【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于鋼鐵冶軋，具體涉及一種2.0～10.0mm厚度經(jīng)濟(jì)型510mpa級(jí)大梁鋼帶及其生產(chǎn)方法。本專利技術(shù)產(chǎn)品適用于輕、中、重卡等商用車縱梁、橫梁及其結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)和制造。
技術(shù)介紹
1、抗拉強(qiáng)度510mpa級(jí)大梁鋼因強(qiáng)度適中且具有良好的塑性、韌性以及成型形被廣泛應(yīng)用在商用車制造領(lǐng)域，加工縱梁、橫梁及其結(jié)構(gòu)件。大梁鋼510l屬于微合金高強(qiáng)鋼，通過添加微合金化元素并結(jié)合相應(yīng)控軋控冷工藝獲得力學(xué)性能。隨著鋼廠設(shè)備的不斷升級(jí)和生產(chǎn)技術(shù)日益成熟，傳統(tǒng)nb-ti復(fù)合微合金化510l大梁鋼已無技術(shù)門檻，各種大小鋼鐵企業(yè)均具備生產(chǎn)能力，致使產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。應(yīng)用新工藝、新方法研制一種既滿足使用要求又能降低制造成本的510mpa大梁鋼成為大梁鋼產(chǎn)品主要發(fā)展方向。
2、合金添加成本是產(chǎn)品制造成本的重要組成部分，通過調(diào)整成分設(shè)計(jì)減少合金添加量是降低制造成本最有效的方式。我國(guó)ti元素資源豐富，且有極好的沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化作用，具備單合金元素開發(fā)高強(qiáng)鋼的潛力，是性價(jià)比極高的微合金化元素。開發(fā)單ti元素合微金化510l大梁鋼不僅有低成本優(yōu)勢(shì)，同時(shí)減少鋼中mn、nb含量，節(jié)約了資源，符合“綠色、低碳”的發(fā)展理念。相比之下單ti微合金化產(chǎn)品ti元素添加多，在冶煉或鑄坯冷卻過程中容易析出大尺寸tin析出，對(duì)產(chǎn)品力學(xué)性能和服役安全性產(chǎn)生不利影響，解決液析tin問題是發(fā)展單ti微合金化高強(qiáng)鋼的關(guān)鍵。稀土元素有凈化鋼液、變質(zhì)夾雜物等效果，稀土元素與氧、鋁元素形成細(xì)小稀土氧化物，可增加tin形核點(diǎn)，改變tin長(zhǎng)大方式及形狀，進(jìn)而減小tin尺寸，從而降低
3、專利文獻(xiàn)cn112030071a公開一種510mpa級(jí)高韌性汽車大梁鋼及其制備方法，其采用c：0.09～0.11％，si：≤0.12％，mn：1.00～1.15％，p：≤0.020％，s≤0.012％，al：0.020～0.060％，ti：0.040～0.070％，n≤0.0060％，o≤0.0050％，re≤0.010％的成分設(shè)計(jì)開發(fā)出1.6～16mm厚度ti微合金化510mpa級(jí)高韌性汽車大梁鋼。該專利所述方法優(yōu)點(diǎn)在于采用單ti微合金化成分降低了產(chǎn)品合金成本；缺點(diǎn)為ti含量范圍在0.040～0.070％容易生成大尺寸液析tin影響產(chǎn)品服役性能和服役安全性，但方法中未提到或解決大尺寸tin的控制措施，另外稀土元素含量控制在100ppm以上大工業(yè)生產(chǎn)煉鋼無法實(shí)現(xiàn)連澆，同樣增加產(chǎn)品制造成本且不利于大批量生產(chǎn)推廣。
4、專利文獻(xiàn)cn103451535a公開一種510mpa級(jí)汽車大梁用熱連軋板帶鋼及其生產(chǎn)工藝，其采用c：0.13～0.18％，si：0.30～0.50％，mn：0.75～1.15％，p：≤0.025％，s≤0.008％，al：0.020～0.060％，ti：0.008～0.025％，n≤0.0060％成分設(shè)計(jì)開發(fā)出1.6～12mm厚度ti微合金化510mpa級(jí)汽車大梁鋼，產(chǎn)品屈服強(qiáng)度≥410mpa，抗拉強(qiáng)度515～600mpa，延伸率≥24％，冷彎性能優(yōu)良。該專利所述方法中c元素和si含量設(shè)計(jì)偏高，前者會(huì)降低產(chǎn)品焊接性能和成型性，后者會(huì)使鋼帶表面容易產(chǎn)生“紅銹”缺陷。
