一种800MPa级别高韧性高强大梁钢及其制造方法与流程

本发明涉及冶金，具体涉及一种800mpa级别高韧性高强大梁钢及其制造方法。

背景技术：

1、大梁钢作为汽车车架大梁，需满足其力学性能要求，我国中重型卡车的大梁钢以厚度为8mm、屈服强度为345～500mpa的主梁结合厚度为5～8mm的副梁的双层结构大梁为主，部分卡车还采用厚度为8mm、屈服强度为610mpa的钢板为主梁结合厚度为5mm、屈服强度为510mpa的钢板为副梁双层结构大梁。这种双层结构大梁较为笨重，不符合车辆轻量化和汽车节能减排的需求。用低合金高强度和超高强度钢板生产汽车车架大梁，实现车辆减重，已成为发展趋势。

2、目前，已有专利文献公开了用于汽车车架大梁的大梁钢及其制造方法。例如：

3、专利一：公开号cn104805358a，一种抗拉强度550mpa级汽车大梁钢及其制备方法中公开了“其化学成分按质量百分数为：c：0.04～0.12％，si：0.05～0.35％，mn：0.5～1.2％，s：≤0.015％，p：≤0.02％，als：0.02～0.05％，ti：0.02～0.06％，余量为fe和不可避免的杂质”，“组织为准多边形铁素体和珠光体，其中准多边形铁素体体积分数为82～96％，珠光体体积分数为4～18％，平均晶粒尺寸为5～9微米”。然而，该专利的拉伸强度较低，其抗拉强度为560～590mpa。

4、专利二、公开号cn105316578a，低碳当量易焊接屈服强度750mpa以上的汽车大梁钢及其制造方法中公开了“该钢由以下化学成分按重量百分比组成：0.03～0.05％c、0.06～0.15％si、1.80～1.85％mn、0.010～0.015％p、0.001～0.003％s、0.065～0.085％nb、0.12～0.18％mo、0.15～0.16％ti、0.0015～0.0045％ca、0.02～0.05％alt，余量为fe和不可避免的杂质”。该汽车大梁钢优点是碳当量低，为0.354～0.394，拉伸强度高，其中屈服强度≥750mpa，抗拉强度780-950mpa，延伸率15％。然而，该汽车大梁钢未表明是否具有良好低温韧性，且其合金成本相对较高。

5、专利三、公开号cn108018502a，一种抗拉强度≥800mpa的汽车大梁钢及其生产方法公开了“通过优化控温轧制及(dq+acc)控制冷却工艺，配以合理的回火温度最终得到理想的回火组织，得到一种抗拉强度≥800mpa的汽车大梁钢800l”，“c：0.06～0.09％，si：0.3～0.4％，mn：1.60～1.75％，nb：0.055～0.070％，ti：0.010～0.030％，cr：0.25～0.35％，mo：0.20～0.30％，b：0.0005～0.0016％，als≥0.015％”。该汽车大梁钢的厚度为10～14mm，通过优化控温轧制及(dq+acc)控制冷却工艺，配以合理的回火温度最终得到理想的回火组织。其屈服强度约700mpa，抗拉强度大于800mpa，-20℃低温韧性可达100j以上。然而，该汽车大梁钢的制备方法中采用dq加上回火工艺，工艺较复杂，且合金成本相对较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种800mpa级别高韧性高强大梁钢。

2、本发明还提供一种800mpa级别高韧性高强大梁钢的制造方法。

3、根据本发明第一方面实施例的800mpa级别高韧性高强大梁钢，所述800mpa级别高韧性高强大梁钢包括fe基，以及分散在所述fe基中的质量百分比如下的化学元素：

4、c：0.12％～0.22％，si≤0.50％，mn：1.2％～2.1％，ti：0.08％～0.15％，cr：0.20％～0.50％，mo：0.20％～0.50％，al：0.015％～0.10％，n≤0.010％，b≤0.0020％。

5、进一步地，本发明实施例的800mpa级别高韧性高强大梁钢还可以包括：微合金元素，所述微合金元素包括nb、v中的任意一种或多种，所述微合金元素中nb≤0.05％，v≤0.05％。

6、进一步地，所述800mpa级别高韧性高强大梁钢由fe基以及分散在所述fe基中的质量百分比如下的化学元素组成：

7、c：0.12％～0.22％，si≤0.50％，mn：1.2％～2.1％，ti：0.08％～0.15％，cr：0.20％～0.50％，mo：0.20％～0.50％，al：0.015％～0.10％，n≤0.010％，b≤0.0020％，余量为不可避免杂质。

8、进一步地，所述不可避免杂质包括p和s，其中，以质量百分比计，p≤0.020％，s≤0.006％。

9、进一步地，所述化学元素的质量百分比还满足：0.2≤ti/cr≤1.8。

10、进一步地，0.2≤ti/mo≤1.0。

11、进一步地，所述化学元素的质量百分比还满足：

12、进一步地，所述800mpa级别高韧性高强大梁钢的微观组织为铁素体、贝氏体和纳米级的ti的析出相，且所述铁素体的相比例≤30％，所述贝氏体的相比例≥70％。

13、进一步地，所述800mpa级别高韧性高强大梁钢的屈服强度≥800mpa，抗拉强度≥850mpa，延伸率≥12％，-20℃纵向冲击功kv2≥80j。

14、根据本发明第二方面实施例的800mpa级别高韧性高强大梁钢的制造方法，包括以下步骤：

15、s1，分别按照上述的化学元素组成进行配比，再冶炼、精炼、铸造，得到铸坯；

16、s2，对步骤s1中的铸坯加热至1230～1280℃，保温时间1～3h；

17、s3，对步骤s2中的铸坯进行热轧制得到预制钢板；

18、s4，采用层流冷却法对步骤s3中的所述预制钢板进行冷却；

19、s4，对步骤s4中冷却后的所述预制钢板进行卷取得到所述800mpa级别高韧性高强大梁钢，所述卷取步骤中，卷取温度为400～550℃。

20、根据本发明第二方面实施例的800mpa级别高韧性高强大梁钢的制造方法，所述步骤s3包括：

21、s31，对步骤s2中的铸坯进行粗轧得到中间坯，所述粗轧步骤中，粗轧结束温度为1000～1100℃；

22、s32，对步骤s31中的中间坯在1050℃以上进行至少一次精轧直至累计变形量≥50％；

23、s33，将步骤s32中的中间坯在950～1050℃的温度下进行至少一次精轧直至累计变形量≥70％；

24、s34，对步骤s33中的中间坯进行终轧得到所述预制钢板，所述终轧步骤中，终轧温度为800～880℃；

25、s35，将步骤s34中的预制钢板冷却至400～550℃。

26、本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：根据本发明实施例的800mpa级别高韧性高强大梁钢通过成分设计并配合优化制造工艺，可以形成相比例≤30％的铁素体、相比例≥70％的贝氏体和纳米级的ti的析出相的微观组织，从而使得本发明实施例的800mpa级别高韧性高强大梁钢的屈服强度≥800mpa，抗拉强度≥850mpa，延伸率≥12％，-20℃纵向冲击功kv2≥80j，由于本发明实施例的800mpa级别高韧性高强大梁钢具有优异的综合力学性能，因此，在作为商用车大梁时，避免了采用双层结构大梁，实现了商用车的轻量化和减能减排。