CN117467883A - 一种汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法,包括:炼钢工艺流程,轧钢工艺流程;其中:转炉采用双渣操作,终点碱度按4.0控制;转炉终点控制目标C≥0.15%,P≤0.020%;VD深真空时间≥15min,软吹时间≥13min;过热度≤30℃,0.55m/min≤铸机拉速≤0.58m/min;加热温度≤1230℃;加热时间≥4小时;开轧温度≤1050℃;终轧温度≤850℃;还用公开了其成分组成。本发明的目的是提供一种汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法,通过稀土对夹杂物处理及添加VN合金元素细化晶粒并协同配合优化的工艺,同时提高材料的塑性韧性及强度。
Description
技术领域
本发明涉及材料冶金领域,尤其涉及一种汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法。
背景技术
非调质钢的研制开发是由于20世纪70年代初出现的石油危机,经济的萧条给各行业尤其是汽车工业带来极大的影响,各国都相继的降低生产成本和节约能源,其中对钢材能否省去调质这一工序产生了极大的兴趣,从而促进了非调质钢的开发和应用。德国的Gerlach公司是第一个研制出微合金非调质钢钢种49MnVS3,目的是替代CK45钢并采用控锻的方法制造出汽车曲轴。1972年进入工业规模生产。微合金化和控制轧制、控制冷却技术是在对低碳钢的研究中发展起来的,随着人们认识的不断深入,微合金化与控制轧制和控制冷却相结合,使微合金钢得到了进一步的发展,应用范围不断扩大,并逐渐应用于中碳结构钢,形成并发展了微合金非调质钢。
随着汽车行业的快速发展,汽车安全性、稳定性及能耗等指标要求汽车零部件可靠、环保与减重;同时,汽车零部件的加工制造以数控机床为中心,对材料的切削性能提出越来越高的要求,因此高强韧性的易切削非调质钢成为汽车零部件的最佳选择。
专利号CN 112080688 A公布了《一种中碳铌钒钛复合强化非调质钢及其生产方法》采用中碳Nb、V、Ti复合强化,合金元素复杂且需要控轧控冷,生产成本高不易推广等缺点。
传统的易切削钢含有Pb元素,其加工性能优良,但是这种重金属元素对环境有害,随着对环保的重视,而逐步淘汰;另外一种是含硫的易切削钢,其切削加工性能随着硫含量的增加而改善,然而硫含量过高会带来轧制及锻造加工过程中的热脆现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法,通过稀土对夹杂物处理及添加VN合金元素细化晶粒并协同配合优化的工艺,同时提高材料的塑性韧性及强度。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
本发明一种汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法,包括:炼钢工艺流程:转炉—炉外精炼—VD真空处理—连铸—缓冷,轧钢工艺流程:铸坯加热—高压水除磷—Ф850mm开坯机—Ф700mm×3+Ф550mm×4连轧机组轧制—锯切—无损检测—检查—修磨—打捆—入库—发货;其特征在于:其中:
炼钢工艺中控制的技术参数为:转炉采用双渣操作,终点碱度按4.0控制;转炉终点控制目标C≥0.15%,P≤0.020%;VD深真空时间≥15min,软吹时间≥13min;过热度≤30℃,0.55m/min≤铸机拉速≤0.58m/min;
轧钢工艺中控制的技术参数为:加热温度≤1230℃;加热时间≥4小时;开轧温度≤1050℃;终轧温度≤850℃;
其化学元素质量百分比为:C:0.47%-0.52%,Mn:0.80%-0.90%,Si:0.30%-0.40%,P:≤0.020%,S:0.045%-0.0.065%,V:0.09%-0.11%,Al:0.015%-0.030%,N:0.010%-0.015%,RE:0.0020%-0.0.0030%,其余为铁和不可避免的微量的化学元素。
进一步的,其化学元素质量百分比为:C:0.48%,Mn:0.85%,Si:0.35%,P:0.018%,S:0.050%,V:0.10%,Al:0.025%,N:0.015%,RE:0.0023%,其余为铁和不可避免的微量的化学元素。
