一種鐵素體和馬氏體組織的雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種性能均勻的鐵素體和馬氏體組織的雙相鋼鋼鋼管生產(chǎn)方法，屬于 雙相鋼鋼鋼管生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了降低溫室氣體的排放，汽車輕量化技術(shù)是一個必然趨勢，在降低車身自重的 同時，車身安全性能不受到削弱，因此，高強鋼在汽車車身制造中的應用比例越來越高。高 強雙相鋼由于在具備高強度的同時，仍然具有良好的成形性能，所以按照國際鋼鐵協(xié)會的 預測，在未來的汽車車身中雙相鋼的比例將占到74%左右。除了通過采用高強鋼降低車身 重量，汽車制造商也不斷地對汽車的結(jié)構(gòu)設計進行優(yōu)化，并結(jié)合先進的加工方式，如激光拼 焊板技術(shù)、內(nèi)高壓成形技術(shù)和熱沖壓成形技術(shù)等，就結(jié)構(gòu)設計而言，越來越多的汽車零部件 開始采用管件為原料進行加工生產(chǎn)，如儀表盤支架，有些則直接采用管件作為汽車零部件， 如車門防撞桿。
[0003] 作為原料的焊管，通常需要后續(xù)加工，這就要求焊管具有優(yōu)良的成形性能，以汽車 副車架為例，傳統(tǒng)的做法是采用熱軋微合金鋼通過沖壓后焊裝制作而成，但是隨著內(nèi)高壓 成形技術(shù)的出現(xiàn)與成熟，目前已經(jīng)有廠家采用抗拉強度彡440MPa的厚度為4. 0mm的熱軋板 焊管通過內(nèi)高壓成形后獲得，但是為了進一步降低零件的重量，提出了諸如采用抗拉強度 多600MPa的雙相鋼焊管代替低合金鋼焊管的想法，可以將原料厚度降低到2. 5mm，減重達 到40%左右，但與普通的熱軋低合金高強鋼不同，即便采用激光焊接方法制備的雙相鋼焊 管，如DP600,由于基體中含有15%左右的馬氏體相，在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)的馬 氏體會回火，導致硬度和強度降低，出現(xiàn)局部軟化，從而造成整個焊管截面的性能不均勻， 而軟化區(qū)的出現(xiàn)在內(nèi)高壓成形過程中會成為優(yōu)先開裂部位，導致成形失敗，而且雙相鋼的 強度越高，即馬氏體含量越高，軟化越嚴重，因此限制了更高強的雙相鋼焊管的應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種鐵素體和馬氏體組織的雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法，這種方法可以完 成組織轉(zhuǎn)變，在室溫下獲得鐵素體和馬氏體混合組織，同時可以消除成形過程中產(chǎn)生的加 工硬化和殘余應力，使得成品管具有均勻的優(yōu)異的機械性能和成形性能。
[0005] 解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是： 一種鐵素體和馬氏體組織的雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法，它采用原料上料、多道次輥壓成管、 激光焊接、高速定尺分切、臨界區(qū)溫度區(qū)間加熱保溫、淬火、在線輥矯直、時效加熱保溫、高 壓空氣冷卻階段工序，其改進之處是，它的臨界區(qū)溫度區(qū)間加熱保溫工序采用電加熱、氮氣 保護，保溫溫度為800-825°C，保溫時間為4-12分鐘；它的淬火工序?qū)募訜釥t出來的焊管 采用高壓水或高壓氣體沿著焊管的周向進行冷卻，高壓氣體為90%氮氣+10%氫氣；它的時 效加熱保溫工序采用電加熱、氮氣保護，加熱溫度為210-270°C，保溫時間為5-12分鐘。
[0006] 上述鐵素體和馬氏體組織的雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法，所述原料上料工序根據(jù)目標焊 管的截面尺寸，將縱切后的鋼卷進行連續(xù)供料，原料為冷軋板，冷軋壓下量多50%，室溫下原 料的組織為鐵素體和珠光體，生產(chǎn)鋼管為長度< 4m、壁厚< 3. 0_的圓管、方形管和異型截 面管。
[0007] 上述鐵素體和馬氏體組織的雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法，所述激光焊接工序的原料厚度 為< 3. 0mm，采用4kW的激光焊接，焊接速度為2. 0-6.Om/min，焊接熔池采用氬氣保護。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明是一種連續(xù)生產(chǎn)方式，可以通過輥壓段輥型的設計生產(chǎn)不同截面形狀的焊管， 如圓形、方形管和異型截面管。本發(fā)明采用了激光焊接，焊接速度快，生產(chǎn)效率高，焊縫表面 質(zhì)量高，焊后焊縫無需進行清理；本發(fā)明的臨界區(qū)溫度區(qū)間加熱保溫、淬火、在線輥矯直、時 效加熱保溫等工序的整個加熱過程采用氮氣保護，避免氧化，成品管的表面質(zhì)量優(yōu)異；同時 由于在線矯直工藝段的采用，成品管具有優(yōu)異的平直度。本發(fā)明的方法可以滿足不同強度 級別雙相鋼鋼管的生產(chǎn)，焊后熱處理一方面可以完成組織轉(zhuǎn)變，在室溫下獲得鐵素體和馬 氏體混合組織，同時可以消除成形過程中產(chǎn)生的加工硬化和殘余應力，使得成品管具有均 勻的優(yōu)異的機械性能和成形性能，本發(fā)明可以連續(xù)生產(chǎn)雙相鋼鋼管，產(chǎn)品的組織和性能均 勻，直線度好0. 5mm/m)，解決了目前雙相鋼的強度越高，即馬氏體含量越高，軟化越嚴 重，因此限制了更高強的雙相鋼焊管的應用的難題，是雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法的創(chuàng)新，具有顯 著的經(jīng)濟效益。
