发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带及其生产方法,该方法成本低廉,生产的钢带力学性能完全满足标准要求,产品通卷性能稳定,显微组织均匀、钢带各向异性性能均匀、带状组织不明显,从而提高轮辐形状均匀性,解决背景技术中的缺陷。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案是:
540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带,所述钢带化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.08-0.12%,Si:0.04-0.10%,Mn:1.3-1.4%,P≤0.012%,S≤0.004%,Als:0.020-0.050%,Nb:0.02-0.04%,Ti:0.01-0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质。
540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带的生产方法,包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序;所述冷却工序采用层流冷却工艺。
上述的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带的生产方法,所述连铸工序,冶炼得到的纯净钢水,通过电磁搅拌、动态轻压下技术,减少铸坯成分偏析、中心疏松,使夹杂物均匀分布,得到无缺陷的铸坯,铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.08-0.12%,Si:0.04-0.10%,Mn:1.3-1.4%,P≤0.012%,S≤0.004%,Als:0.020-0.050%,Nb:0.02-0.04%,Ti:0.01-0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质。
上述的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带的生产方法,所述连铸工序,铸坯取样检验钢中的气体N≤50ppm、H≤1.5ppm、O≤20ppm。
上述的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带的生产方法,所述加热工序,铸坯加热到1180-1220℃,保温180-250min,保证铸坯温度均匀;
所述轧制工序,粗轧最后道次轧制温度为1050-1080℃,精轧开轧温度为980-1020℃,终轧温度840~860℃,避开982-1028℃再结晶温区,避免再结晶温区轧制带来的性能恶化。
上述的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带的生产方法,所述冷却工序,采用层流冷却工艺,根据钢带的化学成分和轮辐旋压成形要求,层流冷却速率控制在24-38℃/s;
所述卷取工序,为保证钢带的性能,卷取温度为550-580℃。
上述的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带的生产方法,所述轧制工序,采用粗轧和精轧两阶段轧制模式,粗轧两机架轧制6-8道次,最后道次轧制温度为1050-1080℃;精轧轧制7道次,精轧开轧温度为980-1020℃,终轧温度为840-860℃。
上述的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带,所述钢带厚度为11~16mm;所述钢带屈服强度≥355MPa,抗拉强度540-660MPa,延伸率≥22%。
本发明冶炼成分设计方面主要以Mn、Nb为强化元素,进行微Ti固氮处理的成分设计理念,以提高车轮疲劳寿命;相比于现有技术中轮辐用钢,采用“提C降Mn”的设计思路,保证产品性能的基础上大大降低了合金成本,达到降本增效的目的。
冶炼工艺控制方面:①严格控制P、S有害元素和气体N含量,保证P≤0.012wt%、S≤0.004wt%、N≤0.005wt% ,防止偏析或夹杂引起的旋压开裂;②采用LF+RH双精炼工艺,全流程保护冶炼,夹杂物水平控制在2.0级以下;③连铸浇注过程投入动态轻压下,提高连铸扇形段设备精度,克服滞坯问题,相比于现有技术中的生产,增加轻压下总量,使铸坯液芯末端前4个扇形段位置压下量由原来的6mm增加至8mm,有效减轻中心偏析,避免铸坯内部缺陷,低倍检验偏析带满足C类≤1.5,内裂级别≤0.5。
轧制工序工艺参数设计方面:①板坯加热制度采用低温出炉,相比于现有技术中的生产同类车轮钢降低25-50℃,大大降低煤气消耗,达到降本增效目的;②相比于现有技术中的生产同类车轮钢,粗轧制阶段采用“3+5”全道次除磷,保证除磷水压力≥190bar。精轧阶段采用“低温快轧”,有效减少氧化铁皮厚度,保证产品具有优异的表面质量。
本发明540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带力学性能检测标准参考Q/HG102-2015。
采用上述技术方案的有益效果在于:
本发明生产的轮辐用带钢屈服强度范围≥355MPa,最大差值小于35MPa,抗拉强度为540~660MPa,最大差值小于40 MPa,延伸率≥30%,最大差值小于7%;本发明钢带显微组织和力学性能各向异性得到极大改善,钢带长度方向头、中、尾、1/4和3/4五处横向、纵向和45°方向性能波动小;本发明540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带通卷性能稳定,显微金相组织以铁素体和珠光体为主,晶粒度评级12级,平均晶粒尺寸0.0055mm,晶粒均匀、各向异性小,大幅度提高了轮辐旋压变形时的均匀性。采用该钢板制作的轮辐疲劳寿命可达到220万次以上,经过汽车车轮公司检验,可满足使用要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
