[发明专利]一种汽车用钢铁材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种汽车用钢铁材料及其制备方法，该汽车用钢铁材料的化学成分按重量计包含：C：0.05‑0.2％、Si：1.0‑1.5％、Mn：2.0‑3.0％、Cu：0.5‑1.0％、Nb：0.02‑0.08％、Ti：0.01‑0.04％、Al：0.01‑0.06％、P：≤0.020％、S：≤0.005％，余为Fe和不可避免的杂质。本发明汽车用钢铁材料的制备方法设计合理，在只添加少量Cu合金元素情况下，通过提高Mn的含量获得强韧性匹配优异的钢板，并针对钢中MnS从各个工序进行综合控制，从而将钢中MnS控制为小尺寸、弥散分布的纺锤形或近球形夹杂物。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种汽车用钢铁材料及其制备方法。

背景技术

超低碳贝氏体钢是近二十年来发展起来的一大类高强度、高韧性、焊接性能优异的新型钢种。目前开发的超低碳贝氏体钢含有Ni、Cr、Mo、Cu等合金元素，其主要作用是抑制先共析铁素体相变而获得高强度贝氏体组织，但这种钢的合金成本高。

众所周知，Mn元素同样具有抑制先共析铁素体转变、提高钢的淬透性的作用，且价格低廉，但以往超低碳贝氏体钢的开发并未把它作为获得贝氏体组织的主要元素来使用，其添加量少于2.0％，典型含量范围为1.0-1.8％。主要原因之一是Mn属于易偏析元素，Mn在连铸坯的中心偏析将导致钢板心部性能恶化；另外，Mn易与钢中S结合形成MnS夹杂，对钢的韧塑性危害较大。然而，现代洁净钢冶金技术的发展使得钢水中S等杂质元素的含量可以控制在很低的水平，而连铸轻压下和电磁搅拌技术的应用可以使中心偏析状况得到很大改善。另外，控轧控冷技术的发展使得组织细化乃至超细化成为可能，可以在很大程度上抵消高Mn对钢板韧塑性的不利影响。

因此，有必要提供一种汽车用钢铁材料及其制备方法，能够使用Mn元素成为超低碳贝氏体钢的主要合金化元素。

发明内容

本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种汽车用钢铁材料及其制备方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种汽车用钢铁材料，该汽车用钢铁材料的化学成分按重量计包含：C：0.05-0.2％、Si：1.0-1.5％、Mn：2.0-3.0％、Cu：0.5-1.0％、Nb：0.02-0.08％、Ti：0.01-0.04％、Al：0.01-0.06％、P：≤0.020％、S：≤0.005％，余为Fe和不可避免的杂质。

一种汽车用钢铁材料的制备方法，该制备方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和冷却，其中，

在冶炼过程中，钢包底部环缝式透气砖处均匀设有若干鼓气头，利用鼓气头进行吹氩操作，且注意氩气流量的波动，并相应提高氩气流量由此提高吹氩的搅拌作用，促进气体钢中夹杂物上浮；改善大包中钢液成分和温度均匀性，从而降低元素和气体夹杂物的偏析；

在连铸过程中，转炉的钢水经过精炼炉精炼以后进入连铸机，连铸机二次冷却的比水量为0.8-1.0L/kg；采用电磁搅拌且电磁搅拌分为三个位置，分别为结晶器内电磁搅拌、二冷段电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌；

在加热过程中，将连铸坯装入加热炉中加热，加热温度为1150-1210℃，加热时间为3-4h，控制升温速率≤2℃/s，过热度≤10％，加热后进行高温扩散退火；

在轧制过程中，粗轧的累计变形量为46％-47％；精轧的累计变形量为60％-62％；

在冷却过程中，冷却速度为10-18℃/s，终冷温度为200-500℃；

其中，该汽车用钢铁材料的化学成分按重量计包含：C：0.05-0.20％、Si：1.0-1.5％、Mn：2.0-3.0％、Cu：0.5-1.0％、Nb：0.02-0.08％、Ti：0.01-0.04％、Al：0.01-0.06％、P：≤0.020％、S：≤0.005％，余为Fe和不可避免的杂质。