专利名称：一种汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢及其生产方法
技术领域：
本发明涉及机械工程用钢及其生产方法，具体属于ー种抗拉強度在750MPa级汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢及其生产方法。
背景技术：
汽车混凝土搅拌罐的搅拌装置由罐体和搅拌器组成，是混凝土搅拌车的主要构件之一，也是发挥混凝土搅拌车功能的核心部件。随着汽车轻量化 的发展趋势和减重节能的需要，搅拌器用材抗拉强度级别也逐渐由520MPa级别向750MPa级高强度钢材升级。目前国内使用的750MPa级(或相近等级)热轧钢在使用过程中存在耐磨性和防腐蚀性较差的缺陷。经初步检索，专利申请号为201010523909. 7的文献，其公开了ー种用于制造混凝土搅拌车罐体的钢板及生产方法，其特征在于，它是ー种铁素体、低碳贝氏体双相钢，化学成分为 CO. 05-0. 09%、Mnl. 81-2. 0%、S 彡 O. 008%、P く O. 015%、Si く O. 07%、NbO. 02-0. 04%、TiO. 07-0. 14%、AlsO. 01-0. 03%、余量为Fe和不可避免的杂质，抗拉强度为700_850Mpa，延伸率为16-28%，板坯出炉温度1150-1250°C，终轧温度860-890°C，卷取温度500-600°C。从实际结果来，此成分体系产品存在耐磨性、防腐蚀性较差的缺陷。
发明内容
本发明要的目的在于解决目前所使用的750MPa级汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢存在耐磨性和防腐蚀性较差的不足，提供一种在强度性能满足的前提下，表面硬度HVlO 26(Γ300，由此提高搅拌器的使用周期的汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢及其生产方法。实现上述目的的措施
一种汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢，其化学成分及重量百分比含量c 0. 13^0. 18%，Si く O. 15%, Mn 1. 20 1· 79%, P 0. 016 O. 025%, S 彡 O. 008%, Als 0. 035 O. 070%, Ti
O.07 O. 10%, Nb :0. 035 O. 055%, Cu :0. 20 0· 33%，余量为Fe及不可避免的杂质。生产ー种汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢的方法，其步骤
1)进行转炉冶炼；
2)在LF炉中进行处理，并按照60(T650Kg/吨钢.秒加入Si— Ca线，加入速度为250 300m/min ；
3)连铸成坯并对铸坯加热，铸坯加热温度控制在127(Tl310°C；
4)进行分段轧制控制粗轧结束温度在107(Tlll0°C，控制精轧终轧温度在840^900 0C ；
5)采用变速冷却进行层流冷却首先按照冷却速度为3(T55°C/秒进行冷却，当冷却到温度为65(T700°C时，再按照冷却速度为1(T15°C /秒进行冷却，冷却到56(T620°C，并控制冷却水水温在10 35°C ；
6)进行卷取，控制卷取温度在56(T620°C；7)进行精整及后エ序。优选的铸坯加热温度控制在128(Tl300°C。优选的控制粗轧结束温度在108(Tll00°C。优选的控制精轧终轧温度在86(T880°C。本发明中各组分及主要エ艺的作用及控制的理由
碳碳是廉价的固溶強化元素。根据本钢种的应用范围，主要用于加工车载搅拌罐的罐体，采用多片焊接成型，材料的变形程度较小，可以在保证钢板焊接性能、冷弯性能的前提下，设计合适的碳含量。如果其含量小于O. 13%，则不能满足材料強度和耐磨性的要求；如 果其含量大于O. 18%，与其他元素匹配后不能满足材料的焊接性能。所以，将其含量限定在
