汽車底盤用600MPa級高擴(kuò)孔鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[000。 本發(fā)明屬于社鋼領(lǐng)域，尤其涉及一種在CSP連社線上生產(chǎn)的抗拉強(qiáng)度達(dá)到eOOMPa 級的熱社高擴(kuò)孔鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年來，隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車對鋼鐵材料的要求也越發(fā)嚴(yán)格，在對鋼 鐵材料的強(qiáng)度要求提高的同時，還必須保證鋼在高強(qiáng)度條件下的可加工性，同時滿足各自 汽車零件對加工性能的特殊要求。做為車輛的重要組成部分，汽車底盤部件由于形狀復(fù)雜， 且在制造過程中需要進(jìn)行包括拉伸翻邊、彎曲、擴(kuò)孔等成形方式，因此對鋼板的成形性，尤 其是擴(kuò)孔性能提出了較高的要求。在此種條件下，具有優(yōu)異擴(kuò)孔性能的熱社高擴(kuò)孔鋼得到 了汽車生產(chǎn)商的廣泛關(guān)注。與同級別的高強(qiáng)度低合金鋼相比，高擴(kuò)孔鋼除了具有良好的擴(kuò) 孔性能外，還具有良好的強(qiáng)度-疲勞性能配合、高的應(yīng)變硬化指數(shù)（η值）、高的總延伸率等 特點(diǎn)，市場前景廣闊。
[0003] 《一種抗拉強(qiáng)度為590MPa級熱社高擴(kuò)孔鋼板及其制造工藝》（CN101928881A)，公 開了高擴(kuò)孔鋼板成分采用低碳、高娃、含少量銀饑的成分體系，熱社工藝采用兩階段控制社 巧||，終社后采用分段冷卻工藝，獲得的熱社鋼板性能優(yōu)良，抗拉強(qiáng)度大于590MPa，擴(kuò)孔率高 于75 %。其不足之處在于熱社工藝尤其是冷卻工藝復(fù)雜，難W精確控制，不利于在連鑄連社 生產(chǎn)線上獲得性能穩(wěn)定的鋼板。
[0004] 《一種抗拉強(qiáng)度為440MPa級熱社高擴(kuò)孔鋼板及其制造方法》（CN101353757A)， 公開的鋼板鋼板成分為；C ;0. 01-0. 06%，Si 6%，Μη ;0. 8-1. 3%，P《0. 035%，佩： 0-0. 25%, Α1 ;0. 025-0. 06%, Ti《0. 030%, Ca《0. 005%，其余為化和不可避免的雜 質(zhì)，熱社采用兩階段控制社制，卷曲溫度較高，為56(TC -66(TC，熱社鋼板的抗拉強(qiáng)度高于 440MPa，擴(kuò)孔率高于75 %。
[0005] 《一種熱社高擴(kuò)孔鋼》（JP2006063394)，公開了高擴(kuò)孔鋼的碳含量為0. 2-0. 48%， 抗拉強(qiáng)度大于440MPa，其不足之處在于，擴(kuò)孔率僅高于70%，且熱社后還需在64(TC進(jìn)行退 火處理。
[0006] 《一種780MPa級熱社高擴(kuò)孔鋼》0JS2006096678)，公開的高擴(kuò)孔鋼鋼板的顯微組織 由鐵素體和貝氏體組成，抗拉強(qiáng)度達(dá)到780MPa級，擴(kuò)孔率> 60 %，但鋼板的成分中含有一 定量的貴金屬鋼，成本較高。
[0007] 本發(fā)明提出了一種低成本、易于在CSP連社線上生產(chǎn)且具有良好力學(xué)性能和擴(kuò)孔 性能的600MPa級熱社高擴(kuò)孔鋼板及其制造方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 本發(fā)明的目的在于克服上述問題和不足而提供一種低成本、易于在CSP連社線上 生產(chǎn)且具有良好力學(xué)性能和擴(kuò)孔性能的600MPa級熱社高擴(kuò)孔鋼板及其制造方法，該鋼板 特別適合制造復(fù)雜形狀的汽車底盤部件。
[0009] 本發(fā)明目的是送樣實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 汽車底盤用eOOMPa級高擴(kuò)孔鋼板，該鋼的成分按重量百分比計如下；C 0. 04-0. 10%、Si<0.70%、Mn 1.0-1. 6%、Als 0.02-0. 08%、佩 0.01-0. 05%，P<0. 015%、 S<0. 005%，余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0011] 鋼板的最終組織為鐵素體和貝氏體，其中鐵素體體積分?jǐn)?shù)為70% -90%，貝氏體 體積分?jǐn)?shù)為10% -30%。
