[发明专利]抗拉强度490MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车用钢技术领域，具体地指一种抗拉强度490MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢及其生产方法。 

背景技术

随着汽车工业的快速发展，汽车排放对环境污染的影响日益突出，节能减排刻不容缓，汽车轻量化是汽车节能减排的有效手段。车轮作为高速旋转的部件，其轻量化节能是其它零部件的1.5倍左右，效果尤为显著。汽车车轮、底盘等部件由于其复杂的成形、翻边、扩孔工序而要求材料具有高成性能、高翻边性能。目前国内乘用车钢质车轮、底盘结构件主要使用低合金高强钢，其中车轮轮辐件部分使用铁素体/马氏体双相钢（DP钢），实际生产中由于低合金高强钢和DP钢的扩孔性能较低，因此在扩孔翻边工序中常出现开裂，影响生产效率和成材率，而且，若车轮上存在未被发现的细小裂纹，对车辆行驶会造成严重的安全隐患。 

与传统材料低合金高强钢、DP钢相比，热轧铁素体贝氏体钢（FB钢）具有高强度和良好冷成形性、良好的扩孔、焊接及疲劳性能，是汽车车轮和底盘结构件等部件用热轧高强度钢板的理想材料。 

发明内容

本发明的目的就是要提供一种抗拉强度490MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢及其生产方法，该钢的扩孔翻边性能、冲压成形性能和焊接性能优良，能适用于汽车车轮、底盘等结构件，同时，其生产方法工艺流程简单，成本低廉。 

实现上述目的，本发明的抗拉强度490MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢，其化学成分按重量百分数计为： 

C：0.10～0.15%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.50～1.0%，P：0.03～0.05%，S≤0.008%，Cr：0.20～0.60%，Al：0.01～0.06%，余量为Fe及不可避免的杂质。 

进一步地，其化学成分按重量百分数计为：C：0.12～0.13%，Si：0.35～0.47%，Mn：0.60～0.82%，P：0.03～0.05%，S≤0.004%，Cr：0.30～0.48%，Al：0.03～0.041%，余量为Fe和不可避免的杂质。 

再进一步地，它的金相组织为多边形铁素体和贝氏体，其中，铁素体的体积含量为70～85%，贝氏体的体积含量为15～30%。 

本发明的抗拉强度490MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢的生产方法，按通常纯净钢工艺进行，包括转炉冶炼、真空处理、连铸、铸坯加热、粗轧、精轧、冷却、卷取的步骤，其特殊之处在于： 

所述转炉冶炼时，出钢温度为1680～1690℃；所述真空处理时间为12～16min；所述连铸时，控制拉坯速度为0.9～1.2m/min；所述铸坯加热时，加热至1230～1280℃，保温60～90min；所述粗轧时，控制其结束温度在1050～1090℃，控制压下率≥75%；所述精轧时，控制其终轧温度在800～840℃，总压下率≥75%；所述卷取时，卷取温度控制在420～500℃。 

进一步的，所述冷却工艺为：前段空冷，空冷速度3～8℃/s，空冷时间为5～10s；后段层流冷却，冷却速度控制在60～100℃/s， 

更进一步的，所述精轧时，采用7机架进行精轧。 

再进一步的，所述粗轧的压下率控制为≥85%；所述精轧的压下率控制为≥85%。 

本发明抗拉强度490MPa级具有高扩孔性能的铁素体贝氏体钢中各元素含量控制的机理及作用如下： 

碳是最廉价的固溶强化元素，影响FB钢中贝氏体的体积分数和含碳量，从而对FB钢的强度有重要影响。如果其含量小于0.10%，则不能满足材料强度的要求，如果随着碳含量的提高，则冲压成形性和焊接性会降低，因此在保证强度的前提下采用较低碳含量，所 以，将其含量限定在0.10～0.15%范围，优选为0.12～0.13%。 

硅可以通过固溶强化提高钢材强度，还可抑制碳化物的析出，避免珠光体相的出现。如果其含量小于0.10%，则不能发挥其效果；如果其含量超过0.50%，则会恶化热轧钢板的表面质量和焊接性能，所以，将其含量限定在0.10～0.50%范围，优选为0.35～0.47%。 

锰是有效的固溶强化和促进贝氏体生成元素，为了发挥其效果，必须添加0.5%以上。但是添加多量的锰，会导致钢的塑性下降，因此在保证强度的前提下，减少Mn的添加量，所以将Mn含量限定在0.5～1.0%范围，优选为0.60～0.82%。