O.13 O. 18% 范围。硅硅是廉价而有效的钢液脱氧元素。是为了維持母材強度、进行预脱氧而添加的，如果其含量超过O. 15%，则会恶化热轧钢板的表面质量和焊接性能，所以，设定其含量上限为O. 15%。锰锰是提高強度和韧性最有效的元素。如果其含量小于I. 20%，则不能满足材料強度和耐磨性要求；但是添加多量的锰，会导致增加钢的淬透性，由于焊接硬化层的出现而使裂纹敏感性增高，鉴于此，将其上限定为I. 79%，所以，将其含量限定在I. 20 I. 79%范围。磷磷对于提高钢材的耐腐蚀性有一定作用，设定其下限为O. 016% ;但为了避免焊接性能、冲压成形性能、韧性、二次加工性能发生恶化，设定其含量上限为O. 025%。所以将其含量限定在O. 016 O. 025%。硫硫是非常有害的元素。钢中的硫常以锰的硫化物形态存在，这种硫化物夹杂对钢的冲击韧性是十分不利的，并造成性能的各向异性，因此，需将钢中硫含量控制得越低越好。基于对钢板冲压成形エ艺和制造成本的考虑，拟将钢中硫含量控制在O. 008%以下。铝铝是为了脱氧而添加的，当Als含量不足O. 035%时，不能发挥其效果；另一方面，由于添加多量的铝容易形成氧化铝团块，所以，规定Als上限为O. 070%。因此，Als含量限定在O. 035 O. 070%范围。钛钛可细化晶粒和提高钢的強度与韧性，并对焊接性能有利，钢中生成的氮化钛对焊接加热时产生的奥氏体晶粒粗化有防止效果。当其含量不足O. 07%吋，不能发挥其强化效果，达不到強度要求；另一方面，加入的钛超过O. 10%吋，则会由于生成过剩的碳化钛而导致韧性恶化，根据力学性能目标要求，将其钛含量限定在O. 07 O. 10%范围。铌铌主要通过细化晶粒和沉淀析出強化来提高钢的強度，是强烈的碳、氮化合物形成元素，在钢中主要以Nb(C、N)形式存在，阻止奥氏体晶粒的长大，最終使铁素体晶粒尺寸变小，细化组织。当其含量低于O. 035%吋，不能满足材料強度要求；而加入的铌高于
O.055%时，合金成本会显著上升并且韧性恶化。所以,根据力学性能目标要求,将其含量限定在O. 035 O. 055%范围。铜铜元素在钢中形成细小的析出相，钢材变形时对钢中的位错起到“钉扎”作用，能提高强度和韧性，并且有利于钢材的耐磨性能。铜起到强化铁素体的作用，在铁素体中加铜，可提高它在某些还原性介质中的耐蚀性和改善钢的韧性，特别当和P联合使用时，可提高钢对大气的抗蚀力。当其含量小于O. 20%时，不能满足材料強度、耐磨性和防腐蚀性能的要求；当其含量大于O. 33%时，容易产生热脆，导致材料塑性显著降低。所以，将其含量限定在O. 20 0· 33%范围。除了对以上化学成分的范围作了限定以外，从提高焊接性、经济性的观点出发，本发明未添加Ni、Cr、Mo等贵重合金元素。关于进行分段轧制，并控制粗轧结束温度在107(Tlll0°C，控制精轧终轧温度在84(T90(TC也是本发明的关键エ序，优选粗轧结束温度在108(Tll0(TC，优选精轧终轧温度在86(T880°C。这是因为如果粗轧结束温度低于1070°C，则无法保证精轧终轧温度达到设定值，增加轧制能耗；如高于1110 °C，则会在材料的二相区内进行轧制，造成混晶等缺陷。本发明エ艺采用变速冷却进行层流冷却，即首先按照冷却速度为3(T55°C /秒进行冷却，当冷却到温度为65(T70(TC时，再按照冷却速度为1(T15°C /秒进行冷却，冷却到 56(T620°C，这样有利于等到均匀细致的金相组织，使碳化物等组织能够均匀弥散分布在钢基中，保证材料获得高的力学性能，并提高了耐磨性能。本发明与现有技术相比，除具有下屈服強度ReL彡620Mpa，抗拉强度Rm彡750MPa, Rm均值在78(T800MPa之间，伸长率A彡14%，表面硬度HVlO达到260 300，比现有的同级别强度钢至少提高20%，钢材的耐腐蚀性能也有一定的提高；屈強比在O. 82左右，板形易控制，表面质量高，其完全满足混凝土搅拌车搅拌罐搅拌器的制作和使用要求，特别是通过添加铜元素，增强了金属和合金的热力学稳定性，大幅提高了钢材的耐磨性能和防腐蚀性能，并且成分简单，生产成本低。且该发明钢也可用于汽车搅拌罐罐体的制备。
附图为本发明的金相组织图。
具体实施例方式下面对本发明予以详细描述
表I为本发明各实施例及对比例的取值列表；
表2为本发明各实施例及对比例的主要エ艺參数列表；
