低碳当量易焊接屈服强度750Mpa以上的汽车大梁钢及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种汽车大梁钢及其制造方法，尤其是一种低碳当量易焊接屈服强度 750Mpa以上的汽车大梁钢及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 据申请人了解，随着国内重型汽车工业的快速发展，汽车生产厂家对汽车结构件 用钢材的性能和品质要求也越来越高。
[0003] 目前，常用汽车大梁用钢的屈服强度为500Mpa级别、抗拉强度为550Mpa级别。如 果汽车大梁用钢的屈服强度能达750Mpa以上、且抗拉强度能达780Mpa以上，则可减少钢 板厚度，并确保载重量不变甚至有所提高。同时，若其碳当量Ceq(国际焊接协会标准= C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5)能控制在0. 41以下，则焊接过程可采用低成本焊丝：即 采用500Mpa级焊丝。一般750Mpa级别钢必须采用750Mpa级焊丝，但750Mpa级焊丝价格 大约比500Mpa级钢焊丝价格高10000元/吨。若能研制出能满足上述两项（高强、低碳当 量）要求的汽车大梁用钢，则可实现减轻车辆自重、降本、节能降耗，符合当今社会节能、环 保、绿色的主题。
[0004] 经检索发现，申请号201110156739. 8申请公布号CN102226249A的中国发明专 利申请公开了一种冷成形性能优良的高强度热轧钢板及其制备方法，该钢板屈服强度为 750 - 810MPa，抗拉强度为 850 - 882MPa。
[0005] 然而，该专利申请存在以下不利之处：（1)并未考虑到采用低成本焊丝的问题，包 含了 Ceq大于0. 41、无法使用低成本焊丝的技术方案；同时这会导致其钢种成分及制备方 法并未优化到仅针对Ceq在0. 41以下的程度。（2) Si含量为0. 15 - 0. 30%，由于Si在热 轧加热过程生成尖晶橄榄石（Fe2Si04)，当Si含量超过0. 2%时会产生锈红色氧化铁皮，无 法通过热轧除鳞工序去除，不但影响钢板表面质量，而且容易造成钢板生锈穿孔和涂漆性 能降低，影响产品服役过程安全性和表面质量。（3)Mn含量为1.2 - 1.9%，当Μη含量大于 1. 85%时，钢在连铸过程容易出现Μη偏析（如图1所示），对于屈服强度在750Mpa级别的 高强钢来讲，连铸过程的Μη偏析在热轧过程无法完全消除，容易导致服役过程从偏析处失 效，造成安全事故。（4)精轧后层流冷却速度> 60°C/S，其冷速要求超过层流冷却一般能 力，需要特殊的设备才能实现，这显然会限制其适用范围。
[0006] 申请号201110282100. 4申请公布号CN103014494A的中国发明专利申请公开了一 种汽车大梁用热轧钢板及其制造方法，该钢板屈服强度为710 - 770MPa，抗拉强度为780 - 850MPa〇
[0007] 然而，该专利申请存在以下不利之处：（1)钢板屈服强度并非完全处于750MPa以 上，性能存在不足。（2)同样包含了 Ceq大于0.41、无法使用低成本焊丝的技术方案，并导致 其钢种成分及制备方法并未优化到仅针对Ceq在0. 41以下的程度。（3) Si含量为0. 15 - 0. 35%，同样存在Si含量超过0. 2%时产生的问题。（4)Mn含量为1 一 2%，同样存在Μη含 量大于1.85%时产生的问题。（5)冷却方式为先快冷后层冷，不利于简化工艺，降低成本。
[0008] 由于重型汽车对载重要求越来越高，汽车制造企业对汽车大梁强度级别提高到 750Mpa要求越来越迫切，同时由于强度级别的提高带来焊接性、成型性能下降的问题也要 求同时解决。另外，汽车行业市场竞争激烈，任何能降低成本的措施，都是汽车企业欢迎的， 本发明的低碳当量易焊接高强、高韧钢板正是应此种要求而开发。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种低碳当量易 焊接屈服强度750Mpa以上的汽车大梁钢，在确保高强高韧的同时，确保能使用低成本焊 丝，并且不会发生偏析和表面质量问题。此外，还提供相应的制造方法。
