本發(fā)明涉及鋼鐵冶金材料中的低合金結(jié)構(gòu)鋼制造領(lǐng)域，具體地指一種低內(nèi)應(yīng)力汽車橋殼用鋼板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：橋殼是汽車行駛系統(tǒng)的主要構(gòu)件之一，用來支承車架及車架后部各總成的重量。汽車橋殼一般由鋼板作為原料進行沖壓，然后焊接成形。隨著國內(nèi)汽車的發(fā)展，橋殼用鋼板的用量也在不斷增加，目前，大部分橋殼用鋼板采用熱連軋-卷曲-開平的工藝生產(chǎn)，其產(chǎn)品在后期橋殼生產(chǎn)的料片沖壓過程中，由于鋼板的內(nèi)應(yīng)力過大，導(dǎo)致下料后的料片出現(xiàn)翹曲和沖壓開裂的現(xiàn)象，影響汽車橋殼的正常生產(chǎn)。公開號為CN101660093A的中國發(fā)明專利申請公開了一種抗拉強度510MPa級汽車用熱軋沖壓橋殼鋼及其制備方法，其產(chǎn)品因內(nèi)應(yīng)力偏大而影響后期橋殼的正常生產(chǎn)。公開號為CN104962812A的中國發(fā)明專利申請公開了一種具有良好板形的熱連軋橋殼鋼及其制造方法，但該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品在后續(xù)加工中仍然出現(xiàn)變形，從而影響生產(chǎn)順行。因此，合理設(shè)計碳和合金元素的種類及含量，開發(fā)簡單合理的生產(chǎn)工藝，研發(fā)出具有低內(nèi)應(yīng)力和優(yōu)異綜合性能的汽車橋殼用鋼板具有重要的現(xiàn)實意義。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服上述不足，解決目前國內(nèi)低內(nèi)應(yīng)力汽車橋殼用鋼板生產(chǎn)中的一些技術(shù)瓶頸，提供一種制造成本低、工藝簡單可控、綜合性能優(yōu)良的低內(nèi)應(yīng)力汽車橋殼用鋼板及其生產(chǎn)方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種低內(nèi)應(yīng)力汽車橋殼用鋼板，鋼板的化學(xué)成分及其重量百分比如下：C：0.13～0.19％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.30～1.60％，Nb：0.001～0.025％，Ti：0.005～0.030％，Als：0.015～0.045％，P≤0.015％，S≤0.007％，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。進一步地，鋼板的化學(xué)成分及其重量百分比如下：C：0.13～0.19％，Si：0.25～0.35％，Mn：1.40～1.50％，Nb：0.010～0.015％，Ti：0.015～0.020％，Als：0.015～0.045％，P≤0.015％，S≤0.007％，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。進一步地，鋼板的化學(xué)成分及其重量百分比如下：C：0.15％，Si：0.30％，Mn：1.45％，Nb：0.012％，Ti：0.018％，Als：0.030％，P：0.005％，S：0.003％，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。本發(fā)明的低內(nèi)應(yīng)力汽車橋殼用鋼板中各化學(xué)成分的作用如下：碳(C)：碳是提高鋼板強度最有效且廉價的元素之一，隨著C含量的增加，鋼的抗拉強度和屈服強度隨之提高，為保證鋼板的強度，C含量不小于0.13％，但其含量超過0.19％，則沖壓成形性和焊接性降低。因此，本發(fā)明C含量限定在0.13～0.19％。硅(Si)：硅是常用的脫氧劑，有固熔強化作用，有利于提高鋼的彈性極限和改善其綜合性能，但Si含量較高時，降低了鋼的韌性、塑性及延展性，易導(dǎo)致冷脆不利于焊接。因此，本發(fā)明將Si的含量目標(biāo)值控制在0.20～0.40％。