一种540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带的生产方法,包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:冶炼得到的纯净钢水,通过电磁搅拌、动态轻压下等技术,减少铸坯成分偏析、中心疏松,使夹杂物均匀分布,得到无缺陷的铸坯,铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.08-0.12%,Si:0.04-0.10%,Mn:1.3-1.4%,P≤0.012%,S≤0.004%,Als:0.020-0.050%,Nb:0.02-0.04%,Ti:0.01-0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质;
铸坯取样检验钢中的气体N≤50ppm、H≤1.5ppm、O≤20ppm;
(2)加热工序:铸坯加热到1180-1220℃,保温180-250min,保证铸坯温度均匀;
(3)轧制工序:采用粗轧和精轧两阶段轧制模式,粗轧两机架轧制6-8道次,最后道次轧制温度为1050-1080℃。精轧轧制7道次,精轧开轧温度为980-1020℃,终轧温度为840-860℃。
(4)冷却工序:采用层流冷却工艺,根据钢带的化学成分和轮辐旋压成形要求,层流冷却速率控制在24-38℃/s;
(5)卷取工序:为保证钢带的性能,卷取温度为550-580℃。
实施例1
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带厚度为11mm,其化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.08%,Si:0.04%,Mn:1.30%,P:0.010%,S:0.003%,Als:0.025%,Nb:0.02%,Ti:0.01%,余量为Fe和不可避免的杂质;
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:冶炼得到的纯净钢水,通过电磁搅拌、动态轻压下等技术,减少铸坯成分偏析、中心疏松,使夹杂物均匀分布,得到无缺陷的铸坯,铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.08%,Si:0.04%,Mn:1.30%,P:0.010%,S:0.003%,Als:0.02%,Nb:0.02%,Ti:0.01%,余量为Fe和不可避免的杂质;
铸坯取样检验钢中的气体:N:33ppm、H:1.4ppm、O:12ppm;
(2)加热工序:铸坯加热到1180℃,保温180min,保证铸坯温度均匀;
(3)轧制工序:粗轧最后道次轧制温度为1050℃,精轧开轧温度为980℃,终轧温度为840℃,厚度为11mm;
(4)冷却工序:采用层流冷却工艺,根据钢带的化学成分和轮辐旋压成形要求,层流冷却速率控制在24℃/s;
(5)卷取工序:为保证钢带的性能,卷取温度为550℃。
获得的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带卷取温度经过测量后,在精轧出口钢卷头中尾宽度方向温差控制为13℃,长度方向温差控制为25℃,从而保证钢带性能稳定。
性能检测指标如下:
①钢带头部6-10m:屈服强度范围是451.2-476.3MPa,最大差值为25.1MPa,抗拉强度范围是553.5-581.4MPa,最大差值为28.9MPa,延伸率范围是25.7-28.3%,最大差值为2.6%。②带钢中间位置:屈服强度范围是456.5-469.4MPa,最大差值为12.9MPa,抗拉强度范围是550.5-578.2MPa,最大差值为27.7MPa,延伸率范围是26.1-27.9%,最大差值为1.8%。③带钢尾部6-10m:屈服强度范围是459.6-475.3MPa,最大差值为15.7MPa,抗拉强度范围是561.5-580.6MPa,最大差值为19.1MPa,延伸率范围是24.7-27.6%,最大差值为2.9%。
实施例2
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带厚度为11.75mm,其化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.09%,Si:0.05%,Mn:1.32%,P:0.008%,S:0.003%,Als:0.030%,Nb:0.025%,Ti:0.015%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:冶炼得到的纯净钢水,通过电磁搅拌、动态轻压下等技术,减少铸坯成分偏析、中心疏松,使夹杂物均匀分布,得到无缺陷的铸坯,铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.09%,Si:0.05%,Mn:1.32%,P:0.008%,S:0.003%,Als:0.030%,Nb:0.025%,Ti:0.015%,余量为Fe和不可避免的杂质;
铸坯取样检验钢中的气体:N:40ppm、H:1.4ppm、O:18ppm;
(2)加热工序:铸坯加热到1190℃,保温200min,保证铸坯温度均匀;
