CN102071359B - 一种超高强度汽车结构钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超高强度汽车结构钢及其生产方法，适用于中薄板坯生产线，属于冶金行业高强度钢生产技术领域。技术方案是：化学成分质量分数：C：≤0.11%； Mn：1.6-2.0%；Si：0.3-0.5%；Nb：0.02-0.06%；Ti：0.07-0.12%；Mo：0.15-0.40%；Als：0.015-0.030%；余量Fe。上述超高强度汽车结构钢用于制造汽车结构件的钢板，抗拉强度：≥800Mpa，屈服强度：≥700延伸率：≥14%，0℃冲击：≥60J。本发明通过优化成分设计、改进生产中各工序的工艺参数，生产用于制造汽车结构件的钢板，可满足汽车用钢的各项力学性能指标，并通过控制中薄板坯轧制过程中的粗轧、精轧及卷取温度等生产方法，使钢种完全满足制作超高强度汽车结构件的性能要求，提高汽车结构钢强度，使汽车的自重大大减轻，有利于节能减排。
Description
技术领域
本发明涉及一种超高强度汽车结构钢及其生产方法，适用于中薄板坯生产线，属于冶金行业高强度钢生产技术领域。
背景技术
随着冶金技术的发展，对钢中各种元素的控制精度越来越高，而对杂质元素的去除达到了较高的水平。这些技术进步，使超高强度钢种的冶炼成为可能；同时轧钢技术的提高，为超高强度钢种的轧制生产提供了保证。目前，应用于汽车结构件上的钢板主要为Q345B级别，而Q345B是通过C—Mn的固溶强化，其化学成分为：C： 0.16-0.20%、Mn ：1.00-1.55%、Si：0.20-0.50%、Als：≥0.015%，其余为铁。其强度要求仅为抗拉强度：≥470Mpa，屈服强度：≥345。因此生产工艺简单，主要过程为：(1)板坯的出炉温度：1100-1200℃；精轧进口温度为1020-1080℃。(2)终轧温度为：860-890℃；(3)卷取温度为： 580-630℃；按照该工艺生产的钢种力学性能水平为：抗拉强度：520-610Mpa；屈服强度：385-430Mpa。由于强度不高，只能通过增加钢板厚度来提高支撑力，造成了材料浪费，同时增加了汽车自重。近几年在全球低碳经济和能源经济的背景下，汽车轻量化的行业要求逐年提高，尤其是随着汽车保有量不断增加，燃油价格的不断上涨，汽车工业对轻量化、安全、环保以及燃油经济性要求也越来越高，而节能和环保则要求汽车生产厂家在确保汽车安全性的基础上尽量降低车身重量。汽车轻量化的主要途径是对汽车用钢的规格进行减薄，从而达到减轻汽车自重，如何生产出超高强度汽车结构钢成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明目的是提供一种超高强度汽车结构钢及其生产方法，提高汽车结构钢强度，使汽车的自重大大减轻，有利于节能减排，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种超高强度汽车结构钢，其特别之处是化学成分质量分数为C ≤0.11%； Mn 1.6-2.0%；Si 0.3-0.5%； Nb 0.02-0.06%；Ti 0.07-0.12%； Mo 0.15-0.40%；Als 0.015-0.030%；余量Fe。
上述超高强度汽车结构钢用于制造汽车结构件的钢板，抗拉强度：≥800Mpa，屈服强度：≥700延伸率：≥14%，0℃冲击：≥60J。
一种超高强度汽车结构钢的生产方法，它包括如下生产工艺流程：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、中等厚度板坯连铸、步进式加热炉加热、粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却控制、卷取、成品；转炉炼钢、LF精炼工序中控制钢液化学成分质量分数：C ≤0.11%； Mn 1.6-2.0%；Si 0.3-0.5%； Nb 0.02-0.06%；Ti 0.07-0.12%； Mo 0.15-0.40%；Als 0.015-0.030%；余量Fe。
所述工艺流程中转炉炼钢工序，Mo元素的合金化通过在转炉中加入Mo—Fe进行合金化；Mn通过在出钢过程中脱氧后用低碳锰铁进行合金化；Ti在LF精炼后进行合金化。
所述中等厚板坯连铸工序，拉速为1.2-2.0m/min，出结晶器的铸坯厚度为150mm，连铸全过程采用惰性气体保护浇注。
所述热卷箱工序，是在粗轧之后将轧板的头部和尾部进行置换，使中间坯进行均热。
所述的粗轧工序，开轧温度为1150-1200℃，中间坯尺寸35-40mm。
所述的精轧工序，入口温度980-1050℃；终轧温度830-870℃。
所述的卷取工序，根据产品性能及规格控制卷取温度为500-580℃。
采用上述工艺方法可以得到满足生产汽车结构件的超高强度钢材。
本发明的有益效果：本发明通过优化成分设计、改进生产中各工序的工艺参数，生产用于制造汽车结构件的钢板，可满足汽车用钢的各项力学性能指标，并通过控制中薄板坯轧制过程中的粗轧、精轧及卷取温度等生产方法，使钢种完全满足制作超高强度汽车结构件的性能要求，提高汽车结构钢强度，使汽车的自重大大减轻，有利于节能减排。
附图说明
图1是本发明实施例的金相组织图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明。
一种超高强度汽车结构钢，其特别之处是化学成分质量分数为，C：≤0.11%； Mn：1.6-2.0%；Si：0.3-0.5%； Nb：0.02-0.06%；Ti：0.07-0.12%； Mo：0.15-0.40%；Als：0.015-0.030%；余量Fe。上述超高强度汽车结构钢用于制造汽车结构件的钢板，抗拉强度：≥800Mpa，屈服强度：≥700延伸率：≥14%，0℃冲击：≥60J。
