一種抗拉強(qiáng)度610MPa級汽車大梁鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抗拉強(qiáng)度610MPa級汽車大梁鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車行業(yè)及汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車用鋼的需求逐年增加。眾所周知，汽車輕量化是國家節(jié)能減排的戰(zhàn)略需求，降低車身重量的可行方法之一是汽車用鋼的高強(qiáng)化。汽車大梁鋼在整個(gè)車身中發(fā)揮著重要的作用，汽車的縱梁和橫梁之間采用鉚接、螺栓連接或者焊接的方式連接在一起構(gòu)成汽車車架，經(jīng)由懸掛裝置、前后橋支撐在車輪上。為了保證行車的安全，汽車大梁鋼必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受汽車載荷和來自車輪的沖擊。作為高強(qiáng)汽車用鋼的一種，抗拉強(qiáng)度為610MPa級的汽車大梁鋼已經(jīng)逐步取代抗拉強(qiáng)度為320MPa，420MPa和51MPa級的汽車大梁鋼，將在汽車大梁鋼中占有更高的份額。
[0003]專利CN201010242976.1公布了鈮鈦復(fù)合重型卡車汽車大梁鋼及其制備方法，其成分設(shè)計(jì)中添加0.03-0.06%的鈮(Nb)，終軋溫度和卷取溫度均較低，導(dǎo)致微合金成本較高且軋機(jī)負(fù)荷和卷取機(jī)負(fù)荷較大；專利CN201210198193.7公布了一種590L汽車大梁用鋼及其CSP制備方法，其成分設(shè)計(jì)中添加0.025-0.06%的鈮(Nb)和0.07-0.12%的釩(V)，微合金成本較高；專利CN200580027658.0公布了焊接性和韌性均優(yōu)異的抗拉強(qiáng)度為550MPa級以上的高強(qiáng)度鋼材及其制造方法，其成分設(shè)計(jì)中包含0.01-0.08%的鈮(Nb)和0.01-0.05%的釩(V)，微合金成本較高；專利CN200910251584.9公布了一種610MPa汽車大梁板用鋼及其制造方法，其成分設(shè)計(jì)中含有0.04-0.06%的鈮(Nb)和0.02-0.03%的釩(V)，且其卷取溫度為530~580°C，微合金成本較高，且卷取機(jī)負(fù)荷較大。
[0004]隨著抗拉強(qiáng)度為610MPa級汽車大梁鋼的廣泛應(yīng)用，一些問題也逐漸凸顯出來，比如，抗拉強(qiáng)度為61MPa級的汽車大梁鋼一般采用鈮-釩-鈦(Nb-V-Ti)或鈮-鈦(Nb-Ti)微合金化的成分設(shè)計(jì)，其每噸鋼微合金成本增加高達(dá)200~300元。在激烈的市場競爭中，該微合金成本對于鋼鐵企業(yè)幾乎沒有任何利潤；同時(shí)，抗拉強(qiáng)度為610MPa級的汽車大梁鋼常采用較低的終軋溫度(800~860°C )結(jié)合較低的卷取溫度(500~600°C )來實(shí)現(xiàn)，增大了軋機(jī)、卷取機(jī)負(fù)荷，降低了生產(chǎn)效率，同時(shí)相對較高的屈強(qiáng)比(0.86-0.9)在沖壓過程中容易造成折彎處開裂，影響產(chǎn)品成材率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的各種問題，本發(fā)明提供一種抗拉強(qiáng)度610MPa級汽車大梁鋼及其制備方法，采用C-Mn-Ti化學(xué)成分體系，結(jié)合控制軋制和控制冷卻工藝，實(shí)現(xiàn)了抗拉強(qiáng)度610MPa級汽車大梁鋼的低成本易軋制高效率生產(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種抗拉強(qiáng)度610MPa級汽車大梁鋼，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:C:0.04-0.12%，Si:
0.05-0.35%，Mn:0.8-1.4%，S:彡 0.015%，P:彡 0.02%，Als:0.02-0.05%，T1:0.04-0.08%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]所述大梁鋼組織為準(zhǔn)多邊形鐵素體和貝氏體，其中準(zhǔn)多邊形鐵素體體積分?jǐn)?shù)為85-95%,貝氏體體積分?jǐn)?shù)為5~15%，平均晶粒尺寸為3~6微米。