(3)轧制工序:粗轧最后道次轧制温度为1060℃,精轧开轧温度为985℃,终轧温度为845℃,厚度为11.75mm;
(4)冷却工序:采用层流冷却工艺,根据钢带的化学成分和轮辐旋压成形要求,层流冷却速率控制在30℃/s;
(5)卷取工序:为保证钢带的性能,卷取温度为560℃。
获得的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带卷取温度经过测量后,在精轧出口钢卷头中尾宽度方向温差控制为10℃,长度方向温差控制为25℃,从而保证了钢带性能稳定。
性能检测指标如下:
①钢带头部6-10m:屈服强度范围是425.2-437.4MPa,最大差值为12.2MPa,抗拉强度范围是565.2-574.5MPa,最大差值为9.3MPa,延伸率范围是24.1-26.6%,最大差值为2.5%。②钢带中间位置:屈服强度范围是451.2-466.3MPa,最大差值为15.1MPa,抗拉强度范围是566.7-571.1MPa,最大差值为4.4MPa,延伸率范围是25.1-27.7%,最大差值为2.6%。③钢带尾部6-10m:屈服强度范围是469.5-472.7MPa,最大差值为3.2MPa,抗拉强度范围是577.3-589.2MPa,最大差值为11.9MPa,延伸率范围是26.4-30.5%,最大差值为4.1%。
实施例3
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带厚度为13.75mm,其化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.10%,Si:0.07%,Mn:1.35%,P:0.009%,S:0.003%,Als:0.030%,Nb:0.030%,Ti:0.020%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:冶炼得到的纯净钢水,通过电磁搅拌、动态轻压下等技术,减少铸坯成分偏析、中心疏松,使夹杂物均匀分布,得到无缺陷的铸坯,铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.10%,Si:0.07%,Mn:1.35%,P:0.009%,S:0.003%,Als:0.030%,Nb:0.030%,Ti:0.020%,余量为Fe和不可避免的杂质;
铸坯取样检验钢中的气体:N:43ppm、H:1.5ppm、O:20ppm;
(2)加热工序:铸坯加热到1200℃,保温220min,保证铸坯温度均匀;
(3)轧制工序:粗轧最后道次轧制温度为1065℃,精轧开轧温度为990℃,终轧温度为850℃,厚度为13.75mm;
(4)冷却工序:采用层流冷却工艺,根据钢带的化学成分和轮辐旋压成形要求,层流冷却速率控制在32℃/s;
(5)卷取工序:为保证钢带的性能,卷取温度为565℃。
获得的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带卷取温度经过测量后,在精轧出口钢卷头中尾宽度方向温差控制为15℃,长度方向温差控制为28℃,从而保证了钢带性能稳定。
性能检测指标如下:
①钢带头部6-10m:屈服强度范围是418.3-437.2MPa,最大差值为18.9MPa,抗拉强度范围是555.4-574.5MPa,最大差值为19.1MPa,延伸率范围是23.1-27.6%,最大差值为4.5%。②钢带中间位置:屈服强度范围是451.7-476.2MPa,最大差值为24.5MPa,抗拉强度范围是558.4-581.5MPa,最大差值为23.1MPa,延伸率范围是24.5-27.7%,最大差值为3.2%。③钢带尾部6-10m:屈服强度范围是472.5-492.2MPa,最大差值为19.7MPa,抗拉强度范围是564.3-591.5MPa,最大差值为27.2MPa,延伸率范围是25.7-32.5%,最大差值为6.8%。
实施例4
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带厚度为14.5mm,其化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.11%,Si:0.08%,Mn:1.38%,P:0.011%,S:0.003%,Als:0.04%,Nb:0.035%,Ti:0.025%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:冶炼得到的纯净钢水,通过电磁搅拌、动态轻压下等技术,减少铸坯成分偏析、中心疏松,使夹杂物均匀分布,得到无缺陷的铸坯,铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.11%,Si:0.08%,Mn:1.38%,P:0.011%,S:0.003%,Als:0.04%,Nb:0.035%,Ti:0.025%,余量为Fe和不可避免的杂质;
铸坯取样检验钢中的气体:N:45ppm、H:1.5ppm、O:15ppm;
(2)加热工序:铸坯加热到1210℃,保温230min,保证铸坯温度均匀;
(3)轧制工序:粗轧最后道次轧制温度为1070℃,精轧开轧温度为1000℃,终轧温度为850℃,厚度为14.5mm;
(4)冷却工序:采用层流冷却工艺,根据钢带的化学成分和轮辐旋压成形要求,层流冷却速率控制在36℃/s;
(5)卷取工序:为保证钢带的性能,卷取温度为570℃。
获得的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带卷取温度经过测量后,在精轧出口钢卷头中尾宽度方向温差控制为20℃,长度方向温差控制为30℃,从而保证钢带性能稳定。
性能检测指标如下:
