[发明专利]抗拉强度590MPa级汽车大梁用钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车用钢材，具体地指一种抗拉强度590MPa级 汽车大梁用钢及其制造方法。

背景技术

载重汽车和大型客货车底盘的车架是采用汽车大梁用钢来制 作，其车架组成分为大梁(即纵梁)、衬梁、横梁、加强件以及加 强板等，各零部件是采用冷冲压成形或滚压成形方式，且其装配 主要采用铆接方式。汽车大梁是汽车的承重件，也是汽车行驶过 程中的安全件。载重汽车和大型客货车大梁一般采用6～12mm的 热轧钢板制造。随着我国汽车工业以及交通、运输业的飞速发展， 大吨位载重汽车和大型豪华客车需求量不断增加，为了减轻汽车 自重，达到节约能源、减轻环境污染并提高运载效率的目的，提 高钢板强度是实现汽车轻量化的重要手段和方法。在国内外，现 阶段多是采用添加一定量的微合金化元素(Nb、V、Ti)来提高 钢板的强度。大梁钢作为大型客货车的安全承载件，对其强度和 成形性等方面有很高的要求，国内各大钢厂均已开展了相关的技 术研究工作。但是，各大钢厂在开发生产大梁钢时，其采用的合 金元素、添加量及生产工艺都不尽相同，这也和各大钢厂的生产 装备、工艺技术和原材料等有关。目前，抗拉强度510MPa级大 梁钢的生产技术已相当成熟，应用非常广泛，相关的研究报道也 很多，但是，抗拉强度590MPa级大梁钢的研究报道相对较少。

在大型载重车车架设计中，为了提高车架总成的承载能力， 在采用抗拉强度为510MPa级的大梁钢设计制作时，车架纵梁除 采用内加强板外(衬梁)，还增加了外上和外下加强板的加强结构。 而现在，当采用抗拉强度为590MPa级的大梁钢后，在车架总成 设计中取消了外上和外下加强板，进一步减轻了车架总成的重量， 提高了大型货车的承载能力。

国内各汽车制造企业对590MPa级汽车大梁用钢的性能要求 是：下屈服强度R_eL≥450MPa；抗拉强度R_m≥590MPa；伸长率A ≥20％；宽冷弯(b＝35mm)性能良好(d＝1a)。为了达到该性能 要求，钢材生产企业面临急需解决的技术问题是：(1)在钢种的 化学成分设计中，既要保证热轧钢板的高强度，又要保证钢板具 有较高的拉延性能和良好的低温韧性；(2)在冶炼工艺设计上， 从保证钢质和提高钢的纯净度入手，并进一步降低钢中硫含量， 确定出合理的脱氧合金化顺序及炉外精炼工艺；(3)在热连轧工 艺设计上，要充分发挥出所加入微合金化元素的作用，确定出合 理的控制轧制和控制冷却工艺，确保成品钢板的优异综合机械性 能匹配；(4)要确保冲压件的装配性能，钢板要具有高的尺寸精 度和表面质量，以及制造过程中零件的形状保持性良好。

发明内容

本发明的目的是针对我国汽车大梁用钢的性能要求，开发出 一种抗拉强度590MPa级汽车大梁用钢及其制造方法。该钢具有 很高的强度、良好的塑性和低温韧性、优良的冷冲压和滚压成型 以及疲劳性能、高的尺寸精度和表面质量。

为实现上述目的，本发明所设计的抗拉强度590MPa级汽车 大梁用钢，其化学成分按重量百分数计为：C：0.07～0.13、Si： 0.10～0.30、Mn：1.30～1.60、P≤0.025、S≤0.008、Al：0.015～0.070、 Nb：0.025～0.050、Ti：0.020～0.040，余量为Fe及不可避免的杂 质。

本发明的抗拉强度590MPa级汽车大梁用钢制造工艺流程包 括：铁水脱硫、转炉冶炼、合金化处理、真空处理、连铸、热连 轧、层流冷却、卷取、精整的步骤，其中：

所述合金化处理时依次加入硅钡钙铝铁、硅铁、锰铁、铌铁， 使钢中相应的成分达到本发明钢的要求；

所述真空处理时加入钛铁，使Ti的成分达到本发明钢的要求；

所述热连轧时，板坯加热温度控制在1180～1220℃，粗轧结 束温度控制在1040～1080℃，精轧终轧温度控制在840～880℃；

所述层流冷却是采用前段层流冷却的方式；

所述卷取温度为580～620℃。

进一步的，所述层流冷却时冷却水的水温控制为10～35℃， 控制冷却速度为20～50℃/s。

下面对本发明的热轧钢板的化学成分和制备工艺进行说明。

(1)化学成分