[发明专利]一种经济型高韧性800MPa级汽车大梁钢及其生产方法

说明书

本发明提供了一种经济型高韧性800MPa级汽车大梁钢，按以下重量百分比配比：C：0.07~0.11%，Mn：1.55~1.80%，Si：0.05~0.20%，P：≤0.015%，S：≤0.008%，Nb：0.020~0.040%，Mo：0.10~0.20%，Al：0.03~0.06%，Ti：0.09~0.13%，N：≤0.005%，其余量为Fe和不可避免杂质。同时还提供了一种经济型高韧性800MPa级汽车大梁钢的生产方法，包括：顶底复吹转炉、LF精炼、板坯连铸、1780mm轧机轧制、前段冷却。该汽车大梁钢具有高强度、高韧性，同时具有低的生产成本，用做汽车结构件使用时可以在剪切、冲压、折弯、焊接等过程中避免开裂现象的发生。

技术领域

本发明涉及钢铁材料技术领域，尤其涉及高韧性抗拉强度为800MPa级汽车大梁钢及其生产方法。

背景技术

汽车大梁用钢主要用于制造汽车纵梁、横梁、保险杠等结构件，由于需要承受较重的载荷，而且汽车在行驶过程中要受到各种冲击、扭转等复杂应力作用，因此汽车大梁工作条件要求相当苛刻，不仅要求具有较高的强度，还需要有良好的冷成型性能、可焊性和耐疲劳性能等。汽车大梁在用户的使用过程中，必须满足剪切、热切割、冲压、冲孔、折弯、焊接等多种加工要求。

随着社会和经济的发展，低碳、节能、环保成为了钢铁行业和交通运输行业的发展新方向，汽车制造行业随着汽车轻量化的推进，汽车大梁钢使用材料的革新及强度升级已经取得重大的应用成果。但随着钢材强度的升级，钢材的成分设计以及内部显微组织均会发生质的改变，钢材的韧性一定程度上势必受到不利影响。目前，市场上很多强度级别高的钢材在开平、冲压、折弯等过程中出现不同程度的开裂现象。为保证高强度汽车大梁钢的加工使用以及成车的安全性，需要钢材同时具备高强度及高韧性的性能特点，并且要具有经济实用性才能在轻量化汽车的制造行业得到推广应用。

中国专利文献CN 103866189 A公开了一种低脆性800MPa级汽车大梁用钢及其制造方法，其化学成分按质量百分数计为：C：0.04～0.06％、Si:0.1％、Mn：1.9～2.2％、P0.012％、S0.005％、Al：0.020～0.070％、Nb：0.04～0.06％、Ti：0.105～0.13％、Mo：0.15～0.22％、N0.0050％，余量为铁及不可避免的杂质。该发明属于高锰高铌微合金化的生产方法，增加了该产品的生产成本，降低了产品的性价比和市场竞争力，不利于产品的大量应用与推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种经济型高韧性800MPa级汽车大梁钢，该汽车大梁钢具有高强度、高韧性，同时具有低的生产成本，用做汽车结构件使用时可以在剪切、冲压、折弯、焊接等过程中避免开裂现象的发生。

本发明的另一目的是提供一种上述汽车大梁钢的生产方法，根据结构决定性能原理，通过调整钢材的成分，改变钢材的内部组织结构，进而得到高强度高韧性的钢材。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种经济型高韧性800MPa级汽车大梁钢，按以下重量百分比配比：C：0.07～0.11％，Mn：1.55～1.80％，Si：0.05～0.20％，P：≤0.015％，S：≤0.008％，Nb：0.020～0.040％，Mo：0.10～0.20％，Al：0.03～0.06％，Ti：0.09～0.13％，N：≤0.005％，其余量为Fe和不可避免杂质。

其中，C：碳是提高钢材强度的重要元素，随着碳含量增加，钢的强度增加，但同时韧性、塑性、焊接性能降低，碳含量的选择需要综合考虑钢的强度、韧性、塑性。

Mn：锰有固溶强化作用，还可降低γ-α相变温度，细化组织结构，对提高钢材的强度具有很大作用；锰还可提高钢的淬透性；同时，锰过高会降低焊接性能，加剧中心偏析；在高强度钢的成分设计过程中，一般不超过1.80wt％。