5、專利文獻(xiàn)cn115369307a公開一種基于csp流程生產(chǎn)熱軋510l汽車大梁鋼的制作方法，該方法基于csp流程采用c：0.050～0.070％，si：0.03～0.30％，mn：0.6～1.2％，p：≤0.018％，s：≤0.01％，nb：0.01～0.04％，ti：0.03～0.06％，n：≤0.005成分設(shè)計(jì)并結(jié)合相應(yīng)控軋控冷工藝開發(fā)出汽車大梁用鋼510l，產(chǎn)品屈服強(qiáng)度在450～520mpa，抗拉強(qiáng)度在550～620mpa，延伸率在24～30％，各項(xiàng)指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，性能控制相對(duì)穩(wěn)定。該專利所述方法中添加0.01～0.04％的nb元素作為主要強(qiáng)化元素提升產(chǎn)品性能，產(chǎn)品合金成本比較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種2.0～10.0mm厚度經(jīng)濟(jì)型510mpa級(jí)大梁鋼帶及其生產(chǎn)方法，該方法采用c+mn+ti成分設(shè)計(jì)，取消了nb元素并降低mn元素，主要通過ti微合金化作用提升性能，達(dá)到降低產(chǎn)品合金添加成本的目的。同時(shí)應(yīng)用稀土元素減小高ti高強(qiáng)鋼中液析tin的尺寸，改變液析tin形狀(由有突出尖銳棱角的不規(guī)則狀改變?yōu)槌蕡A形狀)，改善其對(duì)產(chǎn)品性能和成型的不利影響。稀土ti微合金化510mpa級(jí)大梁鋼組織均勻細(xì)化，屈服強(qiáng)度≥355mpa，抗拉強(qiáng)度：510～650mpa，延伸率≥24％，具有良好的冷成型性，滿足客戶使用要求。
2、本專利技術(shù)的具體技術(shù)方案如下：
3、本專利技術(shù)一個(gè)方面提供一種2.0～10.0mm厚度經(jīng)濟(jì)型510mpa級(jí)大梁鋼帶，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：c：0.06～0.08％，si：0.03～0.10％，mn：0.70％～1.00％，p≤0.015％，s≤0.005％，alt：0.020％～0.050％，ti：0.030％～0.050％，n≤0.0060％，o≤0.0020％，ce：0.0010～0.0030％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。
4、其主要元素選擇理由如下：
5、c：碳是廉價(jià)的固溶強(qiáng)化元素，也會(huì)形成硬向碳化物。如果含量太少，需要增加合金元素提升產(chǎn)品強(qiáng)度，導(dǎo)致產(chǎn)品制造成本增加。如果含量太多，則影響產(chǎn)品成型形、焊接性能、沖擊性能以及疲勞性能。本產(chǎn)品主要用于加工汽車大梁，加工時(shí)需要有良好的塑性和冷成型性能，服役時(shí)除強(qiáng)度外還需具備沖擊韌性和抗疲勞性能。綜合考慮將其含量限定在0.06～0.08％。
6、si：硅是脫氧元素，同時(shí)有較好的固溶強(qiáng)化作用，但si元素含量太高容易使鋼帶表面產(chǎn)生紅色氧化物。產(chǎn)品加工大梁有涂漆工序，如果si元素含量會(huì)影響產(chǎn)品美觀。綜合考慮將其含量限定在0.03～0.10％。
7、mn：錳可以與鐵無限置換固溶，是僅次于c最具性價(jià)比的固溶強(qiáng)化元素。但是如果mn含量太高，容易造成板坯偏析，遺傳至成品形成較硬的中心偏析珠光體帶狀組織，尤其對(duì)于厚規(guī)格產(chǎn)品壓縮比小，厚度中心冷卻速度小，該問題越加嚴(yán)重。珠光體帶狀組織嚴(yán)重惡化產(chǎn)品的成型性和疲勞性能。綜合考慮將其含量限定為0.70％～1.00％。
8、p、s：磷元素和硫元素是鋼中不可避免的有害元素，含量越低產(chǎn)品性能越好，但過低控制會(huì)增加生產(chǎn)成本。綜合考慮將其含量分別限定為p≤0.015％和s≤0.005％。
9、alt：鋁是為了脫氧而添加的，當(dāng)鋁含量不足時(shí)，不能發(fā)揮其效果，當(dāng)鋁含量太高導(dǎo)致延展性變差，綜合考慮將其含量限定在0.020％～0.050％。
10、ti：鈦元素具有細(xì)化晶粒尺寸和析出強(qiáng)化作用。細(xì)化晶粒尺寸主要通過細(xì)小tin抑制高溫奧氏體晶粒長(zhǎng)大實(shí)現(xiàn)，析出強(qiáng)化作用是主要通過在相間或鐵素體基體上析出細(xì)小tic阻礙位錯(cuò)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。綜合產(chǎn)品性能要求將其含量分別限定0.030～0.050％本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種2.0～10.0mm厚度經(jīng)濟(jì)型510MPa級(jí)大梁鋼帶，其特征在于，所述大梁鋼帶的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：C：0.06～0.08％，Si：0.03～0.10％，Mn：0.70％～1.00％，P≤0.015％，S≤0.005％，Alt：0.020％～0.050％，Ti：0.030％～0.050％，N≤0.0060％，O≤0.0020％，Ce：0.0010～0.0030％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大梁鋼帶，