进一步的,其化学元素质量百分比为:C:0.49%,Mn:0.87%,Si:0.35%,P:0.019%,S:0.053%,V:0.09%,Al:0.024%,N:0.013%,RE:0.0024%,其余为铁和不可避免的微量的化学元素。
进一步的,其化学元素质量百分比为:C:0.48%,Mn:0.84%,Si:0.34%,P:0.018%,S:0.057%,V:0.10%,Al:0.025%,N:0.012%,RE:0.0022%,其余为铁和不可避免的微量的化学元素。
进一步的,其屈服强度≥520MPa,抗拉强度≥830MPa,延伸率≥16%,面缩率≥40%,常温冲击功KU2≥50J。
本发明主要化学成分限定理由如下:
C:C是提高钢材强度最有效的元素,C含量的增加钢的抗拉强度和屈服强度随之提高,但延伸率和冲击韧性下降,耐腐蚀能力也会下降,而且钢材的焊接热影响区还会出现淬硬现象,导致焊接冷裂纹的产生。为保证圆钢获得良好的综合性能,本发明钢C元素含量设计为0.47%-0.52%。
Mn:Mn是重要的强韧化元素,且成本低廉,随着锰含量的增加,钢的强度明显提升,改善钢的加工性能,而韧脆转变温度几乎不发生变化。但锰含量过高,会抑制铁素体的转变,影响钢的屈服强度,不利于屈强比的控制。本发明钢的Mn元素含量设计为0.80%-0.90%。
Si:Si能够提高钢的强度,通过增加Si元素,能够在一定程度上提高钢的强度,但是随着Si的质量百分比的进一步增加,容易造成钢中生成马氏体组织,因此,本发明对Si的质量百分比控制在0.30%-0.40%。
Al:Al与O、N有很强的亲和力,是炼钢时的脱氧和固氮剂,铝能强力的缩小钢中奥氏体相区,铝能够细化钢的本质晶粒度,减轻钢的缺口敏感性,减少和消除钢的时效现象,特别是降低钢的韧脆转变温度,改善钢的低温韧性,但是钢中固溶Al含量超过一定值时,奥氏体晶粒反而容易长大粗化。本发明钢的Al元素含量设计为0.015-0.030%。
V:V和C、O、N都有很强的结合能力,并与之形成极其稳定的化合物,因而能细化晶粒,降低钢的热敏感性和回火脆性。能显著改善普通低合金钢的焊接性能。本发明钢的V元素含量设计为0.09-0.11%。
RE:RE在钢中有净化和明显的变质知用。钢的洁净度不断提高,稀土元素的微合金化作用日益突出。稀土的微合金化包括微量稀土元素的固溶强化、稀土元素与其他溶质元素和化合物的交互作用、稀土元素的存在状态(原子、夹杂物或化合物)、大小、形态和分布,特别是在晶界的偏聚以及稀土对钢表面和基体组织结构的影响,本发明钢中RE元素含量设计为0.0020%~0.0030%。
P,S:P,S是钢中的杂质元素。P具有一定的提高耐腐蚀性作用,但P是一种易于偏析的元素,在钢的局部产生严重偏析,降低塑性及韧性,对低温韧性极为有害。S元素在钢中易于偏析和富集,是对耐腐蚀性能用害的元素,但是对钢的易切削性能较好,所以本发明P≤0.020%,S:0.046%-0.060%。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果:
本发明创新点在于合理控制Al和N元素的含量,细化奥氏体晶粒度提高钢的强度和韧性,通过RE的加入球化B、C、D类夹杂物,组织为珠光体+铁素体组织,提高非调质钢的易切削性能。
利用V和C、N反应生成V(C、N)化合物及Al与N反应生成AlN来细化钢的晶粒,提高钢的强度和韧性。
添加RE元素,利用RE元素的特性改变夹杂物尺寸和形貌,改善材料的综合性能。
本发明通过稀土对夹杂物处理及添加VN合金元素细化晶粒并协同配合优化的工艺,同时提高材料的塑性韧性及强度。
其屈服强度≥520MPa,抗拉强度≥830MPa,延伸率≥17%,面缩率≥40%,常温冲击功KU2≥50J。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作进一步的说明,实施例仅用于解释的目的,本发明保护范围不限于本实施例。
下面对本发明作进一步的描述:
表1为本发明各实施例的化学成分及重量百分比含量列表。
表2、3为本发明各实施例炼钢及轧钢工艺控制参数列表。
表1实施例的化学成分及重量百分比含量%
