專利名稱：轎車橫梁用熱軋帶鋼的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轎車橫梁用熱軋帶鋼的制造方法，屬黑色金屬材料制造加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
后橋橫梁是轎車底盤系統(tǒng)中至關(guān)重要的安全部件，與其他很多汽車沖壓件不同，后橋橫梁必須采用帶自然邊的帶鋼制造，更重要的是橫梁帶鋼必須具有相當(dāng)高的強度和延性，才能保證后橋橫梁足夠的抗疲勞強度。
與普通低碳鋼相比，微合金化低合金高強度鋼因強度顯著提高而具有減輕重量的潛力，有助于降低汽車能耗。傳統(tǒng)的轎車帶鋼普遍采用Ti作為微合金化元素，利用Ti的沉淀強化作用大幅度提高鋼材的強度。
然而采用Ti作為主要合金元素時，由于Ti與O、N等元素有很強的結(jié)合傾向，因而在形成Ti的碳化物之前，對奧氏體穩(wěn)定化和沉淀強化的作用是有限的。而且，含Ti鋼的熱加工溫度和變形速率對奧氏體狀態(tài)及Ti固溶情況有很大影響。因此，對含Ti鋼的熱連軋和冷卻過程工藝參數(shù)必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，才能獲得理想的均勻組織和性能。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述原因，本發(fā)明選用Nb作為微合金化元素，這不僅可采用沉淀強化來提高鋼材強度，還可結(jié)合細(xì)晶強化的方法來增加鋼的強度。采用Nb作為微合金化元素，還可發(fā)揮Nb對奧氏體穩(wěn)定化作用，能改善帶鋼生產(chǎn)的工藝性能。
本發(fā)明的目的是提供一種新的帶鋼化學(xué)組成，選用Nb作為微合金化元素，以增加帶鋼的強度。本發(fā)明的另一目的是提供一種新鋼鐘帶鋼的工藝制造方法。
本發(fā)明一種轎車橫梁用熱軋帶鋼的制造方法，其特征在于具有以下的工藝過程和步驟a.設(shè)計和選擇一種新的帶鋼化學(xué)組成，該新鋼種的化學(xué)組成及其重量百分含量如下(ωt％)C 0.05～0.15，Mu 0.20～0.80，Al0.02～0.10，Nb 0.02～0.10，Si≤0.3，P≤0.02，
S≤0.01，F(xiàn)e余量；b.依據(jù)上述化學(xué)組成配方配料，按傳統(tǒng)常規(guī)工藝進(jìn)行熔煉、精煉及真空脫氣、澆注，制得鋼坯；c.將上述鋼坯加熱至1200～1250℃，經(jīng)立式水平除鱗機去除氧化皮；d.將鋼坯進(jìn)行初軋，溫度控制在1100～1200℃，使奧氏體完全再結(jié)晶；e.然后進(jìn)行精軋，精軋機配置有5～7個軋輥架，進(jìn)精軋機時的溫度控制在900～1100℃，出精軋機時的溫度控制在800～980℃f.然后經(jīng)噴淋水冷卻，將帶鋼鋼坯冷卻至550～650℃，最后緩冷至室溫，制得所需的熱軋帶鋼。
帶鋼采用上述化學(xué)成分的理論機理敘述如下一般而言，C含量越高，鋼的強度就越高，同時鋼的延性降低，適當(dāng)?shù)腃含量可以保證獲得足夠的強度，同時使帶鋼具有良好的延展性和焊接性。Mn作為固溶化元素，同時還可降低奧氏體-鐵素體相變溫度。Al的加入一方面可降低鋼中的O含量，另一方面形成AIN有助于控制鋼坯加熱時的晶粒長大行為。Nb的加入，首先它能起到細(xì)化晶粒的作用，細(xì)晶強化既可以增加強度又可以提高韌性；另外，在奧氏體制結(jié)晶時，Nb對有效地提高再結(jié)晶終止溫度的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他微合金元素。
采用上述的熱軋工藝制度，其原理如下所述鋼坯初軋時溫度為1100～1200℃，可使奧氏體完全再結(jié)晶。在精軋中后期即溫度在900～1000℃時，由于Nb(CN)的應(yīng)變誘導(dǎo)析出，抑制奧氏體再結(jié)晶行為，進(jìn)一步的熱變形將使晶粒拉長呈薄餅狀，這樣就大幅度增加了有效晶界面積；鐵素體形核能力也由于形變作用而同時獲得提高。奧氏體中應(yīng)變誘導(dǎo)Nb(CN)析出的主要作用是通過奧氏體形變產(chǎn)生細(xì)晶鐵素體。因此，與沉淀強化相比，它更能獲得高強度、良好韌性和延性的性能組合。在鋼坯冷卻階段即在噴淋水冷卻過程中，帶鋼冷卻至550～650℃，高速冷卻將進(jìn)一步促進(jìn)晶粒細(xì)化，較低的相變溫度有利于過冷的奧氏體中形成更多的鐵素體晶核，較高的冷卻速率可獲得較多的鐵素體細(xì)化晶粒，故能提高帶鋼的屈服強度。最后帶鋼在緩冷至室溫時的過程中，鈮Nb在鐵素體基體中將以Nb(CN)共格顆粒析出，可進(jìn)一步提高帶鋼的屈服強度。