[0012] 鋼板的抗拉強(qiáng)度大于600MPa，屈服強(qiáng)度大于440MPa，延伸率高于25 %，擴(kuò)孔率高 于 80%。
[0013] 成分設(shè)計理由如下：
[0014] C:碳是鋼中最主要的固溶強(qiáng)化元素，是鋼材強(qiáng)度的保證?？紤]到焊接性、成形 性等，碳含量不能過高，而碳含量太低則會使鋼板的強(qiáng)度降低，本發(fā)明中碳的控制范圍為 0. 04-0. 10%。
[0015] Si ;娃是鐵素體形成元素，可W加速奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)鐵素體的形成； 同時，Si還起到固烙強(qiáng)化作用，提高鋼板的強(qiáng)度。然而，鋼中過高的娃會使熱社鋼板表面質(zhì) 量惡化。本發(fā)明中娃的控制范圍為SK0. 70%。
[0016] Μη ;儘起到固溶強(qiáng)化作用，可推遲珠光體轉(zhuǎn)變。但儘含量過高，在推遲珠光體轉(zhuǎn)變 的同時，也推遲鐵素體的析出，降低鋼板的塑性，反之組織中易出現(xiàn)珠光體。因此，本發(fā)明中 儘含量為1. 0% -1. 60%。
[0017] Als;鉛是鋼中的脫氧元素，減少鋼中的氧化物夾雜、純凈鋼質(zhì)，有利于提高鋼板的 成形性能，因此Als控制在0. 02-0. 08%。
[0018] P、S ;磯和硫在本發(fā)明中為雜質(zhì)元素，應(yīng)越低越好。
[0019] Nb;固溶狀態(tài)的銀能夠抑制熱變形過程中靜態(tài)和動態(tài)再結(jié)晶，提高再結(jié)晶終止溫 度，增大了連社過程中后部分機(jī)架的應(yīng)變累積，促進(jìn)奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變，并使鐵素體晶 粒得到細(xì)化。銀與碳和氮結(jié)合形成小的碳氮化物也可延遲再結(jié)晶，阻止奧氏體晶粒長大，并 有明顯細(xì)晶強(qiáng)化效果。但銀含量過高會對鐵素體相變產(chǎn)生不利影響，因此本發(fā)明中銀含量 的最優(yōu)范圍在0. 01-0. 05%之間。
[0020] 本發(fā)明采用W上化學(xué)成分，通過中薄板昆連鑄連社線生產(chǎn)汽車底盤用eOOMPa級 高擴(kuò)孔鋼板，其制造方法包括冶煉、連鑄、加熱、社制、冷卻、卷曲。
[0021] (1)加熱工藝：將80-230mm厚的連鑄板昆在步進(jìn)式加熱爐中加熱到1220±2(TC， 并保溫1. 8-3小時；較高的加熱溫度和合適的保溫時間使板昆中合金元素完全固溶、板昆 成分均勻，并起到控制原始奧氏體晶粒尺寸及節(jié)約能源等作用。
[0022] (2)社制工藝；采用兩階段控制社制，再結(jié)晶區(qū)社制溫度大于105(TC，中間昆厚度 為35-60mm，未再結(jié)晶區(qū)終社溫度為840-920°C，成品厚度為2. 0-6. 0mm ;較高的再結(jié)晶區(qū)社 制溫度和較大的壓下量使原始奧氏體晶粒得到細(xì)化；未再結(jié)晶區(qū)階段溫度不宜過高，較低 的溫度和較大的變形有利于奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變。
[0023] (3)冷卻工藝；終社后采用連續(xù)層流冷卻，冷卻速率為20-4(TC /s ;連續(xù)的層流冷 卻工藝使鐵素體晶粒大量快速的析出，在抑制鐵素體晶粒長大的同時，還使鐵素體的含量 得到了保證，同時簡化了冷卻工藝。冷卻過程中冷卻速率過慢，組織中易出現(xiàn)珠光體，反之 鋼板組織中鐵素體的含量達(dá)不到要求。
[0024] (4)卷取溫度；卷取溫度為450-58(TC。卷取溫度過高組織中易出現(xiàn)珠光體，卷取 溫度過低組織中會出現(xiàn)馬氏體組織。
[00巧]本發(fā)明的有益效果在于：
[0026] (1)、鋼板的成分中合金含量較少，成本低，而熱社工藝簡單，易于大規(guī)模工業(yè)生 產(chǎn)；
[0027] (2)、終社后采用連續(xù)冷卻工藝，使冷卻工藝簡化，同時提高了鋼板通卷性能的均 勻性；
