CN110295325A - Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带及其生产方法 - Google Patents

Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带及其生产方法，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；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。本发明采用低碳、常规锰、钛合金成分设计，通过冷却路径、中温卷取控制，所得钢带适合生产日系汽车车桥前托架等汽车冲压件，有利于减轻车身重量，降低燃油消耗。

Description

Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带及其生产方法
技术领域
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。
发明内容
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1 Ti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2 Ti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3 Ti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4 Ti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5 Ti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6 Ti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7 Ti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8 Ti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9 Ti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10 Ti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1-10 Ti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1-10 Ti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。

Claims (9)

1.一种Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的一种Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带，其特征在于，所述钢带厚度为1.8～3.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带，其特征在于，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%。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带的生产方法，其特征在于，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℃。
5.根据权利要求4所述的一种Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带的生产方法，其特征在于，所述卷取工序，卷取温度460～520℃。
6.根据权利要求4所述的一种Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，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。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带的生产方法，其特征在于，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。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带的生产方法，其特征在于，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。
9.根据权利要求4-6任意一项所述的一种Ti微合金化540MPa级高扩孔钢钢带的生产方法，其特征在于，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℃。
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