其特征在于，所述大梁鋼帶的力學(xué)性能滿足：屈服強(qiáng)度≥460MPa，抗拉強(qiáng)度≥530MPa，伸長(zhǎng)率A≥30％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大梁鋼帶，其特征在于，所述大梁鋼帶的厚度為3.0～6.0mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的大梁鋼帶，其特征在于，所述大梁鋼帶的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：C：0.07％，Si：0.08～0.09％，Mn：0.92％～0.95％，P≤0.015％，S≤0.005％，Alt：0.02％～0.03％，Ti：0.038％～0.040％，N≤0.0050％，O≤0.0020％，
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的大梁鋼帶的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述生產(chǎn)方法包括煉鋼工藝和控軋空冷工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述煉鋼工藝包括：KR脫硫、轉(zhuǎn)爐、LF精煉和板坯連鑄；其中鐵水需進(jìn)行深脫硫操作，脫硫后鐵水S≤0.002％，脫硫后扒渣，渣扒清面積(亮面)大于90％；轉(zhuǎn)爐出鋼過程要求使用正常周轉(zhuǎn)鋼包，嚴(yán)禁使用新包、黑包，嚴(yán)格控制出鋼下渣量；轉(zhuǎn)爐出鋼使用鋁鐵脫氧，使用石灰、合成渣調(diào)渣；鋁鐵、渣料加入量根據(jù)終點(diǎn)C含量進(jìn)行調(diào)整；LF精煉前期及調(diào)整成分時(shí)，采用適當(dāng)吹氬強(qiáng)度進(jìn)行攪拌(以鋼水不大翻，裸露為宜)；在送電、精煉過程中，加入適量鋁粒強(qiáng)化渣面脫氧，控制LF第二樣Als≥0.050％；LF精煉過程中不再加硅鐵；根據(jù)就位硫含量情況，配加石灰及時(shí)調(diào)整精煉渣，并保證精煉渣良好的流動(dòng)性，精煉終渣(FeO)+(MnO)≤0.5％且白渣保持時(shí)間≥20分鐘；鈣處過程中喂入純鈣線，要求鋼水鈣含量0.0008～0.0020％；鈣處理后加入20～40kg鈰鐵合金，并軟吹5分鐘，要求軟吹時(shí)渣面只有微小波動(dòng)，保證軟吹效果，防止鋼液裸露。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述控軋空冷工藝包括：板坯加熱、粗軋、精軋和鋼卷冷卻；其中：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種2.0～10.0mm厚度經(jīng)濟(jì)型510mpa級(jí)大梁鋼帶，其特征在于，所述大梁鋼帶的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：c：0.06～0.08％，si：0.03～0.10％，mn：0.70％～1.00％，p≤0.015％，s≤0.005％，alt：0.020％～0.050％，ti：0.030％～0.050％，n≤0.0060％，o≤0.0020％，ce：0.0010～0.0030％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大梁鋼帶，其特征在于，所述大梁鋼帶的力學(xué)性能滿足：屈服強(qiáng)度≥460mpa，抗拉強(qiáng)度≥530mpa，伸長(zhǎng)率a≥30％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大梁鋼帶，其特征在于，所述大梁鋼帶的厚度為3.0～6.0mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的大梁鋼帶，其特征在于，所述大梁鋼帶的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：c：0.07％，si：0.08～0.09％，mn：0.92％～0.95％，p≤0.015％，s≤0.005％，alt：0.02％～0.03％，ti：0.038％～0.040％，n≤0.0050％，o≤0.0020％，ce：0.0015～0.0018％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。
5.權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張智剛，袁曉鳴，宿成，李鵬，丁宇飛，李志成，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：包頭鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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