[发明专利]一种具有低碳当量的汽车用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车用钢铁材料及其生产方法，具体属于一种低碳当量为0.3~0.36高屈强比的汽车用钢及其生产方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，环境问题日益加剧，汽车轻量化得到高度重视。制作汽车部件的钢材高强化是非常有效的手段，可以减重、节能。汽车结构件由钢板冲压后焊接组装而成，固溶强化钢在保证高强度的同时，其碳当量显著提高，焊接性难以满足要求。

经检索，中国专利（公告号 CN101265550B）公开了《一种微合金高强度钢冲压用冷轧汽车板》，其化学组成(wt %)为C:0.04～0.10、Si：0.03~0.05、Mn:0.7～0.9、Als:0.02～0.07、P≤0.030、S≤0.030、Nb:0.05~0.07，其余为Fe及不可避免的杂质。其存在的不足是：在冷轧后采用罩式炉退火，导致生产效率低，一个退火炉通常最多装入3卷钢，需要退火时间48~50小时。同时，因罩式炉退火内外卷的温差大，导致钢卷的性能不均匀，且退火过程中钢板易产生粘结，钢板表面质量差。

发明内容

本发明主要解决目前钢的夹杂多，洁净度低，生产工艺上对性能的可控性的不足，提供一种钢中夹杂少，洁净度高，屈服强度为450~480MPa，抗拉强度590~640MPa，延伸率不低于28%，碳当量在0.30~0.36%，宽冷弯试验弯曲180°，弯心直径d=0，金相组织中，等轴铁素体体积百分比含量为83～85%，粒状珠光体体积百分比含量为15～17%的汽车结构件用钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

一种具有低碳当量的汽车用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.11～0.14%，Si：0.03～0.06%，Mn：1.40～1.60%，Al：0.02～0.07%，P：0.015～0.025%， Nb：0.02～0.035%，Ti：0.04～0.07%，S≤0.006%，N≤0.003%，O≤0.002%，其余为Fe及不可避免的杂质；力学性能：屈服强度为450~480MPa，抗拉强度为590~640MPa，延伸率不低于28%，碳当量为0.3～0.36%，宽冷弯试验弯曲180°，弯心直径d=0，金相组织中，等轴铁素体体积百分比含量为83～85%，粒状珠光体体积百分比含量为15～17%。

生产一种具有低碳当量的汽车用钢的方法，其步骤：

1）进行铁水脱硫，控制铁水中S≤0.006%；

2）转炉冶炼；

3）进行RH真空处理，并控制钢水中N≤0.003%，O≤0.002%；

4）进行连铸，控制浇注温度在1540～1550℃；

5）对铸坯加热，加热温度控制在1200～1250℃；

6）进行热轧，控制开轧温度在1070～1130℃，控制终轧温度在895～915℃；

7）进行卷曲，卷曲温度控制在560～580℃；

8）进行常规酸洗；

9）进行冷轧，控制总压下率在70～78%；

10）进行连续退火：控制保温温度在800～850℃；在28～32℃/秒的冷却速度下冷却至350～400℃，经160～180秒时效后再冷却至室温；

11）进行平整，并待用。

本发明中各元素及主要工序的作用及机理

C价格低廉，同时，C也是固溶强化元素，强化效果十分明显，C含量越高对强化效果越好。但C含量过高，不利于保证材料的焊接性能。因此，C含量控制在0.11~0.14%。

Si元素固溶在铁素体中，提高钢的强度，但Si元素容易在钢板表面形成致密的氧化层Mn₂SiO₄，从而影响材料的镀锌性能，所以本发明Si元素在钢中的上限含量控制在0.10%以下。

Mn元素是常规的强韧化元素，作为奥氏体形成元素，在扩大奥氏体区，降低终轧温度，推迟奥氏体转变，可以同时起到细化晶粒的作用。但Mn元素含量太高，一方面增加成本，另一方面增加钢的淬透性，使焊接组织出现硬化层导致裂纹焊缝及热影响区裂纹敏感性增高。因此，将Mn含量上限定于1.60%以下，下限定于1.40%以上。

Al在本发明中，主要作用是在炼钢过程中脱氧，使钢水镇静。同时，在成品钢中会有Al（N，C）析出，起到提高钢的强度作用。因此Al下限控制在0.02％，上限控制在0.07％。

P对钢的强化效果仅次于C，但P过高导致本发明材料的塑性、焊接性和成形性不利，因此，P含量控制在0.015%~0.025%，而且，这个范围工业化生产上很容易控制，并且不需要特殊添加。