[发明专利]一种经济型620MPa轻量化汽车罐体封头钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种经济型620MPa轻量化汽车罐体封头钢，按以下重量百分比配比：C：0.12‑0.20%，Mn：0.60‑1.20%，Si：0.05‑0.20%，P：≤0.015%，S：≤0.010%，Nb：0.010‑0.040%，Al：0.015‑0.050%，Ti：0.035‑0.065%，B：0.0005‑0.0020%，N：≤0.0060%，其余量为Fe和不可避免杂质。同时公开了汽车罐体封头钢的生产方法，包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、1780mm轧机轧制、前段稀疏型分散冷却。本发明制备的2.0‑8.0mm的经济型620MPa轻量化汽车罐体封头钢带屈服强度分布在500MPa‑620MPa之间，抗拉强度分布在620MPa‑720MPa之间，延伸率A在24‑30%之间，180度冷弯D＝1.0a均合格，具有生产成本低、塑性好、焊接性能优良、冲压开裂率低等特点。

技术领域

本发明涉及钢铁材料技术领域，尤其涉及经济型轻量化抗拉强度为620MPa级汽车罐体封头钢及其生产方法。

背景技术

汽车轻量化是节能减排的重要途径，对于罐式车而言，罐体自重占整车重量比例较大，减轻罐体的重量已成为企业关注的焦点。罐体在日常生活中应用极为广泛，罐体的前后端面使用的封头结构具有不可替代的作用。目前生产中较多采用冲压方法实现。冲压制成的封头要求外观协调匀称，凸起部位的塑性变形均匀一致，封头周边美观、圆滑过渡。罐体封头相对于筒体其他部位，对成型质量要求较高，罐体封头的主要制造工序为切割半圆、气保焊接、冲压涨型。目前市场上使用材质绝大部分为铝质封头、不锈钢质封头和钢质封头三种，其中铝质和不锈钢质封头一般均用于特殊罐体，比如油管、腐蚀性介质等，但其成本相对较高，维修也比较困难。然而钢质封头具有成本低、易加工、维修简单、回收处理容易等良好的综合性能。市场上现有的4.0mm-8.0mm的Q235B和Q355B材料封头较重，且时常出现封头焊缝冲压开裂、边缘拉伸口开裂、与高强度罐体焊接不匹配等问题，因此，为改善或解决上述问题以及实现钢质粉罐车、机械搅拌罐车的封头轻量化，通过成分、冶炼工艺、轧制工艺设计等手段开发出经济型抗拉强度620MPa的封头钢，该产品可以降低封头自重实现轻量化10-15％，并且具有良好的成型性能。

发明内容

本发明提供了一种经济型620MPa轻量化汽车罐体封头钢，该封头专用钢产品具有生产成本低、塑性好、焊接性能优良、冲压开裂率低等特点，可以有效的解决焊缝热影响区及边缘拉伸开裂问题，实现钢质粉罐车、机械搅拌罐车的封头轻量化，节约了社会资源。

本发明的另一目的是提供一种上述粉罐车、机械搅拌罐车的封头钢的生产方法，根据结构决定性能原理，通过重新设计钢材的成分，改变钢材的内部组织结构，进而得到低成本、高强度、高塑性、优良焊缝热影响区性能的钢材。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种经济型620MPa轻量化汽车罐体封头钢，按以下重量百分比配比：C：0.12-0.20％，Mn：0.60-1.20％，Si：0.05-0.20％，P：≤0.015％，S：≤0.010％，Nb：0.010-0.040％，Al：0.015-0.050％，Ti：0.035-0.065％，B：0.0005-0.0020％，N：≤0.0060％，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，也可以增加钢中珠光体的含量来抵消因为焊接后位错强化和固溶强化的损失。因碳当量小于0.34％且C含量小于0.22％时，材料具有良好的焊接性能，为此碳含量的选择需要综合考虑钢的强度、韧性、塑性，本发明中C含量控制在0.20％以下。

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；为了减轻锰元素成分偏析，一般钢中含量不超过1.50wt％。