專利名稱：一種590l汽車大梁用鋼及其csp制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車縱梁、橫梁、保險杠等高強度結構件用鋼的材料及其采用CSP工藝的制備方法。
背景技術：
隨著我國汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車用鋼量不斷提高，高強度薄規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)汽車零件，成為汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢。汽車大梁用鋼屬于高技術含量的產(chǎn)品，主要用于制造汽車縱梁、橫梁、保險杠等結構件，要求具有良好的強韌性、疲勞性、低屈強比及寬冷彎性能。公開號101701316A的專利公開了一種抗拉強度590MPa級汽車大梁用鋼及其制造方法，采用低碳、低硅、以錳固溶強化元素為主，輔以Nb、Ti復合微合金化的低合金鋼，其合金總量O. 045 O. 090fft%,板坯加熱溫度為1180 1220°C，終軋溫度為840 880°C，卷取溫度為580 620°C，冷卻速度為20 50°C /s，其抗拉強度590MPa，化學成分和機械性能穩(wěn)定，冷成型性能和表面質(zhì)量好，完全滿足載重汽車和大型客貨車新型車架結構的制造要求。公開號CN1974823A的專利公開了一種汽車大梁用鋼的CSP生產(chǎn)工藝，采用中碳高錳Ti微合金化成分設計，其微合金總量在O. 01 O. 03fft%,終軋溫度為800 820°C，卷取溫度為600 620°C，其屈服強度達405 415MPa，抗拉強度達540 560MPa。公開號CN101348843A的專利公開了一種生產(chǎn)汽車大梁用熱軋鋼帶的方法，采 用Nb、V、Ti或Nb、Ti復合微合金化成分設計和CSP生產(chǎn)工藝，其微合金總量在O. 15 O. 20fft%,七機架熱連軋機組軋制，終軋溫度為860 880°C，卷取溫度為600 620°C，生產(chǎn)510L、590L和610L的汽車大梁用鋼。目前國內(nèi)510 610MPa的汽車大梁用鋼，多采用Nb、V、Ti復合或Nb、Ti復合微合金化成分設計，而采用Nb、V復合微合金化設計和CSP連鑄連軋工藝進行生產(chǎn)的尚無報道。隨著汽車制造廠家對汽車大梁鋼的要求級別不斷提高，抗拉強度590Mpa級以上等高強度鋼板在汽車結構件中應用越來越多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種590L汽車大梁用鋼及其CSP制備方法，得到一種屈服強度彡530MPa，抗拉強度彡620 MPa,晶粒度為10 11級的590L汽車大梁用鋼。為此，采用如下技術方案一種590L汽車大梁用鋼，其化學成分重量百分比為[C] 0. 050 O. 110fft%, [Si] 0. 25 O. 45fft%, [Mn] :1. 50 I. 70fft%, [P]:彡 O. 018fft%,O. 008fft%, [ Nb] :0. 025 O. 060Wt%，[V] :0. 070 O. 120Wt%，[Als] :0. 015
O.035fft%, [Ca] :0. 0015 O. 0040Wt%，其余為鐵和不可避免的微量元素。一種590L汽車大梁用鋼的CSP制備方法，其工藝路線為高爐鐵水一鐵水脫硫預處理一轉爐冶煉一LF精煉一CSP薄板坯連鑄一輥底式隧道爐均熱一熱連軋一層流冷卻一卷取一檢驗入庫；其特征在于
所述轉爐冶煉中鐵水控制P<0. 100fft%, S^O. 070fft% ;冶煉過程采用全程底吹氬氣，底吹供氣強度大于O. 02 O. 05m3/ (t*min);終點鋼水溶解[O]控制在650 900ppm ；所述LF精煉中鋼水在LF爐進行鋁脫氧、(Nb、V)微合金化和鈣處理工藝，喂線速度為3 3. 5m/s，鈣處理后弱吹時間8min ；
所述CSP薄板坯連鑄中采用2流立彎形CSP薄板坯連鑄，要求鋼包保護澆注和鋼包下渣檢測控制，連澆中包溫度為1540 1565°C，鑄坯拉速彡3. 7 m/min，擺剪前鑄坯溫度880^940 0C ；
所述輥底式隧道爐均熱中控制鑄坯加熱溫度到1100 1150°C，保證鑄坯在爐內(nèi)保溫時間，使微合金元素固溶以及控制奧氏體晶粒度；
所述熱連軋中采用TMCP六機架熱連軋工藝，重點控制前三道次壓下量，軋制溫度，?！ぷC軋制大壓下量形成變形帶，增加形核位置，細化晶粒，軋制過程中至少保證I次高壓水粗除鱗，粗除鱗入口壓力190 250bar，出口壓力290 380bar，冷卻速度小于20°C /s，終軋溫度850 930°C，卷取溫度580 650°C。本發(fā)明中化學成分的作用及其對材料性能的影響