錳(Mn)：錳是重要的強韌化元素和良好的脫氧劑、脫硫劑，太低的Mn則不能保證鋼的強度，但太高的Mn對鋼坯中心偏析有不利影響，有損于鋼板的韌性，并且在焊接時容易產(chǎn)生裂紋，對于本發(fā)明，將其含量限定在1.30～1.60％。鈮(Nb)：鈮是強碳氮化合物形成元素，能提高鋼的奧氏體再結(jié)晶溫度。奧氏體可以在更高的軋制溫度下進行軋制；此外Nb在控制軋制連續(xù)冷卻過程中的析出強化作用，通過Nb的碳氮化物的應(yīng)變誘導(dǎo)析出可以釘扎奧氏體晶粒，細化奧氏體晶粒并提高強度及低溫韌性。但過高的Nb也易與Fe、C等元素形成低熔點共晶物，從而增加焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋的傾向。因此，本發(fā)明設(shè)定其含量在0.001～0.025％。鈦(Ti)：鈦是強氮化物形成元素，Ti的氮化物能有效地釘扎奧氏體晶界，同時氮化鈦有助于控制奧氏體晶粒的長大，對焊接性有利；但加入過多鈦時，會由于生成過剩的碳氮化鈦而導(dǎo)致韌性惡化。因此，本發(fā)明Ti含量限定在0.005～0.030％。鋁(Al)：鋁是鋼中的主要脫氧元素，Al含量過高時將導(dǎo)致Al的氧化物夾雜增加，降低鋼的純凈度，不利于鋼的韌性。Al的熔點較高，在生產(chǎn)中，Al可以用來阻止晶粒長大。本發(fā)明中控制鈦含量在0.015～0.045％。磷(P)：磷在鋼中為有害元素，其含量要嚴(yán)格控制，高的P含量會增加鋼的冷脆傾向，并且P極易在鋼坯的心部偏析，由于這種含P量高的強偏析帶較脆，使得在軋鋼后容易產(chǎn)生內(nèi)在缺陷。但考慮到降低P含量對冶煉的難度和成本增大，本發(fā)明的磷含量控制為P≤0.015％。硫(S)：硫在鋼中為有害元素，高的S含量會使鋼板的力學(xué)性能和韌性變差。但考慮到降低S含量對冶煉的難度和成本增大，本發(fā)明硫含量為S≤0.007％。進一步地，本發(fā)明的低內(nèi)應(yīng)力汽車橋殼用鋼板通過元素種類和含量的科學(xué)設(shè)計以及簡單合理的生產(chǎn)工藝的開發(fā)，實現(xiàn)了具有低內(nèi)應(yīng)力和優(yōu)異綜合性能的汽車橋殼用鋼板，其屈服強度ReL≥370MPa，抗拉強度Rm≥530MPa，伸長率≥24％；180°冷彎，D＝1a合格；鋼板不平度≤1mm/1000mm(1‰)；料片沖壓成橋殼的開裂率＜1‰。上述低內(nèi)應(yīng)力汽車橋殼用鋼板的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、板坯連鑄、鑄坯加熱、軋制、矯直機矯直和自然冷卻；所述鑄坯加熱步驟中，加熱溫度為1150～1280℃，均熱溫度為1150～1250℃，均熱時間3～4小時；所述軋制步驟中，分兩階段控制軋制，粗軋開軋溫度為1080～1150℃，終軋溫度為950～1030℃，粗軋后中間材的厚度為成品鋼板厚度4～5倍，精軋開軋溫度為900～1000℃，終軋溫度為780～860℃，精軋過程的后3道次的累計壓下率≥30％；所述矯直機矯直步驟中，矯直溫度≥500℃，矯直后鋼板的不平度≤1mm/1000mm，矯直后鋼板的厚度為8～16mm。進一步地，所述鑄坯加熱步驟中，加熱溫度為1180～1250℃。進一步地，所述軋制步驟中，分兩階段控制軋制，粗軋開軋溫度為1100～1130℃，終軋溫度為980～1000℃，精軋開軋溫度為930～970℃，終軋溫度為800～840℃。本發(fā)明通過控制軋制的生產(chǎn)方法，實現(xiàn)了連鑄坯再加熱原始奧氏體組織細化控制、奧氏體再結(jié)晶細化控制、大壓下累積變形控制，加上軋后的鋼板矯直和自然冷卻，既實現(xiàn)了相變后鐵素體和珠光體兩相的比例控制，進而獲得了較好強韌性匹配，又獲得了較好的平直度和低內(nèi)應(yīng)力。本發(fā)明汽車橋殼用鋼板厚度規(guī)格為8～16mm，晶粒度為9～11級，金相組織為鐵素體+珠光體，鐵素體和珠光體的分布均勻，既保證鋼板的強韌性，又確保了較好的成形性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明采用低C微合金化的成分設(shè)計，優(yōu)化軋制的工藝條件，獲得鐵素體+珠光體為主控組織的結(jié)構(gòu)鋼，保證其具有優(yōu)異的強韌性匹配，且確保其具有較好的成型形性，其性能指標(biāo)滿足屈服強度ReL≥370MPa，抗拉強度Rm≥530MPa，伸長率≥24％；180°冷彎，D＝1a合格；鋼板不平度≤1mm/1000mm(1‰)，鋼板下料后的料片無翹曲；料片沖壓成橋殼的開裂率＜1‰，確保汽車橋殼用鋼板加工成汽車橋殼的生產(chǎn)過程順利進行。