表3为本发明各实施例及对比例性能监测情况列表。本发明各实施例按照以下步骤生产
其步骤
1)进行转炉冶炼；
2)在LF炉中进行处理，并按照60(T650Kg/吨钢.秒加入Si— Ca线，加入速度为250 300m/min ；
3)连铸成坯并对铸坯加热，铸坯加热温度控制在127(Tl310°C；
4)进行分段轧制控制粗轧结束温度在107(Tlll0°C，控制精轧终轧温度在840^900 0C ；
5)采用变速冷却进行层流冷却首先按照冷却速度为3(T55°C/秒进行冷却，当冷却到温度为65(T700°C时，再按照冷却速度为1(T15°C /秒进行冷却，冷却到56(T620°C，并控制冷却水水温在10 35°C ；
6)进行卷取，控制卷取温度在56(T620°C；7)进行精整及后エ序。 表I本发明各实施例及对比例的取值列表
权利要求
1.一种汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢，其化学成分及重量百分比含量C:O.13 O. 18%, Si く O. 15%, Mn 1. 20 1· 79%, P 0. 016 O. 025%, S 彡 O. 008%, Als O.035 O. 070%, Ti 0. 07 O. 10%, Nb 0. 035 O. 055%, Cu 0. 20 0· 33%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
2.生产权利要求I所述的ー种汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢的方法，其步骤1)进行转炉冶炼；2)在LF炉中进行处理，并按照60(T650Kg/吨钢.秒加入Si—Ca线，加入速度为250 300m/min ；3)连铸成坯并对铸坯加热，铸坯加热温度控制在127(Tl310°C；4)进行分段轧制控制粗轧结束温度在107(Tlll0°C，控制精轧终轧温度在840^900 0C ；5)采用变速冷却进行层流冷却首先按照冷却速度为3(T55°C/秒进行冷却，当冷却到温度为65(T700°C时，再按照冷却速度为1(T15°C /秒进行冷却，冷却到56(T620°C，并控制冷却水水温在10 35°C ；6)进行卷取，控制卷取温度在56(T620°C；7)进行精整及后エ序。
3.如权利要求2所述的生产ー种汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢的方法，其特征在于铸坯加热温度控制在128(Tl300°C。
4.如权利要求2所述的生产ー种汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢的方法，其特征在于控制粗轧结束温度在108(Tll00°C。
5.如权利要求2所述的生产ー种汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢的方法，其特征在于控制精轧终轧温度在86(T880°C。
全文摘要
本发明涉及一种抗拉强度在750MPa级汽车搅拌罐内搅拌器用热轧钢及其生产方法。其化学成分及重量百分比含量C0.13~0.18%，Si≤0.15%，Mn1.20~1.79%，P0.016~0.025%，S≤0.008%，Als0.035~0.070%，Ti0.07~0.10%，Nb0.035~0.055%，Cu0.20~0.33%；工艺转炉冶炼；在LF炉中处理；连铸成坯并对铸坯加热；分段轧制；采用变速冷却进行层流冷却；卷取；精整及后工序。本发明Rm均值在780~800MPa，伸长率A≥14%，表面硬度HV10达到260~300，比现有的同级别强度钢至少提高20%，板形易控制，表面质量高，特别是添加了铜，大幅提高了钢材的耐磨和防腐蚀性能。
文档编号B21B37/74GK102776442SQ20121026306
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月27日 优先权日2012年7月27日
发明者刘斌, 刘永前, 周祖安, 彭涛, 杨海林, 赵江涛, 陈宇, 黄成红 申请人:武汉钢铁(集团)公司