[发明专利]一种抗拉强度550Mpa级热轧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热轧钢板，特别涉及一种抗拉强度550Mpa级热轧钢板及其制造方法，具体而言涉及一种抗拉强度550Mpa级高疲劳性能热轧钢板及其制造方法，该热轧钢板主要用于制造轿车车轮，属于铁基合金技术领域。

背景技术

随着汽车工业的不断发展与壮大，汽车车轮用钢的不断增加，对汽车车轮钢的要求也越来越高。现有技术中，汽车车轮均为内胎车轮，其车轮车轮多采用型钢加工而成，这种工艺落后，车轮本身自重大，而且大部分车轮采用抗拉380Mpa或者490Mpa级别的车轮钢制造，此类钢抗拉强度不高，耐疲劳性能差。随着汽车工业的节能、环保的要求，车轮用钢要求向高强度、高疲劳性能方向、易加工、焊接性能良好的方向发展。

申请公布号为CN102400042A，名称为高强热轧钢板及其制造方法的中国专利文件公开的技术方案中Mn、Nb含量最高值在超过本发明的条件下，最终材料的屈服强度最低为410Mpa，抗拉强度最低为500Mpa，断后伸长率最低为24％，疲劳寿命最低为10万次；疲劳性能的关键是夹杂物控制，该专利申请夹杂物控制核心工艺为钙处理，钙控制范围为15-25ppm，主要目的是使夹杂物变性上浮，但在工业实践中往往由于不同炉次之间不可避免氧含量的波动，导致钙处理往往不能使夹杂物变性上浮，反而使夹杂物因变性条件不满足而留在钢中成为疲劳裂纹源，这种情况对于车轮用钢是极其有害的，因为车轮是车辆的安全件，服役过程中不断加载、卸载的疲劳过程，若是钢中存在大量夹杂物、大尺寸夹杂物，裂纹会从夹杂物处萌生，导致车轮疲劳失效，造成安全事故；该申请中公开的高强热轧钢板抗拉强度、疲劳寿命不能满足市场新的要求。

申请公布号为CN102127706A，名称为一种高强度高疲劳寿命重卡汽车车轮用钢及其制造方法的中国专利文件公开的技术方案中钢板的C含量为0.12％～0.14％，焊接性能是车轮用钢必须考虑的性能，因此整个车轮零件是由车轮和轮辋通过焊接方式连接在一起，若是碳当量高，最终容易导致焊缝附近出现失效的概率大大增加，对于车轮这种安全性零件来说是不允许的，该专利申请公开的重卡汽车车轮用钢的焊接性能不能满足市场新的要求。

申请公布号为CN102586678A，名称为高强度高疲劳寿命重载卡车用车轮钢及其处理工艺的中国专利文件公开的技术方案中钢的合金设计在其他元素相当的合金设计条件下，还有昂贵合金元素Mo：0.01％～0.2％、Ni：≤1.5％、V：0.01％～0.2％，获得的材料的抗拉强度不低于500Mpa的车轮用钢；该专利申请公开的重载卡车用车轮钢的制造成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗拉强度550Mpa级热轧钢板及其制造方法，解决现有轿车车轮用热轧钢板的抗拉强度低、制造成本高、用其制成车轮后车轮疲劳性能不足的技术问题。

本发明采用的技术方案是：一种抗拉强度550Mpa级热轧钢板，其化学成分重量百分比为：C：0.05％～0.08％、Si：0.05％～0.15％、Mn：1.35％～1.55％、P≤0.012％、S≤0.003％、Nb：0.013％～0.023％、Ti：0.015％～0.025％、Mg：0.0005％～0.0015％、Alt:0.02％～0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明抗拉强度550Mpa级热轧钢板的金相组织为细晶粒铁素体+少量珠光体，所述组织中铁素体的晶粒度为10-11级；3.0～5.0mm厚热轧钢板的上屈服强度R_eL≥450MPa，抗拉强度R_m为550MPa～650MPa，断后伸长率A≥25％；按照《GB/T5334—2005乘用车车轮性能要求-车轮动态弯曲疲劳试验最低循环次数》弯曲疲劳寿命大于等于15万次(加载力矩3327N·m),本发明热轧钢板主要用于轿车车轮的制作，采用本发明钢板制成车轮后车轮具有疲劳性能优良的特征。

本发明所述的抗拉强度550Mpa级热轧钢板的化学成分限定在上述范围内的理由如下：

碳：碳元素是影响高强度低合金高强度钢的强韧性的主要元素，碳增加可提高强度，但降低韧性；而且考虑到车轮用钢的焊接工艺要求，碳设计越低越好，本发明设定的C含量为0.05％～0.08％。