C :鋼的強度隨著碳含量增加而直線提高，同時碳含量的提高也會影響鋼的韌性以及明顯提高鋼的韌性一脆性轉變溫度，汽車大梁用鋼碳的含量一般應低于O. 20%,以保證汽車大梁鋼的強度和成型性。Mn :Mn是主要的固溶強化元素，具有明顯細化晶粒的作用，適量的Mn可降低Y — α相變溫度，有助于獲得細小的相變產(chǎn)物，提高強韌性；同時，由于錳和硫具有較大的親和力，可避免FeS在晶界析出，降低熱脆性，提高熱加工性能。Si =Si有一定的固溶強化作用，利于提高鋼的強度，不利于韌性的控制；但Si含量過高，表面易形成氧化物壓入的微裂紋，不利鋼板表面質(zhì)量的控制。綜合考慮上述原因，本發(fā)明設計為
[C] =0. 05 O. 011fft%, [Mn] =1. 50 I. 65fft%, [Si] =0. 25 O. 45Wt%。Nb、V :通常鋼中降碳所損失的強度可以依靠添加微合金化元素，進行細化晶粒和析出強化來彌補。鈮、釩、鈦是強的碳化物和碳氮化物的形成元素，能夠取得強化作用。Nb易在位錯線上偏聚，對位錯攀移產(chǎn)生強烈的拖曳作用，使再結晶形核受到抑制，因而對再結晶具有強烈的阻止作用，具有最強的晶粒細化強化效果。V易在奧氏體晶界的鐵素體中沉淀析出，能抑制奧氏體的再結晶并阻止晶粒長大，從而起到細化鐵素體晶粒、提高鋼的強度和韌性。綜合考慮Nb、V二個元素的強化特點，本發(fā)明采用鈮、釩微合金設計
[Nb]=0. 025 O. 060fft%, [V]=0. 070 O. 120Wt%。P、S : P、S均為汽車大梁用鋼中的有害元素，S主要影響鋼的塑性，P主要影響鋼的沖擊韌性和韌-脆轉變溫度，在實際生產(chǎn)中盡量降低硫、磷含量。本發(fā)明設計為
[S]( O. 008fft%, [P] ( O. 018fft%oCa,Als Ca能改變鋼中硫化物的形態(tài)，Als是鋼中的脫氧元素，可減少鋼中氧化物夾雜，純凈鋼質(zhì)。本發(fā)明中[Ca] = O. 0015 O. 0040fft%, [Als] = O. 015 O. 035Wt%。本發(fā)明的有益效果
I、本發(fā)明采用低碳、高錳、(Nb、v)復合微合金鋼的設計思路，通過控制合理的合金成分設計、CSP工藝和TMCP六機架軋制工藝，獲得化學成分和機械性能穩(wěn)定，具有高的強度、寬冷彎性能、良好的塑性和韌性等，滿足汽車大梁用鋼要求。
2、本發(fā)明采用Nb、V復合微合金控制強度，通過Nb、V合金元素的細晶強化作用及沉淀強化控制晶粒尺寸，并通過再結晶控軋技術進一步細化組織，晶粒度最高達10--11級。3、本發(fā)明采用BOF — LF — CSP — TMCP工藝進行生產(chǎn)，性能波動范圍小，設計性能
命中率高。
具體實施例方式下述實施例采用CSP薄板坯連鑄連軋工藝流程，利用Nb、V復合微合金化技術進行510L高強度汽車大梁鋼的生產(chǎn)，其工藝流程為高爐鐵水一鐵水脫硫預處理一轉 爐冶煉—LF精煉一CSP薄板坯連鑄一輥底式隧道爐均熱一熱連軋一層流冷卻一卷取一檢驗入庫；其中
所述轉爐冶煉中鐵水控制P<0. 100fft%, S^O. 070fft% ;冶煉過程采用全程底吹氬氣，底吹供氣強度大于O. 02 O. 05m3/ (t*min);終點鋼水溶解[O]控制在650 900ppm ；所述LF精煉中鋼水在LF爐進行鋁脫氧、(Nb、V)微合金化和鈣處理工藝，喂線速度為3 3. 5m/s，鈣處理后弱吹時間8min，確保鋼中MnS、Al2O3等非金屬夾雜物變性和球化率，使夾雜物充分上浮，改善鋼水潔凈度和質(zhì)量。所述CSP薄板坯連鑄中采用2流立彎形CSP薄板坯連鑄，要求鋼包保護澆注和鋼包下渣檢測控制，中包液面控制> 800mm，連澆中包溫度為1540 1565°C，鑄坯拉速彡3. 7m/min，擺剪前鑄坯溫度88(T940°C，冷卻曲線選用PLC2#曲線或DSC6#曲線。所述輥底式隧道爐均熱中控制鑄坯加熱溫度到1100 1150°C，保證鑄坯在爐內(nèi)保溫時間，使微合金元素固溶以及控制奧氏體晶粒度；
所述熱連軋中采用TMCP六機架軋制工藝，重點控制前三道次壓下量，軋制溫度，保證軋制大壓下量形成變形帶，增加形核位置，細化晶粒，軋制過程中至少保證I次高壓水粗除鱗，粗除鱗入口壓力190 250bar，出口壓力290 380bar，冷卻速度小于20°C /s，終軋溫度850 930°C，卷取溫度580 650°C。實施例I
