[发明专利]一种600MPa级别汽车大梁用热轧钢带的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于生产金属材料领域，涉及到一种600MPa级别汽车大梁用热轧钢带的生产方法。

背景技术

大梁钢属于常用钢材品种，目前国内载重车、大客车和常用运输车的纵、横梁所用的大梁钢规格在2.8～12mm，主要牌号有T52L、16MnL、P510L、P590L、B510L、B590L、W510L、W590L、A510L及09SiVL等。国内生产汽车大梁钢的同行业中，产品级别为400MPa～500MPa级，微合金含量平均为0.04％～0.1％。国外典型的汽车大梁钢基本上是Nb系或Ti系板，极个别为含V、Cr钢，产品级别多为500MPa～550MPa级，成分设计方面，微合金含量平均为0.05％～0.1％，550MPa级别的微合金含量达到0.15％左右。

国内外生产汽车大梁钢多采用常规热轧生产技术，采用单系微合金生产工艺，对于Nb-Ti复合微合金化工艺，在低碳工艺下将微合金总含量控制在0.05％左右，并达到600MPa级别抗拉强度的大梁钢生产方法是新课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用Nb-Ti复合微合金化工艺生产的600MPa级别汽车大梁钢的生产方法。

根据上述目的，本发明整体的技术方案为：

本发明的设计原理是通过在理论上系统分析钢中C、Mn元素及Nb、Ti微合金元素对钢的强度、韧性等性能的影响，同时兼顾生产成本及工艺，对这种新型600MPa级别高强度汽车大梁钢的化学成分进行设计，并通过控制轧制和控制冷却的生产技术，由此可获得一种用Nb-Ti复合微合金化工艺生产的600MPa级别汽车大梁钢的生产方法。

根据上述目的和整体的技术方案，本发明采用顶底复吹转炉+LF精炼炉+薄板坯连铸连轧工艺，具体技术方案为；

1、化学成分

600MPa级别汽车大梁用热轧钢带的化学组成成分(wt％)为：C：0.05％～0.08％、Si：0.15％～0.30％、Mn：1.10％～1.40％、P：≤0.025％、S：≤0.008％、Nb：0.020％～0.040％、Ti：0.010％～0.020％、Als：0.010～0.025％、Ca：0.001％～0.003％、余为Fe及其他不可避免的杂质。

上述主要化学成分的设计依据为：

C：碳是强化钢板的有效元素，但是碳含量在0.08％～0.16％范围内将进入包晶区，凝固过程发生包晶反应并伴随δ→γ相变，产生较大的体积收缩，该范围碳含量属于裂纹敏感区，成分设计中应避开此区域；汽车大梁钢是一种冷加工成形用钢，钢材应具有良好的塑性，钢材塑性随碳含量的增高而降低。考虑到以上两种因素，本发明钢中碳含量控制在0.05％～0.08％。

Mn：锰加入钢中的主要作用为固溶强化提高钢的强度，同时，钢中的Mn可与S结合成MnS并以线状形态分布于奥氏体中，可改善钢的塑性，是抑制板坯热裂倾向的重要元素，基于这些因素，本发明钢中锰含量控制在1.10％～1.40％。

Nb：钢中加入微量铌合金即可显著提高钢材的强韧性能，考虑铌微合金化钢铸坯表面在弯曲和随后矫直过程中，因微细析出物的产生而导致可能出现横裂纹等质量问题，另外，铌的加入还要确保铸态组织在连轧早期发生完全再结晶，并确保在后续道次的轧制过程中奥氏体发生薄饼化，因此钢中加入的铌要适量。综合以上因素的考虑，本发明中钢中铌含量控制在0.020％～0.040％。

Ti：钢中钛元素起到的强化作用主要为细晶强化和沉淀强化，在钛含量较低时，高温奥氏体区析出的TiN可以起到细晶强化的作用；当钛含量高于0.035％后，低温铁素体区析出的TiC将起到沉淀强化作用，随着沉淀强化的加强，板材脆性转变温度迅速提高，板材冷弯性能、冲击性能恶化。综合两种因素的影响，本发明中钛含量控制在0.010％～0.020％。

S：钢的凝固过程中，S在奥氏体晶界的析出降低了钢坯的高温塑性，增加了铸坯的热裂纹敏感性，因此要求降低硫含量，基于这些因素，本发明钢中硫含量应小于0.008％。

Ca：本发明涉及的高强度、高韧性钢经钙处理后，钢中的夹杂物可以有效变性为以CaS为核心的硬质质点，上浮后可从钢水中去除，使钢水洁净度提高，钢中Ca含量控制在0.001％～0.002％。

2、铸坯质量控制技术