一种460MPa级汽车大梁用镀层钢及其超快冷生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种汽车用钢及生产方法，具体地属于一种460MPa级汽车大梁用镀 层钢及其超快冷生产方法。
【背景技术】
[0002] 镀层用热乳钢在对于表面质量要求较高的汽车大梁得到广泛应用。热镀锌钢板表 面具有镀层光亮、色泽均匀，良好的耐久性和美观性的特点；同时，汽车大梁等零件还要求 钢材有良好的抗凹性，及应具有高屈强比。
[0003]目前，就其汽车大梁钢仍在Q345、Q235等级别钢种，再在此类钢种表面热镀锌层。 由于汽车工业的不断发展，其已不能满足制造高强度汽车结构件及其表面热镀锌的要求。 为此，钢铁行业厂商均在积极开展有关方面的研究及开发工作。
[0004] 现有技术中，对于钢板的冷却均采用一个较低或常规的稳定冷却速度冷却到要求 的温度，经本申请人的大量分析研究，采用此冷却方式生产的钢板，为达到规定的强度和组 织，往往需要添加较多的合金元素，生产成本较高。
[0005] 经初步检索，中国专利申请号为CN200910063433. 0的文献，公开了一种屈服强 度460MPa级镀层用热乳结构钢的生产方法，它包括依次包括如下步骤：炼钢、连铸、板坯 加热、热连乳、层流冷却、卷取；其特征在于在炼钢过程的化学成份及重量百分比为：C : 0? 05 ~0? 10% ;Si 彡 0? 04 ;Mn :1. 30 ~1. 65% ;P 彡 0? 030% ;S 彡 0? 012% ;Als :0? 01 ~ 0. 06% ;Nb :0. 035~0. 060% ;余量为Fe及不可避免的夹杂；在热乳中采用控制乳制，其中 板坯加热温度为1200~1260°C ;粗乳出口温度为1020~1080°C ;热乳终乳温度为790~ 850°C;在卷取过程中，卷取温度为540~600°C。列举的技术方案为：C:0. 075%;Si :0. 02%; Mn :1. 5% ;P :0? 02% ;S :0? 01% ;Als :0? 03% ;Nb :0? 050% ;板坯加热温度 1230 °C ;终乳温度 820°C ;卷取温度570°C。该文献为在经热乳后采用的常规层流冷却方式，其存在钢材设计 的合金含量高，成本较高的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术存在的不足，提供一种在保证屈服强度多460MPa、抗拉强度 520-670MPa，延伸率能够达到A彡19%，180°横向弯曲试验D=la合格，屈强比达到0. 85以 上的前提下，通过采用乳后超快速分段冷却工艺，并在较低的合金成分下，提高钢板的抗凹 性，镀层附着力得到进一步提高的460MPa级汽车大梁用镀层钢及生产方法。
[0007] 实现上述目的的措施： 一种460MPa级汽车大梁用镀层钢，其化学成分及重量百分比含量为：C :0. 06~0. 09%， Si ^ 0. 027%, Mn ：1. 00~1. 20%, P ^ 0. 015%, S ^ 0. 008%, Als ：0. 020-0. 060%, Nb ： 0. 020~0. 030%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0008] 优选地：Si的重量百分比含量不超过0. 02%。
[0009] 优选地：Nb的重量百分比含量在0? 023~0. 028%。
[0010] 生产一种460MPa级汽车大梁用镀层钢的方法，其步骤： 1) 经转炉冶炼后进入氩站吹氩，并常规加铝线脱氧及成分调整；控制吹氩时间：底吹 不低于4min，顶吹不低于5min ; 2) 经出钢并连铸成坯后对铸坯加热，其加热温度控制在1265~1300°C，加热时 30~40min ； 3) 进行分段热乳，并控制粗乳结束温度在1070~1100°C，控制精乳终乳温度在 865-890 °C ； 4) 采用变速度冷却方式进行层流冷却，即：先在冷却速度为120~140°C /秒下冷却至 700~740°C，再按照5~10°C /秒的冷却速度冷却至卷取温度； 5) 进行卷取，控制卷取温度在620~640°C ; 6) 进行精整及后工序。
[0011] 本发明中各组分及主要工艺的作用及控制的理由： 碳：碳是廉价的固溶强化元素。根据本钢种的应用范围，主要用于加工镀层用大梁、送 变电塔等零件，需要进行一定程度的冲压变形加工，因此要求材料在满足强度要求的同时， 具有良好的冷成形性能。如果其含量小于0.06%，则不能满足材料强度的要求；如果其含量 大于0. 09%，则不能满足材料的良好成形性能。所以，将其含量限定在0. 06~0. 09%范围。
[0012] 硅：硅是廉价而有效的钢液脱氧元素，也可以起到提高钢材强度的作用，但在本发 明中是作为有害元素加以控制的。应该是越低越好。这是因为硅在本发明中会恶化热乳钢 板的表面质量，同时在后续镀锌过程中使表面发黑，影响其可镀锌性。因此对于硅含量进行 了严格控制，将其含量限定在〇. 027%以下。优选地：Si的重量百分比含量不超过0. 02%。
[0013] 锰：锰是提高强度和韧性最有效的元素。如果其含量小于1. 〇〇%，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，且增加钢材的合金成本。鉴于此，将其上限定为1.20%，所以，将其含量限定在 1. 00 ~1. 20% 范围。
[0014] 磷：为了避免材料的焊接性能、冲压成形性能、韧性、二次加工性能发生恶化，设定 其含量上限为0. 015%。所以将其含量控制在0. 015%以下。
[0015] 硫：硫是非常有害的元素。钢中的硫常以锰的硫化物形态存在，这种硫化物夹杂对 钢的冲击韧性是十分不利的，并造成性能的各向异性，因此，需将钢中硫含量控制得越低越 好。基于对钢板冲压成形工艺和制造成本的考虑，拟将钢中硫含量控制在0. 008%以下。
[0016] 铝：铝是为了脱氧而添加的，当Als含量不足0.020%时，不能发挥其效果；另一方 面，由于添加多量的铝容易形成氧化铝团块，所以，规定Als上限为0.060%。因此，Als含量 限定在〇.020~0.060%范围。
[0017] 铌：铌主要通过细化晶粒和沉淀析出强化来提高钢的强度，是强烈的碳、氮化合物 形成元素，