一种540MPa级厚规格汽车轮辐用钢及其制备方法转让专利
申请号 : CN202011378962.2
文献号 : CN112501517B
文献日 : 2022-02-15
发明人 : 熊雪刚 , 张开华 , 崔凯禹 , 叶晓瑜
申请人 : 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种540MPa级厚规格汽车轮辐用钢的制备方法,包括以下步骤:A)将高炉冶炼的铁水进行预脱硫和深脱硫;
B)将步骤A)得到的铁水依次进行转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼和连铸,得到铸坯;
C)将所述铸坯加热后侧压,然后进行轧制,最后进行层流冷却,得到540MPa级厚规格汽车轮辐用钢;
轧制后钢板的厚度为10 13mm时,层流冷却采用前段冷却方式,以10 30℃/s的冷却速~ ~
度将钢板冷却至580 640℃;轧制后钢板的厚度为13.01 16mm时,层流冷却采用双段冷却方~ ~
式,先以15 30℃/s的冷却速度将钢板冷却至640 680℃,再以5 15℃/s的冷却速度将钢板~ ~ ~
冷却至560 620℃;
~
所述连铸的过程中,中间包的温度为1500 1600℃,浇铸过热度为15 30℃,拉速为0.5~ ~ ~
1.5m/min;
所述540MPa级厚规格汽车轮辐用钢,包括:C 0.05 0.10wt%;
~
Mn 1.00 2.00wt%;
~
Si 0.05 0.30wt%;
~
Nb 0.02 0.05wt%;
~
Ti 0.01 0.05wt%;
~
Als 0.01 0.05wt%;
~
P≤0.020wt%;
S≤0.010wt%;
余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述C的含量为0.06 0.09wt%,所述Mn~
的含量为1.50 1.80wt%。
~
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述Si的含量为0.14 0.18wt%。
~
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述Ti的含量为0.030 0.040wt%,所~
述Als的含量为0.035 0.045wt%。
~
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述深脱硫采用石灰、镁粉进行,所述深脱硫后扒尽脱硫渣,所述深脱硫后S的含量≤0.005wt%,C的含量为3.30 3.70wt%。
~
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述转炉冶炼的过程中,采用铝铁进行脱氧,出钢随钢流加入活性石灰渣洗,出钢结束加入钢包顶渣改质剂,出钢后根据钢水氧化度喂入铝线,出钢C的含量为0.02 0.08wt%,P≤0.012wt%,S≤0.005wt%,出钢温度为1600~
~1700℃;所述LF精炼过程中,炉渣的二元碱度>7,CaO:Al2O3为1.5~3.5,出站温度为1600~
1700℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述RH真空精炼的过程中,真空度≤
300Pa的处理时间≥12min,合金化后RH的循环时间≥5min,RH真空脱气后喂入钙铝线,喂钙铝线结束后软吹氩>8min,出站温度为1500 1600℃。
~
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤C)中,所述加热的温度为1100~
1300℃,时间为180 400min;所述侧压的侧压量≤160mm;粗轧为5 10道次,每道次变形量≥~ ~