本發(fā)明中，采用上述的化學(xué)成分的鋼材和上述工藝制度，所制得的轎車橫梁用帶鋼具有均勻的金相組織和優(yōu)良的性能。其金相組織為細(xì)小的鐵素體及少量珠光體，其晶粒度在8～12級范圍內(nèi)。
具體實施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實施例敘述于后。
實施例1本實施例中的制造工藝過程及步驟如下1.首先設(shè)計和選擇帶鋼的化學(xué)組成，該新鋼種的化學(xué)組成及其重量百分含量如下(ωt％)C 0.11，Mu 0.60，Al0.022，Nb 0.041，Si 0.3，P0.007，S0.003，F(xiàn)e余量；2.依據(jù)上述化學(xué)組成配方配料，按傳統(tǒng)常規(guī)工藝進(jìn)行熔煉、精煉及真空脫氣、澆注，制得鋼坯；3.將上述鋼坯加熱至1230℃，經(jīng)立式水平除鱗機去除氧化皮；4.將鋼坯進(jìn)行初軋，溫度控制在1150℃，使奧氏體完全再結(jié)晶；5.然后進(jìn)行精軋，精軋機配置有6個軋輥架，進(jìn)精軋機時的溫度控制在1100℃，出精軋機時的溫度控制在850℃6.然后經(jīng)噴淋水冷卻，將帶鋼鋼坯冷卻至600℃，最后緩冷至室溫，制得所需的熱軋帶鋼。
上述帶鋼試樣經(jīng)儀器測試，在顯微鏡中可看到其金相相織為細(xì)小的鐵素體及少量珠光體，晶粒度為8～10級。經(jīng)機械力學(xué)性能測試，其抗拉強度為550～600MPa，屈服強度為460～500MPa，延伸率為24～32％。
權(quán)利要求
1.一種轎車橫梁用熱軋帶鋼的制造方法，其特征在于具有以下的工藝過程和步驟a.設(shè)計和選擇一種新的帶鋼化學(xué)組成，該新鋼種的化學(xué)組成及其重量百分含量如下(ωt％)C 0.05～0.15，Mu 0.20～0.80，Al 0.02～0.10，Nb 0.02～0.10，Si≤0.3，P≤0.02，S≤0.01，F(xiàn)e余量；b.依據(jù)上述化學(xué)組成配方配料，按傳統(tǒng)常規(guī)工藝進(jìn)行熔煉、精煉及真空脫氣、澆注，制得鋼坯；c.將上述鋼坯加熱至1200～1250℃，經(jīng)立式水平除鱗機去除氧化皮；d.將鋼坯進(jìn)行初軋，溫度控制在1100～1200℃，使奧氏體完全再結(jié)晶；e.然后進(jìn)行精軋，精軋機配置有5～7個軋輥架，進(jìn)精軋機時的溫度控制在900～1100℃，出精軋機時的溫度控制在800～980℃f.然后經(jīng)噴淋水冷卻，將帶鋼鋼坯冷卻至550～650℃，最后緩冷至室溫，制得所需的熱軋帶鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轎車橫梁用熱軋帶鋼的制造方法，屬黑金屬材料制造加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種新的帶鋼化學(xué)成分，其組成及配比如下(ωt％)C 0.05～0.15，Mu 0.20～0.80，Al 0.02～0.10，Nb 0.02～0.10，Si≤0.3，P≤0.02，S≤0.01，F(xiàn)e余量。該帶鋼的熱軋工藝制度如下先將常規(guī)熔煉工藝制得的鋼坯加熱至1200～1250℃，隨后在1100～1200℃進(jìn)行初軋，熱后進(jìn)入精軋機進(jìn)行精軋，精軋機配置有5～7個軋輥機架，進(jìn)入精軋機時的溫度為900～1100℃，出精軋機時的溫度為800～980℃；然后經(jīng)噴淋水冷卻，將鋼坯冷卻至550～650℃，最后緩冷至室溫，制得所需的熱軋帶鋼。該帶鋼的金相組織為細(xì)小的鐵素體及少量珠光體，晶粒度為8～12級，其主要性能指標(biāo)為抗拉強度500～600MPa，屈服強度為460～500MPa，延伸率為24～32％。
文檔編號B23P23/04GK1699011SQ200510027269
公開日2005年11月23日 申請日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者許珞萍, 邵光杰, 閔永安, 陳潔, 孫保良 申請人:上海大學(xué)