、s≤0.015%、p≤0.020%、si:0.05~0.12%、als:0.015~0.040%、ti:0.020~0.040%、n≤0.0050%,ceq:0.30~0.36%,余量为铁和不可避免的杂质。
本发明所述加热工序,经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为150~200min,加热炉均热段加热温度1210~1310℃,均热时间35~48min。
本发明所述粗轧工序,单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为20~25mpa,所得中间坯料厚度30~34mm,经热卷箱卷取头尾颠倒。
本发明所述精轧工序,经7道次精轧轧成厚度为1.8~3.5mm的钢带,精轧入口温度1020~1060℃,终轧温度820~860℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、本发明ti微合金化540mpa级高扩孔钢钢带采用低碳、常规锰、钛合金成分设计,通过冷却路径控制,调整钢在相变过程中c的配分,提高延伸率;通过控制中温卷取,控制f向p转变比例,可以得到性能较好的f+b组织,从而获得较高的抗拉强度和良好的延伸率及较高的扩孔率。2、本发明ti微合金化540mpa级高扩孔钢钢带抗拉强度reh≥540mpa,屈服强度rm:365~500mpa,断后伸长率a50:23~37%,扩孔率≥80%,具有较好的冷成形性能,适合生产日系汽车车桥前托架等汽车冲压件。3、本发明ti微合金化540mpa级高扩孔钢钢带有利于减轻车身重量,降低燃油消耗,减少汽车尾气排放,实现产品的绿色制造。
附图说明
图1为实施例1ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的金相组织图;
图2为实施例2ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的金相组织图;
图3为实施例3ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的金相组织图;
图4为实施例4ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的金相组织图;
图5为实施例5ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的金相组织图;
图6为实施例6ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的金相组织图;
图7为实施例7ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的金相组织图;
图8为实施例8ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的金相组织图;
图9为实施例9ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的金相组织图;
图10为实施例10ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的金相组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带成品厚度为1.8mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:通过稳定拉速控制成分偏析,拉速1.45m/min,连铸得到厚度200mm、宽度1280mm的钢坯,连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为200min,加热炉均热段加热温度1310℃,均热时间39min;
(3)粗轧工序:单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为22mpa,所得中间坯料厚度34mm,经热卷箱卷取头尾颠倒;
(4)精轧工序:经7道次精轧轧成厚度为1.8mm的钢带,精轧入口温度1050℃,终轧温度840℃;
(5)冷却工序:钢带先经层流前部粗调段以19℃/s快冷到690℃,再经过中间空冷5s,然后经层流后部精调段以26℃/s快冷到卷取温度460℃;
(6)卷取工序:卷取温度460℃。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带性能见表2;钢带金相组织见图1。
实施例2
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带成品厚度为2.4mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:通过稳定拉速控制成分偏析,拉速1.50m/min,连铸得到厚度200mm、宽度1250mm的钢坯,连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为198min,加热炉均热段加热温度1309℃,均热时间38min;
(3)粗轧工序:单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为23mpa,所得中间坯料厚度32mm,经热卷箱卷取头尾颠倒;
(4)精轧工序:经7道次精轧轧成厚度为2.4mm的钢带,精轧入口温度1060℃,终轧温度860℃;
(5)冷却工序:钢带先经层流前部粗调段以25℃/s快冷到680℃,再经过中间空冷3s,然后经层流后部精调段以16℃/s快冷到卷取温度520℃;
(6)卷取工序:卷取温度520℃。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带性能见表2;钢带金相组织见图2。
实施例3
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带成品厚度为2.2mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:通过稳定拉速控制成分偏析,拉速1.40m/min,连铸得到厚度210mm、宽度1300mm的钢坯,连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为180min,加热炉均热段加热温度1307℃,均热时间39min;
(3)粗轧工序:单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为23mpa,所得中间坯料厚度32mm,经热卷箱卷取头尾颠倒;
(4)精轧工序:经7道次精轧轧成厚度为2.2mm的钢带,精轧入口温度1060℃,终轧温度850℃;
(5)冷却工序:钢带先经层流前部粗调段以27℃/s快冷到720℃,再经过中间空冷4.5s,然后经层流后部精调段以23℃/s快冷到卷取温度470℃;
(6)卷取工序:卷取温度470℃。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带性能见表2;钢带金相组织见图3。
实施例4
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带成品厚度为2.0mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:通过稳定拉速控制成分偏析,拉速1.30m/min,连铸得到厚度200mm、宽度1350mm的钢坯,连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为200min,加热炉均热段加热温度1300℃,均热时间40min;
(3)粗轧工序:单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为25mpa,所得中间坯料厚度30mm,经热卷箱卷取头尾颠倒;
(4)精轧工序:经7道次精轧轧成厚度为2.0mm的钢带,精轧入口温度1020℃,终轧温度835℃;
(5)冷却工序:钢带先经层流前部粗调段以33℃/s快冷到710℃,再经过中间空冷6s,然后经层流后部精调段以21℃/s快冷到卷取温度460℃;
(6)卷取工序:卷取温度460℃。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带性能见表2;钢带金相组织见图4。