18%;精轧为5 10道次,开轧温度为1000 1100℃,终轧温度为800 900℃。
~ ~ ~
说明书 :
一种540MPa级厚规格汽车轮辐用钢及其制备方法
技术领域
背景技术
能、低排放的汽车技术是减少能源消耗和减少环境污染的必由之路。其中,汽车车轮用钢的
高强轻量化是节能环保的最有效措施。目前汽车车轮制造商选用的厚规格轮辐用钢大多为
Q235、Q345、380CL、490CL等低级别牌号,采用更高强度级别钢种能够对汽车轮辐进行有效
的减薄减重。
14mm,屈服强度300MPa,抗拉强度434MPa的汽车载重轮辐用钢。公开号为CN101280389B的中
国专利公开了一种汽车车轮轮辐用钢带及其制造方法,采用C、Mn钢的成分,通过控轧控冷
生产厚度6~12mm,屈服强度300~370MPa,抗拉强度400~450MPa的汽车轮辐用钢。上述发
明未采用Nb、Ti等微合金化方式,钢材强化方式有限,生产出的汽车轮辐用钢强度级别较
低。公开号为CN104388824B的中国专利公开了一种600MPa级的厚规格热轧轮辐用钢及其制
造方法,采用C、Mn、Cr的成分体系,通过双相钢的技术路线,生产了厚度8~14mm,屈服强度
380~410MPa,抗拉强度600~640MPa级别的汽车轮辐用钢。该发明所述的双相钢具有生产
工艺、组织比例稳定性控制难,焊接热影响区软化控制难的缺点。公开号为CN102732786B的
中国专利公开了一种经济性540MPa级铁素体贝氏体热轧双相钢及其生产方法,采用Nb微合
金化的成分,生产抗拉强度540~580MPa的铁素体贝氏体热轧双相钢。上述发明或者钢材强
度级别不够,或者生产工艺不适合厚规格车轮钢的生产。
有高的疲劳寿命,要求不能出现混晶组织、马氏体异常组织。鉴于上述专利的问题,亟需提
供一种厚规格汽车轮辐用钢及其制备方法,以提高材料的强度。
发明内容
物级别低。
~0.08wt%,P≤0.012wt%,S≤0.005wt%,出钢温度为1600~1700℃;所述LF精炼过程中,
炉渣的二元碱度>7,CaO:Al2O3为1.5~3.5,出站温度为1600~1700℃。
为1500~1600℃;所述连铸的过程中,中间包的温度为1500~1600℃,浇铸过热度为15~30
℃,拉速为0.5~1.5m/min。
开轧温度为1000~1100℃,终轧温度为800~900℃。
采用双段冷却方式,先以15~30℃/s的冷却速度将钢板冷却至640~680℃,再以5~15℃/s
的冷却速度将钢板冷却至560~620℃。
0.01~0.05wt%的Als,P≤0.020wt%,S≤0.010wt%,余量为Fe。上述C元素能够和Nb、Ti等
微合金元素形成析出物,从而具有析出强化的作用,Nb具有细化晶粒和析出强化的作用,形
成的析出物能够强烈的钉扎奥氏体晶界,抑制钢在轧制和相变过程中的组织粗大,有效降
低钢的奥氏体再结晶温度,促进非再结晶区轧制,促进精轧过程中的组织扁平化,为后续相
变提供大量形核点,从而细化组织。因此本申请通过上述元素的控制,有利于得到强度高、
韧性好、性能稳定的540MPa级厚规格汽车轮辐用钢。
中,通过采用深脱硫、真空脱气、低过热度浇铸的冶炼工艺,对夹杂物及中心偏析进行严格
控制,以满足厚规格汽车轮辐用钢的高成型性能要求,避免轮辐旋压成型工序中出现分层、
开裂等缺陷;进一步的,采用层流冷却工艺,能够提高冷却效率,提高钢的性能稳定性。
附图说明
具体实施方式
限制。
P、S含量控制较低,夹杂物级别控制较低,钢强度高、韧性好、弯曲性能和焊接性能良好,屈
服强度≥450MPa,抗拉强度≥540MPa,延伸率≥20%,180°冷弯试验d=a合格,夹杂物≤1.5
级,金相组织为铁素体+珠光体;在制备的过程中,结合控轧控冷能确保成品钢获得强度和
延展性优良、到性能组织均匀、焊接成型性能优良的热轧钢板,具有工艺适应性强,力学性