工藝為高爐鐵水一鐵水脫硫預處理一120噸復吹轉爐冶煉一LF精煉一2流立彎形CSP薄板坯連鑄一輥底式隧道爐均熱一TMCP六機架熱軋工藝一層流冷卻一卷取一檢驗入庫。轉爐終點成分[C]0. 046fft%, [Mn] 0. 135fft%, [P] 0. 009fft%, [S] 0. 029fft%,0. 0668fft%o成品成分[C]0. 055fft%, [Si] :0. 376 fft%, [Mn] :1. 55fft%, [P] :0. 0091fft%, [S]0. 0033fft%,[ Nb] 0. 0474fft%，[V] :0. 0852fft%,[Alt] :0. 0318fft%，[Als] :0. 0308fft%，[Ca] 0. 0025Wt%，其余為鐵和不可避免的微量元素。CSP薄板坯連鑄中包溫度1551 1561 °C，鑄坯拉速3. 90 4. 10 m/min，剪切溫度 900 935 0C ο軋鋼工藝成品規(guī)格7. 8*1350 mm，出爐溫度1152°C，終軋溫度872°C，卷取溫度609°C，加熱時間37. 5min，冷卻速度17. 6°C /s, Fl壓下率49. 5%，F(xiàn)2壓下率42. 4%，延伸率
26.0%。產(chǎn)品性能如下
權利要求
1.一種590L汽車大梁用鋼，其特征在于，其化學成分重量百分比為[C] :0. 050 O.110fft%, [Si] 0. 25 0.45Wt%，[Mn] :1.50 I. 70Wt%，[P] ( O. 018fft%, [S](O. 008fft%, [ Nb] 0. 025 0. 060fft%，[V] :0. 070 O. 120fft%, [Als] :0. 015 0.035fft%, [Ca] :0. 0015 0. 0040Wt%，其余為鐵和不可避免的微量元素。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種590L汽車大梁用鋼的CSP制備方法，工藝路線為高爐鐵水一鐵水脫硫預處理一轉爐冶煉一LF精煉一CSP薄板坯連鑄一輥底式隧道爐均熱一熱連軋一層流冷卻一卷取一檢驗入庫；其特征在于 所述轉爐冶煉中鐵水控制P<0. 100fft%, S^O. 070fft% ;冶煉過程采用全程底吹氬氣，底吹供氣強度大于O. 02 O. 05m3/ (t*min);終點鋼水溶解[O]控制在650 900ppm ；所述LF精煉中鋼水在LF爐進行鋁脫氧、(Nb、V)微合金化和鈣處理工藝，喂線速度為3 3. 5m/s，鈣處理后弱吹時間8min ； 所述CSP薄板坯連鑄中采用2流立彎形CSP薄板坯連鑄，要求鋼包保護澆注和鋼包下渣檢測控制，連澆中包溫度為1540 1565°C，鑄坯拉速彡3. 7 m/min，擺剪前鑄坯溫度880^940 0C ； 所述輥底式隧道爐均熱中控制鑄坯加熱溫度到1100 1150°C，保證鑄坯在爐內(nèi)保溫時間，使微合金元素固溶以及控制奧氏體晶粒度； 所述熱連軋中采用TMCP六機架熱連軋工藝，重點控制前三道次壓下量，軋制溫度，保證軋制大壓下量形成變形帶，增加形核位置，細化晶粒，軋制過程中至少保證I次高壓水粗除鱗，粗除鱗入口壓力190 250bar，出口壓力290 380bar，冷卻速度小于20°C /s，終軋溫度850 930°C，卷取溫度580 650°C。
全文摘要
一種590L汽車大梁用鋼，其化學成分重量百分比為[C]0.050～0.110Wt%，[Si]0.25～0.45Wt%，[Mn]1.50～1.70Wt%，[P]≤0.018Wt%，[S]≤0.008Wt%，[Nb]0.025～0.060Wt%，[V]0.070～0.120Wt%，[Als]0.015～0.035Wt%，[Ca]0.0015～0.0040Wt%，其余為鐵和不可避免的微量元素。其生產(chǎn)工藝路線高爐鐵水→鐵水脫硫預處理→120噸復吹轉爐冶煉→LF精煉→2流立彎形CSP薄板坯連鑄→輥底式隧道爐均熱→TMCP六機架熱連軋→層流冷卻→卷取→檢驗入庫。本發(fā)明采用低碳、高錳、(Nb、V)復合微合金鋼的設計思路，獲得化學成分和機械性能穩(wěn)定，具有高的強度、寬冷彎性能、良好的塑性和韌性等，滿足汽車大梁用鋼要求。
文檔編號C21D8/02GK102732784SQ20121019819
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權日2012年6月15日
發(fā)明者于金鋒, 常崇民, 成東全, 白建軍, 鄒明, 鄭躍強 申請人:甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司