实施例 | C | Si | Mn | P | S | Al | V | RE | N |
1 | 0.48 | 0.35 | 0.85 | 0.018 | 0.050 | 0.025 | 0.10 | 0.0023 | 0.015 |
2 | 0.49 | 0.35 | 0.87 | 0.019 | 0.053 | 0.024 | 0.09 | 0.0024 | 0.013 |
3 | 0.48 | 0.34 | 0.84 | 0.018 | 0.057 | 0.025 | 0.10 | 0.0022 | 0.012 |
表2为本发明各实施例炼钢及轧钢工艺控制参数列表
表3为本发明的各实施例的轧钢工艺控制参数
表4为本发明的各实施例的力学性能
由表1、表2、表3、表4可以看出,通过以上合理控制微合金元素的百分含量及炼钢工艺及轧钢工艺控制,能够满足一种汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法的技术要求。
本发明一种汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法,化学成分简单,针对汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢的生产具有控制简单、制造成本低、可操作性强等优点。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法,包括:炼钢工艺流程:转炉—炉外精炼—VD真空处理—连铸—缓冷,轧钢工艺流程:铸坯加热—高压水除磷—Ф850mm开坯机—Ф700mm×3+Ф550mm×4连轧机组轧制—锯切—无损检测—检查—修磨—打捆—入库—发货;其特征在于:其中:
炼钢工艺中控制的技术参数为:转炉采用双渣操作,终点碱度按4.0控制;转炉终点控制目标C≥0.15%,P≤0.020%;VD深真空时间≥15min,软吹时间≥13min;过热度≤30℃,0.55m/min≤铸机拉速≤0.58m/min;
轧钢工艺中控制的技术参数为:加热温度≤1230℃;加热时间≥4小时;开轧温度≤1050℃;终轧温度≤850℃;
其化学元素质量百分比为:C:0.47%-0.52%,Mn:0.80%-0.90%,Si:0.30%-0.40%,P:≤0.020%,S:0.045%-0.0.065%,V:0.09%-0.11%,Al:0.015%-0.030%,N:0.010%-0.015%,RE:0.0020%-0.0.0030%,其余为铁和不可避免的微量的化学元素。
2.根据权利要求1所述的汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法,其特征在于,其化学元素质量百分比为:C:0.48%,Mn:0.85%,Si:0.35%,P:0.018%,S:0.050%,V:0.10%,Al:0.025%,N:0.015%,RE:0.0023%,其余为铁和不可避免的微量的化学元素。
3.根据权利要求1所述的汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法,其特征在于,其化学元素质量百分比为:C:0.49%,Mn:0.87%,Si:0.35%,P:0.019%,S:0.053%,V:0.09%,Al:0.024%,N:0.013%,RE:0.0024%,其余为铁和不可避免的微量的化学元素。
4.根据权利要求1所述的汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法,其特征在于,其化学元素质量百分比为:C:0.48%,Mn:0.84%,Si:0.34%,P:0.018%,S:0.057%,V:0.10%,Al:0.025%,N:0.012%,RE:0.0022%,其余为铁和不可避免的微量的化学元素。
5.根据权利要求1所述的汽车零部件用FY49MnVSRE热轧圆钢制备方法,其特征在于,其屈服强度≥520MPa,抗拉强度≥830MPa,延伸率≥17%,面缩率≥40%,常温冲击功KU2≥50J。
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