能、金相组织稳定性好的特点。具体的,本申请首先提供了一种540MPa级厚规格汽车轮辐用
钢,包括:
析严重,因此将C含量控制在0.05%~0.10wt%;在具体实施例中,所述C的含量为0.06~
0.09wt%。
所述Mn的含量为1.50~1.80wt%。
晶粒度,提高钢板表面和心部的组织均匀性;另外,Nb还能有效降低钢的奥氏体再结晶温
度,促进非再结晶区轧制,促进精轧过程中的组织扁平化,为后续相变提供大量形核点,从
而细化成品组织,因此将Nb的含量控制在0.020~0.050%;在具体实施例中,所述Nb的含量
为0.030~0.035wt%。
织粗化,因此将Ti的含量控制在0.010~0.050%;在具体实施例中,所述Ti的含量为0.030
~0.040wt%。
0.035~0.045wt%。
量控制目标为3.30~3.70%。
控制。
钢随钢流加入900~1100Kg活性石灰渣洗,出钢结束加入130~170Kg钢包顶渣改质剂,出钢
后根据钢水氧活度喂入≤300m铝线,保持一定的铝含量(约0.05%),降低钢渣的氧化性,提
高后续精炼脱硫效率;出钢C含量控制目标为0.02~0.08%,P含量控制目标为≤0.012%,S
含量控制目标为≤0.005%,出钢温度为1630~1670℃。
进行脱氧,并保持一定的酸溶铝含量;提高后续精炼脱硫效率。
1.5~3.5,保证炉渣熔点低,流动性良好。在造渣后进行化学成分微调,出站温度控制在
1610~1630℃。
12min,合金化后RH的循环时间≥5min;RH真空脱气后喂入钙铝线500~600m,喂线结束后需
软吹氩8min以上,出站温度控制在1570~1590℃。
真空精炼后必须喂入钙线进行钙处理,对A类硫化物夹杂进行变形处理,使长条状夹杂物转
变为球状夹杂,从而降低A类夹杂物对成品钢成形、疲劳性能的影响。
投用结晶器液面自动稳定系统,投用3~5mm压下量的动态轻压下,二冷水采用弱冷模式,中
间包温度控制在1535~1550℃,浇铸过热度控制在15~30℃,板坯拉速控制在0.9~1.2m/
min。
易造成铸坯中心疏松和孔洞缺陷,并可能导致结晶器液面波动引起夹杂物超标。因此,为确
保厚规格轮辐用钢的成形性能,必须采用低过热度浇铸和恒速浇铸,严格控制铸坯偏析。
成型性能要求,避免轮辐旋压成型工序中出现分层、开裂等缺陷;通过真空精炼处理及为钙
铝线处理,实现夹杂物数量的控制及夹杂物的改性;通过连铸轻压下、低过热度浇铸等,实
现铸坯偏析的控制。
间为180~400min,钢坯出炉后通过定宽压力机进行侧压,然后经过5~10道次粗轧,5~10
道次精轧,开轧温度为1000~1100℃,终轧温度为800~900℃,并在轧后进行层流冷却。
双段冷却方式,先以15~30℃/s的冷却速度将钢板冷却至640~680℃,再以5~15℃/s的冷
却速度将钢板冷却至560~620℃。
其高成形性能、组织均匀性、性能均匀性,针对不同厚度规格采用不同的层流冷却工艺,提
高冷却效率,提高性能稳定性;本发明厚规格汽车轮辐用钢的金相组织为细小均匀的铁素
体和珠光体,晶粒度≥10级,具有优异的强度‑塑性‑成形性能配比。
0.004%,C含量控制目标为3.30~3.70%;
结束加入130~170Kg钢包顶渣改质剂,出钢后根据钢水氧活度喂入≤300m铝线,保持一定
的铝含量(约0.05%),出钢C含量控制目标为0.02~0.08%,P含量控制目标为0.009%,S含
量控制目标为≤0.005%,出钢温度为1630~1670℃;
出站温度控制在1610~1630℃;
真空脱气后喂入钙铝线520m,喂线结束后需软吹氩9min,出站温度控制在1570~1590℃;
用结晶器液面自动稳定系统,投用3~5mm压下量的动态轻压下,二冷水采用弱冷模式,中间
包温度控制在1535~1550℃,浇铸过热度控制在25℃,板坯拉速控制在1.1m/min,获得200
~230mm厚度的钢坯;