[0010] 本发明解决其技术问题的技术方案如下：
[0011] 一种低碳当量易焊接屈服强度750Mpa以上的汽车大梁钢，其特征是，由以下化 学成分按重量百分比组成：〇· 03~0· 05% C、0.06~0.15% Si、1. 80~1. 85 % Μη、 0. 010 ~0. 015 % Ρ、0. 001 ~0. 003 % S、0. 065 ~0. 085 Nb、0. 12 ~0. 18 % Mo、 0.15 ~0.16% Ti、0. 0015 ~0.0045% Ca、0. 02 ~0.05% Alt，余量为 Fe 和不可避免 的杂质；碳当量Ceq 1頂=0+111/6+(0+1〇+￥)/5+((：11+附)/15，所述汽车大梁钢的〇69 IIW为0. 354~0. 394,屈服强度彡750Mpa，抗拉强度为780~950Mpa，断后伸长率彡15%。
[0012] 本发明还提供：
[0013] -种低碳当量易焊接屈服强度750Mpa以上汽车大梁钢的制造方法，基本工艺流 程为炼钢一连铸一加热一热连乳一层流冷却一卷取一缓冷一成品；其特征是，
[0014] 所述炼钢工序中：采用氧气顶底复吹转炉冶炼钢水，出钢温度为1645°c~ 1665°C，所得钢水含有以下重量百分比的成分：0. 015~0. 05% C，0. 001~0. 003% S， 0. 010~0. 015% P ;然后，将转炉所得钢水置钢包精炼炉中进行LF炉精炼，精炼结束时 钢水温度为1580°C~1630°C，所得钢水含有以下重量百分比的成分：0. 03%~0. 05% C、 0.06%~0.15% Si、1.80%~1.85%Mn、0.010~0.015%P、0.001~ 0.003% S、 0.065%~0.085 Nb、0. 02%~0.05% Alt;之后，将LF精炼所得钢水进行RH真空处理， 进行成分微调，并在真空处理结束时喂入钙线，RH真空处理结束时钢水温度为：1580°C~ 1620°C，所得钢水由以下重量百分比的成分组成：0. 03~0. 05% C、0. 06~0. 15% Si、 1.80 ~1.85 % Μη、0. 010 ~0.015 % P、0. 001 ~0.003 % S、0. 065 ~0. 085 % Nb、 0.12~0.18%Mo、0.15~0.16%Ti、0.0015~ 0.0045%Ca、0.02~0.05%Alt， 余量为Fe和不可避免的杂质；
[0015] 所述连铸工序中，采用整体氩气密封浇铸，钢水通过钢包底部的滑动水口注入中 间包，中间包温度为1534°C~1554°C ;采用漏斗形结晶器，铸坯拉速为0. 7~0. 9m/min，出 结晶器的铸坯厚度为230mm ;
[0016] 所述加热工序中，将铸坯送至加热炉，铸坯入炉温度为800°C~1000°C，出炉温度 为1240°C~1270°C，加热时间为180~240min ;
[0017] 所述热连轧工序中，先将加热后铸坯置可逆粗轧机组进行粗轧，粗轧出口温度控 制为1055°C~1085°C，粗轧后中间坯厚度为45mm或49mm ;再将中间坯置七机架连轧机组 进行精轧，精轧入口温度为l〇15°C~1045°C，精轧出口温度为810°C~850°C，精轧后板卷 的厚度为4. Omm~10. 0mm ;
[0018] 所述层流冷却工序中，冷却速度为35°C /s以上；
[0019] 所述卷取工序中，采用卷取机卷取成钢卷，卷取温度为550°C~590°C ;
[0020] 所述缓冷工序中，将钢卷置缓冷坑中冷却或者采用堆冷方式冷却，控制冷却速度 ^ 10°C /h ；
[0021] 所述成品的Ceq IIW为0. 354~0. 394,屈服强度彡750Mpa，抗拉强度为780~ 950Mpa，断后伸长率彡15%。
[0022] 本发明方法进一步完善的技术方案如下：
[0023] 优选地，所述炼钢工序中，转炉所得钢水中含有以下重量百分比的成分：0. 015~ 0.04% C，0.001~0.003% S，0. 010~0· 015% P ;LF精炼所得钢水含有以下重量百 分比的成分：〇· 03%~0· 05% C、0. 06% ~0· 15% Si、1.