2、從生產(chǎn)工藝上看，本發(fā)明的工藝路線簡單易控、生產(chǎn)周期短、成本低，工序成本和工序能耗低，符合綠色鋼種的設(shè)計要求。綜上所述，本發(fā)明的低內(nèi)應(yīng)力汽車橋殼用鋼板與國內(nèi)外同等級別結(jié)構(gòu)鋼相比，合金成本低，制造工藝簡單，性能優(yōu)良，具有低的內(nèi)應(yīng)力，平直度高，解決了現(xiàn)有鋼板下料后易出現(xiàn)翹曲的問題，能有效保證汽車橋殼生產(chǎn)過程的順利進行，具有很強的市場競爭力和廣闊的應(yīng)用前景，經(jīng)濟效益和社會效益明顯。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明實施例1-10的鋼板的化學(xué)元素質(zhì)量百分配比如表1所示，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。表1本發(fā)明各實施例的取值列表(wt％)實施例CSiMnNbTiAlsPS10.130.371.450.0250.0050.0450.0100.00220.130.201.380.0070.0120.0270.0150.00630.140.361.370.0100.0300.0380.0130.00340.150.301.450.0160.0180.0300.0050.00350.150.401.530.0130.0130.0200.0150.00360.160.371.550.0200.0160.0370.0120.00470.170.281.500.0250.0300.0250.0080.00680.170.251.300.0100.0200.0450.0100.00490.190.401.600.0180.0050.0150.0150.007100.190.281.450.0010.0250.0380.0090.003本發(fā)明各實施例按照以下步驟生產(chǎn)：1)冶煉、精煉并連鑄成坯后對鑄坯加熱，控制加熱溫度為1150～1280℃，均熱溫度為1150～1250℃，均熱時間3～4小時；2)兩階段軋制，控制粗軋開軋溫度為1080～1150℃，終軋溫度為950～1030℃，粗軋后中間材的厚度為成品鋼板厚度4～5倍，精軋開軋溫度為900～1000℃，終軋溫度為780～860℃，精軋過程的后3道次的累計壓下率≥30％；3)矯直機矯直：矯直溫度≥500℃，矯直后鋼板的不平度≤1mm/1000mm，矯直后鋼板的厚度為8～16mm。各實施例的主要生產(chǎn)工藝參數(shù)如表2所示。表2本發(fā)明各實施例的主要工藝參數(shù)列表各實施例的力學(xué)性能和外形檢測結(jié)果如表3所示。表3本發(fā)明各實施例的力學(xué)性能和外形檢測結(jié)果參數(shù)表經(jīng)過對本發(fā)明實施例的鋼板進行力學(xué)性能和外形檢測結(jié)果的測試，結(jié)果表明本發(fā)明的汽車橋殼用鋼板性能指標(biāo)滿足屈服強度ReL≥370MPa，抗拉強度Rm≥530MPa，伸長率≥24％；180°冷彎，D＝1a合格；鋼板不平度≤1mm/1000mm(1‰)；料片沖壓成橋殼的開裂率＜1‰，確保汽車橋殼用鋼板加工成汽車橋殼的生產(chǎn)過程順利進行。本發(fā)明鋼板冶金質(zhì)量優(yōu)異，內(nèi)應(yīng)力小，且所采用的生產(chǎn)工藝簡單易控，生產(chǎn)周期短，工序成本和工序能耗低，生產(chǎn)效率高，易于大規(guī)模生產(chǎn)，在各冶金企業(yè)均可實施，具有很強的市場競爭力和廣闊的應(yīng)用前景，經(jīng)濟效益和社會效益明顯。上述實施例僅為最佳例舉，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。其它未經(jīng)詳細說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。當(dāng)前第1頁1 2 3