轧为7机架热连轧,道次压下量为31%,27%,25%,20%,0,13%,10%,开轧温度为1046℃,
终轧温度为870℃,精轧结束后,采用前段冷却方式以23℃/s的冷却速度冷却到604℃,得到
540MPa级汽车轮辐用钢。
珠光体(见图1),晶粒度为11.5级。
0.003%,C含量控制目标为3.30~3.70%;
结束加入130~170Kg钢包顶渣改质剂,出钢后根据钢水氧活度喂入≤300m铝线,保持一定
的铝含量(约0.05%),出钢C含量控制目标为0.02~0.08%,P含量控制目标为0.010%,S含
量控制目标为≤0.005%,出钢温度为1630~1670℃;
出站温度控制在1610~1630℃;
真空脱气后喂入钙铝线500m,喂线结束后需软吹氩10min,出站温度控制在1570~1590℃;
用结晶器液面自动稳定系统,投用3~5mm压下量的动态轻压下,二冷水采用弱冷模式,中间
包温度控制在1535~1550℃,浇铸过热度控制在23℃,板坯拉速控制在1.0m/min,获得200
~230mm厚度的钢坯;
精轧为7机架热连轧,精轧各道次变形量为28%,24%,22%,20%,0,11%,9%;开轧温度为
1035℃,终轧温度为850℃,精轧结束后,层流冷却采用双段冷却,第一段冷却以21℃/s的冷
却速度冷却到670℃,第二段冷却以7℃的冷却速率冷却到590℃,得到540MPa级汽车轮辐用
钢。
图2),晶粒度为10.5级。
0.025%,C含量控制目标为3.30~3.70%;
结束加入130~170Kg钢包顶渣改质剂,出钢后根据钢水氧活度喂入≤300m铝线,保持一定
的铝含量(约0.05%),出钢C含量控制目标为0.02~0.08%,P含量控制目标为0.011%,S含
量控制目标为≤0.005%,出钢温度为1630~1670℃;
出站温度控制在1610~1630℃;
真空脱气后喂入钙铝线300m,喂线结束后需软吹氩5min,出站温度控制在1570~1590℃;
用结晶器液面自动稳定系统,投用3~5mm压下量的动态轻压下,二冷水采用弱冷模式,中间
包温度控制在1535~1550℃,浇铸过热度控制在29℃,板坯拉速控制在0.9m/min,获得200
~230mm厚度的钢坯;
连轧,道次压下量为30%,28%,25%,20%,0,13%,10%,精轧开轧温度为1050℃,终轧温
度为870℃,精轧结束后,采用稀疏冷却方式以14℃/s的冷却速度冷却到624℃,得到540MPa
级汽车轮辐用钢。
珠光体+晶界渗碳体,晶粒度为11.0级。
低,导致相变过程中C扩散至晶界并大量形核,从而形成晶界渗碳体。
0.005%,C含量控制目标为3.30~3.70%;
结束加入130~170Kg钢包顶渣改质剂,出钢后根据钢水氧活度喂入≤300m铝线,保持一定
的铝含量(约0.05%),出钢C含量控制目标为0.02~0.08%,P含量控制目标为0.011%,S含
量控制目标为≤0.005%,出钢温度为1630~1670℃;
出站温度控制在1610~1630℃;
用结晶器液面自动稳定系统,投用3~5mm压下量的动态轻压下,二冷水采用弱冷模式,中间
包温度控制在1535~1550℃,浇铸过热度控制在28℃,板坯拉速控制在1.0m/min,获得200
~230mm厚度的钢坯;
18%,21%,23%,25%,25%;精轧为7机架热连轧,精轧各道次变形量为27%,23%,22%,
20%,0,11%,9%;开轧温度为1080℃,终轧温度为839℃,精轧结束后,层流冷却采用双段
冷却,第一段冷却以17℃/s的冷却速度冷却到681℃,第二段冷却以6℃的冷却速率冷却到
612℃,得到540MPa级汽车轮辐用钢。
但存在混晶组织(见图4),晶粒度为9.5级。
化,且Mn含量也偏低,导致成品钢强度偏低。
若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。