[0007]所述大梁鋼厚度為2~12.7mm,抗拉強(qiáng)度為630~690MPa，屈服強(qiáng)度為535~590MPa，屈強(qiáng)比彡0.86，斷后伸長率為24~30%，冷彎性能合格(d=a)。
[0008]一種抗拉強(qiáng)度610MPa級汽車大梁鋼的制備方法，包括以下工藝步驟:
(1)將厚度為150~170mm的鋼坯加熱至1220~1280°C，保溫2~2.5h，鋼坯的化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:C:0.04-0.12%，Si:0.05-0.35%，Mn:0.8-1.4%，S..( 0.015%，P..( 0.02%，Als:0.02-0.05%，T1:0.04-0.08%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；
(2)對加熱后的鋼坯進(jìn)行粗軋，開軋溫度為1140~1180°C，軋5道次，粗軋總壓下率為73.3~80%，得到厚度為30~40mm的中間坯；
(3 )對中間坯進(jìn)行精軋，開軋溫度為960~1000 0C，軋5~7道次，精軋總壓下率為68.3-93.3%，終軋溫度為860~910°C，得到厚度為2~12.7mm的板帶；
(4)對板帶進(jìn)行前段密集冷卻，冷卻速度控制在10~50°C /s，冷卻后進(jìn)行卷取，卷取溫度為600~720°C，得到抗拉強(qiáng)度610MPa級汽車大梁鋼。
[0009]本發(fā)明對大梁鋼的化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝進(jìn)行了全新設(shè)計(jì)，有益效果如下:
1、取消鋼中的貴重微合金銀(Nb)和I凡(V)，改用廉價(jià)的微合金鈦(Ti)，鈦(Ti)的微合金成本為鋼中每添加0.01%為3~5元/噸，所生產(chǎn)的610MPa級汽車大梁鋼較常規(guī)鈮(Nb)和釩(V)微合金化的成本節(jié)約150~250元/噸；
2、與采用低溫軋制結(jié)合低溫卷取生產(chǎn)汽車大梁鋼的傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明利用微合金元素鈦(Ti)的析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化來提高汽車大梁鋼的力學(xué)性能，工藝上可通過高溫軋制結(jié)合高溫卷取來實(shí)現(xiàn)，降低了軋機(jī)和卷取機(jī)的負(fù)荷，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率；
3、本發(fā)明的汽車大梁鋼具有高強(qiáng)塑性，低屈強(qiáng)比，更易于成形，其中抗拉強(qiáng)度為630~690MPa，屈服強(qiáng)度為535~590MPa，屈強(qiáng)比彡0.86，斷后伸長率為24~30%，冷彎性能合格(d=a)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明抗拉強(qiáng)度610MPa級汽車大梁鋼的顯微組織；
圖2為本發(fā)明抗拉強(qiáng)度61MPa級汽車大梁鋼的析出形貌；
圖3為本發(fā)明抗拉強(qiáng)度610MPa級汽車大梁鋼制備方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于以下實(shí)施例。
[0012]實(shí)施例1
制備厚度為2mm的汽車大梁鋼
(1)將厚度為150mm的鋼坯加熱至1220°C，保溫2h，鋼坯的化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:C:0.04%，Si:0.35%，Mn:1%，S:0.006%，P:0.012%，Als:0.032%，Ti:0.04%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；
(2)對加熱后的鋼坯進(jìn)行粗軋，開軋溫度為1140°C，軋5道次，粗軋總壓下率為80%，得到厚度為30mm的中間還；
(3)對中間坯進(jìn)行精軋，開軋溫度為960°C，軋7道次，精軋總壓下率為93.3%，終軋溫度為910°C，得到厚度為2mm的板帶；
(4)對板帶進(jìn)行前段密集冷卻，冷卻速度為50°C/s，冷卻后進(jìn)行卷取，卷取溫度為720 °C，得到厚度為2mm汽車大梁鋼。
[0013]厚度為2_汽車大梁鋼組織為準(zhǔn)多邊形鐵素體和貝氏體，其中準(zhǔn)多邊形鐵素體體積分?jǐn)?shù)為85%，