一种具有良好耐腐蚀性的600MPa级汽车车轮钢及其制造方法与流程

一种具有良好耐腐蚀性的600mpa级汽车车轮钢及其制造方法
技术领域
1.本发明涉及一种具有良好耐腐蚀性的600mpa级汽车车轮钢及其制造方法，属于低合金高强钢生产技术领域。


背景技术：

2.随着商用车轻量化发展，汽车等零部件的轻量化也日益迫切。传统高强钢往往通过在钢中添加nb、v、mo等合金元素，提升钢材强度。车轮零件属于汽车底盘件和安全件，尤其是商用车工况复杂，服役条件较为恶劣，车轮零件往往受到环境腐蚀导致使用寿命下降，从而影响了轻量化车轮零件的推广应用。
3.经初步检索，中国专利申请号为：cn201410786247的文献，公开了一种600mpa级的厚规格热轧轮辐用钢及其制造方法，所述轮辐钢的化学成分质量百分比为，0.06～0.12％c、0.20～0.60％si、0.80～1.20％mn、0.02～0.06％alt、0.50～1.00％cr、0.03～0.08％p、s≤0.005％，n≤0.006％余量为fe及不可避免的杂质。钢坯加热温度为1150～1250℃，精轧终轧温度760-840℃，轧后采用常规冷却工艺，以20～100℃/s的冷速冷却到350℃以下进行卷取。该专利制备材料为涉及耐腐蚀性能，且容易产生锈蚀缺陷。
4.中国专利申请号为：cn202011378962的文献，公开了一种540mpa级厚规格汽车轮辐用钢，其包括：0.05～0.10wt％的c，1.00～2.00wt％的mn，0.05～0.30wt％的si，0.02～0.05wt％的nb，0.01～0.05wt％的ti，0.01～0.05wt％的als，p≤0.020wt％，s≤0.010wt％，余量为fe。金相组织为铁素体+珠光体，其屈服强度≥450mpa，抗拉强度≥540mpa，延伸率≥20％，180
°
冷弯试验d＝a合格，晶粒度≥10级。该专利制备材料未涉及耐腐蚀性能。
5.中国专利申请号为：cn201810404146的文献，公开了一种590mpa级轮辐用钢的生产方法，带钢出精轧；采用超快冷高压快速冷却工艺，将所述带钢冷却至640℃；按照常规层流冷却将所述带钢冷却至目标卷取温度；将所述带钢空冷到室温。该专利制备材料未涉及耐腐蚀性能。
6.中国专利申请号为：cn 201610392108.9的文献，其公开了一种厚规格载重汽车轮辐用钢及其制备方法。由以下重量百分比成分组成：c：0.07～0.10％，si：0.01～0.20％，mn：0.85～1.00％，p：0.01％～0.025％，s：0.01％～0.015％，als：0.010～0.050％，其余为fe和不可避免的杂质；其制备方法包括：板坯加热温度为1200～1240℃；粗轧采用5道次轧制，每道次变形量≥20％；精轧入口温度985～1050℃，终轧温度为830～870℃；采用分段冷却方式，卷取温度为530～580℃。该专利制备材料未涉及耐腐蚀性能。
7.中国专利申请号为：cn201410116557的文献，公开了一种重卡超厚钢制轮辐用钢及其制造方法，微量元素质量百分比：碳：0.07～0.12％；硅：0.05～0.15％；锰：0.7～1.1％；铌：0.01～0.03％；钛：0.01～0.03％；磷：≤0.015％；硫：≤0.005％；铝：0.02～0.05％；氮:≤0.006％，制造方法为经kr脱硫和lf法处理得到铸坯，进行粗轧与精轧，层流冷却，卷取得到所需钢。该专利制备材料未涉及耐腐蚀性能。
8.因此，得到同时具有强度达到600mpa和良好耐腐蚀性能的车轮钢是当务之急。