一种超高强度汽车结构钢的生产方法，它包括如下生产工艺流程：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、中等厚度板坯连铸、步进式加热炉加热、粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却控制、卷取、成品；转炉炼钢、LF精炼工序中控制钢液化学成分质量分数：C：≤0.11%； Mn：1.6-2.0%；Si：0.3-0.5%； Nb：0.02-0.06%；Ti：0.07-0.12%； Mo：0.15-0.40%；Als：0.015-0.030%；余量Fe。所述工艺流程中转炉炼钢工序，Mo元素的合金化通过在转炉中加入Mo—Fe进行合金化；Mn通过在出钢过程中脱氧后用低碳锰铁进行合金化；Ti在LF精炼后进行合金化。所述中等厚板坯连铸工序，拉速为1.2-2.0m/min，出结晶器的铸坯厚度为150mm，连铸全过程采用惰性气体保护浇注。所述热卷箱工序，是在粗轧之后将轧板的头部和尾部进行置换，使中间坯进行均热。所述的粗轧工序，开轧温度为1150-1200℃，中间坯尺寸35-40mm。所述的精轧工序，入口温度980-1050℃；终轧温度830-870℃。所述的卷取工序，根据产品性能及规格控制卷取温度为500-580℃。
参照附图1，本发明金相组织为针状铁素体。
本发明的具体实施例如下：
实施例一：
生产8.0mm厚度钢材，化学成分如下：C%：0.10；Mn%：1.86；Si%：0.48；Nb%： 0.057；Ti%： 0. 11；Mo%：0.34；Als%：0.020；其余为铁。板坯开轧温度为1190℃，进入粗轧机粗轧；中间坯40mm厚，进入热卷箱均温；经均温的中间坯进入精轧机精轧，其精轧机入口温度为1000℃，终轧温度为840 ℃；卷取温度为520℃。
实施例二：
生产6.0mm厚度钢材，化学成分如下：C%：0.07；Mn%：1.80；Si%： 0.42；Nb%： 0.043；Ti%： 0. 098；Mo%：0.29；Als%：0.028；其余为铁。板坯加热温度为1160℃，进入粗轧机粗轧；中间坯35mm厚，粗轧后的中间坯进入热卷箱均温；经均温的中间坯进入精轧机精轧，其精轧机入口温度为1020℃，终轧温度为850 ℃；卷取温度为550℃。
实施例三：
轧制3.0mm厚度钢材，化学成分如下：C%：0.0.05；Mn%：1.62；Si%： 0.34；Nb%： 0.023；Ti%： 0. 073；Mo%：0.18；Als%：0.018；其余为铁。板坯加热温度为1170℃，进入粗轧机粗轧；中间坯35mm厚，粗轧后的中间坯进入热卷箱均温；经均温的中间坯进入精轧机精轧，其精轧机入口温度为1050℃，终轧温度为870 ℃；卷取温度为580℃。
实施例四：
轧制10.0mm厚度钢材，化学成分配比如下：C：0.11%； Mn：1.6%；Si：0.3~0.5%； Nb：0.02%；Ti：0.07%； Mo：0.15%；Als：0.015%；余量Fe。板坯加热温度（开轧温度）为1150℃，进入粗轧机粗轧；中间坯35mm厚，粗轧后的中间坯进入热卷箱均温；经均温的中间坯进入精轧机精轧，其精轧机入口温度为980℃，终轧温度为830 ℃；卷取温度为500℃。
实施例五：
轧制3.5mm厚度钢材，化学成分配比如下：C：0.11%； Mn：2.0%；Si：0.5%； Nb：0.06%；Ti：0.12%； Mo：0.40%；Als：0.030%；余量Fe。板坯加热温度（开轧温度）为1200℃，进入粗轧机粗轧；中间坯40mm厚，粗轧后的中间坯进入热卷箱均温；经均温的中间坯进入精轧机精轧，其精轧机入口温度为1050℃，终轧温度为870 ℃；卷取温度为580℃。
上述各实施例超高强度汽车结构钢用于制造汽车结构件的钢板，抗拉强度：≥800Mpa，屈服强度：≥700延伸率：≥14%，0℃冲击：≥60J。
Claims (1)
1.一种超高强度汽车结构钢的生产方法，其特征在于它包括如下生产工艺流程：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、中等厚度板坯连铸、步进式加热炉加热、粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却控制、卷取、成品；转炉炼钢、LF精炼工序中控制钢液化学成分质量分数：C：≤0.11%； Mn：1.6~2.0%；Si：0.3~0.5%； Nb：0.02~0.06%；Ti：0.07~0.12%； Mo：0.15~0.40%；Als：0.015～0.030%；余量Fe，其抗拉强度：≥800Mpa，屈服强度：≥700 Mpa，延伸率：≥14%，0℃冲击：≥60J；所述工艺流程中转炉炼钢工序，Mo元素的合金化通过在转炉中加入Mo—Fe进行合金化；Mn通过在出钢过程中脱氧后用低碳锰铁进行合金化；Ti在LF精炼后进行合金化；所述热卷箱工序，是在粗轧之后将轧板的头部和尾部进行置换，使中间坯进行均热；所述的粗轧工序，开轧温度为1150-1200℃，中间坯尺寸35-40mm；所述的精轧工序，入口温度980-1050℃；终轧温度830-870℃；所述的卷取工序，根据产品性能及规格控制卷取温度为500-580℃；
所述中等厚板坯连铸工序，拉速为1.2-2.0m/min，出结晶器的铸坯厚度为150mm，连铸全过程采用惰性气体保护浇注。
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