实施例5
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带成品厚度为2.3mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:通过稳定拉速控制成分偏析,拉速1.40m/min,连铸得到厚度200mm、宽度1400mm的钢坯,连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为160min,加热炉均热段加热温度1300℃,均热时间40min;
(3)粗轧工序:单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为20mpa,所得中间坯料厚度31mm,经热卷箱卷取头尾颠倒;
(4)精轧工序:经7道次精轧轧成厚度为2.3mm的钢带,精轧入口温度1060℃,终轧温度850℃;
(5)冷却工序:钢带先经层流前部粗调段以17℃/s快冷到710℃,再经过中间空冷5s,然后经层流后部精调段以21℃/s快冷到卷取温度470℃;
(6)卷取工序:卷取温度470℃。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带性能见表2;钢带金相组织见图5。
实施例6
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带成品厚度为2.8mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:通过稳定拉速控制成分偏析,拉速1.40m/min,连铸得到厚度190mm、宽度1200mm的钢坯,连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为190min,加热炉均热段加热温度1220℃,均热时间37min;
(3)粗轧工序:单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为23mpa,所得中间坯料厚度32mm,经热卷箱卷取头尾颠倒;
(4)精轧工序:经7道次精轧轧成厚度为2.8mm的钢带,精轧入口温度1050℃,终轧温度835℃;
(5)冷却工序:钢带先经层流前部粗调段以25℃/s快冷到708℃,再经过中间空冷3s,然后经层流后部精调段以22℃/s快冷到卷取温度465℃;
(6)卷取工序:卷取温度465℃。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带性能见表2;钢带金相组织见图6。
实施例7
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带成品厚度为2.5mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:通过稳定拉速控制成分偏析,拉速1.50m/min,连铸得到厚度210mm、宽度1260mm的钢坯,连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为180min,加热炉均热段加热温度1310℃,均热时间35min;
(3)粗轧工序:单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为24mpa,所得中间坯料厚度34mm,经热卷箱卷取头尾颠倒;
(4)精轧工序:经7道次精轧轧成厚度为2.5mm的钢带,精轧入口温度1060℃,终轧温度855℃;
(5)冷却工序:钢带先经层流前部粗调段以28℃/s快冷到694℃,再经过中间空冷3.5s,然后经层流后部精调段以20℃/s快冷到卷取温度460℃;
(6)卷取工序:卷取温度460℃。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带性能见表2;钢带金相组织见图7。
实施例8
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带成品厚度为3.5mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:通过稳定拉速控制成分偏析,拉速1.35m/min,连铸得到厚度220mm、宽度1420mm的钢坯,连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为200min,加热炉均热段加热温度1310℃,均热时间48min;
(3)粗轧工序:单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为21mpa,所得中间坯料厚度34mm,经热卷箱卷取头尾颠倒;
(4)精轧工序:经7道次精轧轧成厚度为3.5mm的钢带,精轧入口温度1060℃,终轧温度860℃;
(5)冷却工序:钢带先经层流前部粗调段以19℃/s快冷到685℃,再经过中间空冷4.5s,然后经层流后部精调段以30℃/s快冷到卷取温度475℃;
(6)卷取工序:卷取温度475℃。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带性能见表2;钢带金相组织见图8。
实施例9
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带成品厚度为3.0mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:通过稳定拉速控制成分偏析,拉速1.30m/min,连铸得到厚度180mm、宽度1320mm的钢坯,连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为180min,加热炉均热段加热温度1280℃,均热时间48min;
(3)粗轧工序:单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为22mpa,所得中间坯料厚度30mm,经热卷箱卷取头尾颠倒;
(4)精轧工序:经7道次精轧轧成厚度为3.0mm的钢带,精轧入口温度1040℃,终轧温度835℃;
(5)冷却工序:钢带先经层流前部粗调段以35℃/s快冷到700℃,再经过中间空冷5.5s,然后经层流后部精调段以15℃/s快冷到卷取温度470℃;
(6)卷取工序:卷取温度470℃。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带性能见表2;钢带金相组织见图9。
实施例10
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带成品厚度为3.2mm,其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的生产方法包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:通过稳定拉速控制成分偏析,拉速1.30m/min,连铸得到厚度230mm、宽度1360mm的钢坯,连铸钢坯化学成分组成及其质量百分含量见表1;
(2)加热工序:经步进式加热炉加热,在加热炉的总驻炉时间为150min,加热炉均热段加热温度1210℃,均热时间35min;
(3)粗轧工序:单机架往复式5道次粗轧,单道次高压水除鳞,除磷水压力为20mpa,所得中间坯料厚度34mm,经热卷箱卷取头尾颠倒;
(4)精轧工序:经7道次精轧轧成厚度为3.2mm的钢带,精轧入口温度1060℃,终轧温度820℃;
(5)冷却工序:钢带先经层流前部粗调段以15℃/s快冷到720℃,再经过中间空冷4s,然后经层流后部精调段以35℃/s快冷到卷取温度470℃;
(6)卷取工序:卷取温度470℃。
本实施例ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带性能见表2;钢带金相组织见图10。
表1实施例1-10ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的化学成分组成及其质量百分含量(%)
表1中成分余量为铁和不可避免的杂质。
表2实施例1-10ti微合金化540mpa级高扩孔钢sp252-540f钢带的力学性能
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。