技术实现要素：

9.本发明目的在于提供一种具有良好耐腐蚀性的600mpa级汽车车轮钢及其制造方法，其生产的车轮用钢厚度≥8mm，钢材屈服强度≥450mpa、抗拉强度600～730mpa，延伸率a≥20％，同时钢材平均腐蚀速率≤1.8g/m2·
h，具有良好的耐腐蚀性能。
10.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
11.提供一种具有良好耐腐蚀性的600mpa级汽车车轮钢，
12.优选地，所述cu的重量百分含量在0.22～0.27％。
13.优选地，所述cr的重量百分含量在0.50～0.89％。
14.优选地，所述汽车车轮钢厚度≥8mm。
15.优选地，所述汽车车轮钢平均腐蚀速率≤1.8g/m2·
h。
16.优选地，所述汽车车轮钢屈服强度≥450mpa、抗拉强度600～730mpa，延伸率a≥20％。
17.提供一种上述具有良好耐腐蚀性的600mpa级汽车车轮钢的制造方法，其步骤：
18.1)钢水经过转炉冶炼后进入lf炉精炼并进行镁处理，镁线加入量1～10g/t；
19.2)对铸坯进行加热：加热温度控制在1210～1235℃，加热时间≥100min；
20.3)对加热后铸坯进行分段轧制：控制粗轧结束温度在1040～1080℃，控制精轧终轧温度在800～850℃；
21.4)轧制后采用高冷速进行冷却，冷却速度≥120℃/s，冷却温度610～650℃；
22.5)随后钢卷进行空冷，空冷时间10～20s，空冷至490～550℃进行卷取。
23.优选地：镁线加入量4～8g/t。
24.优选地：铸坯加热温度控制在1220～1230℃。
25.优选地：冷却温度630～645℃，空冷时间12～18s，卷取温度495～530℃。
26.本发明中主要组分及工艺的作用及控制的理由：
27.碳：碳是廉价的固溶强化元素。根据本钢种的应用范围，主要用于加工汽车车轮轮辐等零件，一般采用旋压方式进行加工。如果其含量小于0.12％，则不能满足材料强度的要求；如果其含量大于0.20％，则不能满足材料的良好成形性能。所以，将其含量限定在0.12～0.20％范围。
28.铜：铜在钢中主要起固溶及沉淀强化作用，同时通过钢与其表面二次析出的cu之间的阴极接触，能促使钢阳极钝化，形成的锈层能够有效保护钢基体，从而显著提高钢的耐腐蚀性能。但当cu含量大于0.30％时，钢板表面易出现铜脆现象，所以本发明将cu含量控制为0.20％～0.30％。
29.铬：铬有利于细化铁素体晶粒，提高钢板强度，同时，铬能在钢表面形成致密的氧化膜，提高钢的钝化能力，从而提高耐腐蚀性能，同时控制cr/cu比在2～3.3之间，以获得最佳的耐蚀性能。所以，本发明将cr含量控制为0.4％～1.0％。
30.锰：锰是提高强度和韧性最有效的元素。如果其含量小于0.55％，则不能满足材料强度要求；但是添加多量的锰，会导致增加钢的淬透性，由于焊接硬化层的出现而使裂纹敏感性增高，且增加钢材的合金消耗量，不符合绿色制造要求。鉴于此，将其上限定为0.90％，
所以，将其含量限定在0.55～0.90％范围。
31.钛：钛是提高钢材强度的最经济元素之一。配合合适的工艺发挥tic的析出，可使钢材达到设计的强度级别。如果钛低于0.065％，析出数量不足会导致强度达不到设计下限，钛高于0.085％会导致硬质ti析出物数量过多，不利于车轮零件成形。所以，将其含量限定在0.065～0.085％范围。
32.本发明的有益效果如下：
33.1.本发明提供了一种具有良好耐腐蚀性的600mpa级汽车车轮钢，在满足600mpa级高强度和延伸率要求下，还具备良好的耐大气腐蚀性能，增加车轮的使用寿命；其中所得钢材屈服强度≥450mpa、抗拉强度600～730mpa，延伸率a≥20％，同时钢材平均腐蚀速率≤1.8g/m2·
h，车轮零件的耐腐蚀性能良好。
34.2.本发明提供了一种具有良好耐腐蚀性的600mpa级汽车车轮钢的制造方法，其中，精炼过程中添加镁线进行夹杂物处理，可有效细化夹杂物尺寸，提高材料的成形性能；同时轧制后钢卷采用分段冷却+中温卷取工艺的创新工艺，利用析出强化提高了材料的强度，并改善了高cr等合金元素对成形性能的不利影响，提高了材料的加工成形性能；所得车轮钢同时具有600mpa级高强度和良好的耐腐蚀性能。
35.3.通过生产工艺创新，采用低合金添加量的方式达到高强度要求，有效减少了mn等合金元素添加量，减少资源消耗，符合绿色制造的要求。
具体实施方式
36.下面结合具体实施例对本发明的技术方案予以详细描述：
37.表1为本发明各实施例与对比例的组分取值列表；
38.表2为本发明各实施例与对比例工艺参数取值。
39.表3为本发明各实施例与对比例的性能检测数据列表。
40.本发明各实施例均按以下步骤生产：
41.1)钢水经过转炉冶炼后进入lf炉精炼并进行镁处理，镁线加入量1～10g/t；
42.2)对铸坯进行加热：加热温度控制在1210～1235℃，加热时间≥100min；
43.3)对加热后铸坯进行分段轧制：控制粗轧结束温度在1040～1080℃，控制精轧终轧温度在800～850℃；
44.4)轧制后采用高冷速进行冷却，冷却速度≥120℃/s，冷却温度610～650℃；
45.5)随后钢卷进行空冷，空冷时间10～20s，空冷至490～550℃进行卷取。
46.表1.本发明各实施例和对比例的化学成分列表(wt％)
47.实施例cmnsicucrtips10.130.570.050.290.960.0770.0130.00320.170.890.080.200.400.0650.0120.00230.150.630.070.260.860.0810.0100.00240.180.900.060.280.920.0690.0080.00350.200.720.070.301.000.0730.0090.00460.140.550.050.210.690.0650.0130.00170.190.810.080.260.860.0820.0110.003
80.120.760.090.220.730.0780.0120.00190.160.590.050.270.890.0670.0140.002100.150.650.060.250.830.0800.0150.003对比例10.071.660.1200.150.0160.0120.004对比例20.091.550.1100.220.0150.0120.002
48.表2.本发明各实施例和对比例的主要工艺参数表
[0049][0050]
表3.本发明各实施例和对比例的性能和耐腐蚀性能试验结果
[0051]
[0052]
注：表2与表3中的成分1-10与表1中的成分1-10为对应关系。
[0053]
其中耐大气腐蚀性能测试以普通600mpa级车轮钢为对比样品，按照耐候结构钢周期侵润试验方法(gb/t 4171-2008)进行72h的周期侵润循环腐蚀实验，腐蚀方法：温度23
±
2℃，10％h2so4+3.5％nacl，周浸72h。通过计算样品单位面积额腐蚀失重量求得平均腐蚀速率。
[0054]
从表3结果中可以看出，本发明钢屈服强度≥450mpa、抗拉强度600～730mpa，延伸率a≥20％，同时钢材平均腐蚀速率≤1.8g/m2·
h，且具有良好的耐大气腐蚀性能。
[0055]
以上实施例仅为最佳举例，并非为本发明技术方案的全部。