①钢头部6-10m:屈服强度范围是451.7~472.3MPa,最大差值为20.6MPa,抗拉强度范围是566.5~592.4MPa,最大差值为25.9MPa,延伸率范围是24.6~29.3%,最大差值为4.7%。②带钢中间位置:屈服强度范围是452.5~475.7MPa,最大差值为23.2MPa,抗拉强度范围是580.6~618.1MPa,最大差值为37.5MPa,延伸率范围是23.5~28.5%,最大差值为5%。③带钢尾部6-10m:屈服强度范围是465.4~490.2MPa,最大差值为24.8MPa,抗拉强度范围是581.9~619.5MPa,最大差值为37.6MPa,延伸率范围是23.3~29.5%,最大差值为6.2%。
实施例5
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带厚度为15.75mm,其化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.11%,Si:0.09%,Mn:1.39%,P:0.007%,S:0.003%,Als:0.04%,Nb:0.038%,Ti:0.028%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:冶炼得到的纯净钢水,通过电磁搅拌、动态轻压下等技术,减少铸坯成分偏析、中心疏松,使夹杂物均匀分布,得到无缺陷的铸坯,铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.11%,Si:0.09%,Mn:1.39%,P:0.007%,S:0.003%,Als:0.04%,Nb:0.038%,Ti:0.028%,余量为Fe和不可避免的杂质;
铸坯取样检验钢中的气体:N:50ppm、H:1.2ppm、O:20ppm;
(2)加热工序:铸坯加热到1215℃,保温240min,保证铸坯温度均匀;
(3)轧制工序:粗轧最后道次轧制温度为1075℃,精轧开轧温度为1010℃,终轧温度为855℃,厚度为15.75mm;
(4)冷却工序:采用层流冷却工艺,根据钢带的化学成分和轮辐旋压成形要求,层流冷却速率控制在37℃/s;
(5)卷取工序:为保证钢带的性能,卷取温度为575℃。
获得的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带卷取温度经过测量后,在精轧出口钢卷头中尾宽度方向温差控制为23℃,长度方向温差控制为32℃,从而保证钢带性能稳定。
性能检测指标如下:
①钢头部6-10m:屈服强度范围是457.7~481.3MPa,最大差值为20.6MPa,抗拉强度范围是547.3~571.4MPa,最大差值为24.1MPa,延伸率范围是23.2~28.4%,最大差值为5.2%。②带钢中间位置:屈服强度范围是467.5~492.1MPa,最大差值为24.6MPa,抗拉强度范围是571.5~602.3MPa,最大差值为30.8MPa,延伸率范围是25.7~31.4%,最大差值为5.7%。③带钢尾部6-10m:屈服强度范围是467.5~499.2MPa,最大差值为31.7MPa,抗拉强度范围是579.5~611.3MPa,最大差值为31.8MPa,延伸率范围是23.7~30.3%,最大差值为6.6%。
实施例6
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带厚度为16mm,其化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.12%,Si:0.10%,Mn:1.4%,P:0.012%,S:0.004%,Als:0.05%,Nb:0.04%,Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)连铸工序:冶炼得到的纯净钢水,通过电磁搅拌、动态轻压下等技术,减少铸坯成分偏析、中心疏松,使夹杂物均匀分布,得到无缺陷的铸坯,铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:C:0.12%,Si:0.10%,Mn:1.4%,P:0.012%,S:0.004%,Als:0.035%,Nb:0.04%,Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质;
铸坯取样检验钢中的气体:N:43ppm、H:1.5ppm、O:10ppm;
(2)加热工序:铸坯加热到1220℃,保温250min,保证铸坯温度均匀;
(3)轧制工序:粗轧最后道次轧制温度为1080℃,精轧开轧温度为1020℃,终轧温度为860℃,厚度为16mm;
(4)冷却工序:采用层流冷却工艺,根据钢带的化学成分和轮辐旋压成形要求,层流冷却速率控制在38℃/s;
(5)卷取工序:为保证钢带的性能,卷取温度为580℃。
获得的540Mpa级汽车轮辐用540LF钢带卷取温度经过测量后,在精轧出口钢卷头中尾宽度方向温差控制为25℃,长度方向温差控制为35℃,从而保证钢带性能稳定。
性能检测指标如下:
①头部6-10m:屈服强度范围是441.2~462.7MPa,最大差值为21.5MPa,抗拉强度范围是547.5~572.4MPa,最大差值为24.9MPa,延伸率范围是23.2~27.3%,最大差值为4.1%。②带钢中间位置:屈服强度范围是468.6~488.5MPa,最大差值为19.9MPa,抗拉强度范围是560.6~588.1MPa,最大差值为27.5MPa,延伸率范围是23.4~29.5%,最大差值为6.1%。③带钢尾部6-10m:屈服强度范围是475.4~500.5MPa,最大差值为25.1MPa,抗拉强度范围是571.2~601.5MPa,最大差值为30.3MPa,延伸率范围是22.3~27.5%,最大差值为5.2%。