[0028] (3)、獲得的鋼板的力學(xué)性能優(yōu)良，具有良好的強(qiáng)度和擴(kuò)孔率匹配，特別適合制作 形狀復(fù)雜的汽車底盤部件。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0030] 本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)技術(shù)方案的組分配比，進(jìn)行冶煉、連鑄、加熱、社制、冷卻、卷曲。
[0031] 制造方法具體為將厚度為80-230mm的連鑄昆加熱到1220±2(TC，保溫1. 8-3小 時后在中薄板昆連鑄連社生產(chǎn)線上進(jìn)行兩階段控社，再結(jié)晶區(qū)社制溫度大于105(TC，中間 昆厚度為35-60mm，未再結(jié)晶區(qū)終社溫度為840-92(TC。終社后采用連續(xù)冷卻，冷卻速率為 20-4(TC /s，卷取溫度為450-58(TC，成品厚度為2. 0-6. 0mm。本發(fā)明實(shí)施例鋼的化學(xué)成分見 表1。本發(fā)明實(shí)施例鋼的溫度制度參數(shù)見表2。本發(fā)明實(shí)施例鋼的組織及力學(xué)性能見表3。
[0032] 表1本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)成分（wt，％ )
[0033]
[0034] 表2本發(fā)明實(shí)施例鋼的溫度制度參數(shù)
[0035]
[0036] 表3本發(fā)明實(shí)施例鋼的組織及力學(xué)性能
[0037]
【主權(quán)項】
1. 汽車底盤用600MPa級高擴(kuò)孔鋼板，其特征在于，該鋼的成分按重量百分比計如下： C 0. 04% -0. 10%,Si<0. 70%,Μη 1. 0% -1. 6%,Als0.0 2% -〇. 08%,Nb 0. 01% -〇. 05%, P〈0. 015%、S〈0. 005%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車底盤用600MPa級高擴(kuò)孔鋼板，其特征在于，鋼板的最終組 織為鐵素體和貝氏體，其中鐵素體體積分?jǐn)?shù)為70% -90%,貝氏體體積分?jǐn)?shù)為10% -30%。3. -種權(quán)利要求1或2所述的汽車底盤用600MPa級熱軋孔鋼板的制造方法，包括冶 煉、連鑄、加熱、乳制、冷卻、卷曲，其特征在于： (1) 加熱工藝：將80-230mm厚的連鑄板坯在步進(jìn)式加熱爐中加熱到1220±20°C，并保 溫1. 8-3小時； (2) 軋制工藝：采用兩階段控制軋制，再結(jié)晶區(qū)軋制溫度大于1050°C，中間坯厚度為 35-60mm，未再結(jié)晶區(qū)終軋溫度為840-920°C，成品厚度為2. 0-6. 0mm ; (3) 冷卻工藝：終軋后采用連續(xù)層流冷卻，冷卻速率為20-40°C /s ; (4) 卷?。壕砣囟葹?50-580°C。
【專利摘要】本發(fā)明提供汽車底盤用600MPa級高擴(kuò)孔鋼板，該鋼成分按重量百分比計如下：C？0.04％-0.10％、Si<0.70％、Mn？1.0％-1.6％、Als0.02％-0.08％、Nb？0.01％-0.05％，P<0.015％、S<0.005％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；方法：將80-230mm連鑄板坯加熱到1220±20℃,保溫1.8-3小時；兩階段軋制，再結(jié)晶區(qū)軋制溫度大于1050℃，中間坯厚度35-60mm，未再結(jié)晶區(qū)終軋溫度840-920℃，成品厚度2.0-6.0mm；終軋后連續(xù)層流冷卻，冷卻速率20-40℃/s；卷取溫度450-580℃。本發(fā)明鋼板合金含量較少，成本低，熱軋工藝簡單，鋼板通卷性能均勻；具有良好的強(qiáng)度和擴(kuò)孔率匹配。
【IPC分類】C21D8/02, C22C38/12
【公開號】CN105506476
【申請?zhí)枴緾N201410505791
【發(fā)明人】董毅, 時曉光, 韓斌, 劉仁東, 于寧, 楊衛(wèi), 管成平, 徐鑫
【申請人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月26日