【具體實施方式】
[0009] 本發(fā)明采取如下工序：原料上料、多道次輥壓成管、激光焊接、高速定尺分切、臨界 區(qū)溫度區(qū)間加熱保溫、淬火、在線輥矯直、時效加熱保溫、高壓空氣冷卻階段。
[0010] 鋼卷上料：根據(jù)目標焊管的截面尺寸，將縱切后的鋼卷進行連續(xù)供料，本方法可以 生產(chǎn)管的長度< 4m、壁厚< 3.Omm的圓管、方形管和異型截面管，原料為冷軋板，冷軋壓下 量多50%，室溫下原料的組織為鐵素體和珠光體。
[0011] 多道次輥壓成管工序：多道次輥壓成圓管、方管和各種異型截面管。
[0012] 激光焊接工序：采用激光焊焊接，激光器的額度功率為4kW，原料厚度為< 3. 0_， 焊接速度為2. 0-6.Om/min，焊接熔池采用氬氣保護，對于厚度一定的原料，可以通過調(diào)整激 光器的輸出功率來調(diào)整焊接速度。
[0013] 高速定尺分切：根據(jù)管的使用長度，對完成焊接后的焊管進行快速分切。
[0014] 臨界區(qū)溫度區(qū)間加熱保溫工序：采用電加熱、氮氣保護，保溫溫度為800-825°C， 保溫時間為4-12分鐘； 淬火工序：對從加熱爐出來的焊管采用高壓水或高壓氣體沿著焊管的周向進行冷卻， 高壓氣體為90%氮氣+10%氫氣，冷卻管為環(huán)狀，管上分布尺寸相同的孔，可以通過冷卻介質(zhì) 壓力的調(diào)整來調(diào)整管的冷卻速率。
[0015] 在線輥矯直：冷卻后的管進入輥道對管的直線度進行改善。
[0016] 時效加熱保溫工序：經(jīng)過排輥矯直后的管進入時效加熱爐，電加熱、氮氣保護，加 熱溫度為210-270°C，保溫時間為5-12分鐘。
[0017] 高壓空氣冷卻：完成時效的管出爐后采用高壓空氣冷卻。
[0018] 實施例1 強度級別為450MPa的雙相鋼鋼管。原料厚度為1.Omm，化學成分(質(zhì)量百分數(shù)）如表 1- 1所示，采用4kW的激光焊接，焊接速度為6m/min，采用氬氣保護焊接區(qū)域，定尺剪切后進 入加熱爐保溫，保溫溫度為820°C，保溫時間為4分鐘，出爐后進行采用高壓介質(zhì)（水或氣 體）淬火到室溫，輥道進行矯直，進入時效爐加熱保溫，加熱溫度為2KTC，保溫時間為5分 鐘，出爐后高壓空氣冷卻入庫，對成品管件進行軸向拉伸并進行直線度測量，如表1-2所示 表1-1抗拉強度為450MPa雙相鋼鋼管的成分（質(zhì)量百分數(shù)：％)
【主權(quán)項】
1. 一種鐵素體和馬氏體組織的雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法，它采用原料上料、多道次輥壓成 管、激光焊接、高速定尺分切、臨界區(qū)溫度區(qū)間加熱保溫、淬火、在線輥矯直、時效加熱保溫、 高壓空氣冷卻階段工序，其特征在于：它的臨界區(qū)溫度區(qū)間加熱保溫工序采用電加熱、氮氣 保護，保溫溫度為800-825°C，保溫時間為4-12分鐘；它的淬火工序?qū)募訜釥t出來的焊管 采用高壓水或高壓氣體沿著焊管的周向進行冷卻，高壓氣體為90%氮氣+10%氫氣；它的時 效加熱保溫工序采用電加熱、氮氣保護，加熱溫度為210-270°C，保溫時間為5-12分鐘。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵素體和馬氏體組織的雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法，其特征在于： 所述原料上料工序根據(jù)目標焊管的截面尺寸，將縱切后的鋼卷進行連續(xù)供料，原料為冷軋 板，冷軋壓下量多50%，室溫下原料的組織為鐵素體和珠光體，生產(chǎn)鋼管為長度< 4m、壁厚 < 3. Omm的圓管、方形管和異型截面管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵素體和馬氏體組織的雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法，其特征在 于：所述激光焊接工序的原料厚度為< 3. 0mm，采用4kW的激光焊接，焊接速度為2. 0-6. Om/ min，焊接熔池采用氬氣保護。
【專利摘要】一種鐵素體和馬氏體組織的雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法，屬于雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括原料上料、多道次輥壓成管、激光焊接、高速定尺分切、臨界區(qū)溫度區(qū)間加熱保溫、淬火、在線輥矯直、時效加熱保溫、高壓空氣冷卻階段工序。本發(fā)明的方法可以滿足不同強度級別雙相鋼鋼管的生產(chǎn)，焊后的熱處理工藝一方面可以完成組織轉(zhuǎn)變，在室溫下獲得鐵素體和馬氏體混合組織，同時可以消除成形過程中產(chǎn)生的加工硬化和殘余應力，使得成品管具有均勻的優(yōu)異的機械性能和成形性能。本發(fā)明解決了目前雙相鋼的強度越高，即馬氏體含量越高，軟化越嚴重，因此限制了更高強的雙相鋼焊管的應用的難題，是雙相鋼鋼管生產(chǎn)方法的創(chuàng)新，具有顯著的經(jīng)濟效益。
【IPC分類】C21D9-08
【公開號】CN104831046
【申請?zhí)枴緾N201510170101
【發(fā)明人】夏明生, 張洪波, 于世川, 韓冰, 張琳, 李桂蘭, 梅淑文
【申請人】唐山鋼鐵集團有限責任公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月13日