专利名称：汽车梁用钢板的生产方法
技术领域：
本发明属于在连续过程中热轧金属板带技术领域，特别是涉及到汽车梁用钢板的生产方法。
由于汽车在行驶过程中受到各种冲击、扭转等复杂应力的作用，以及汽车重载和超载，使得汽车车架的服役条件相当苛刻。因此，汽车制造厂对用来制造其车架的梁用热轧板的要求十分严格，不仅要求其具有高的强度，而且还有良好的塑性和韧性以及强韧性的匹配。同时，对其化学成分、力学性能和工艺性能方面还有特殊要求。
众所周知，铌、钒、钛对碳、氮和硫具有很强的亲和力。它们的碳、氮化合物在奥氏体中的溶解度以及在奥氏体和铁素体中沉淀出的细小弥散颗粒能力，为强化机制提供了一个基础。由于铌、钒、钛在其溶解度、弥散性、沉淀物、再结晶动力学和转变特性方面的每一个差别，都会对强化行为产生不同的影响。因此，国内外用于生产汽车车架的梁用热轧钢板主要为铌钢或钛钢，这是因为铌和钛的沉淀动力学、沉淀物的大小和沉淀效果与钒相比是不同的。选取铌和钛作为长期以来汽车行业梁用热轧钢板的惯用微合金化元素，在于人们对铌具有强烈细化晶粒的能力和对钛具有强化和控制硫化物形状双重作用方面特性的偏爱。相反认为钒的溶解温度低，阻止再结晶的效果较弱，在900℃以下时对再结晶才有推迟作用，对生产汽车梁用钢板不利(见《钢的微合金化及控制轧制》冶金工业出版社1984年12月P185)。因此，国内外至今未对钒作为微合金元素用于汽车梁用钢板及其生产方法方面作更深入的研究。就目前含铌或含钛汽车梁用钢板及其生产工艺而言，各自也有明显不足例如含铌汽车梁用钢板，必须实行控轧控冷，在低温大压下实现；同时对其生产设备的刚度和能力有较高的要求。而含钛汽车梁用钢板的生产，对其化学成分和工艺参数，尤其是对温度的敏感性很强；其性能波动较大，屈强比较高，冷成型回弹大，同卷性能差大等；在生产中对工艺控制要求很严，不利于大量生产实施。
本发明的目的是，使用钒作为汽车梁用钢板的微合金元素，加入适量的稀土，在连轧工艺上通过控温生产汽车梁用钢板的生产方法。该方法不仅可以抑制钒元素的不利影响，而且可以充分发挥钒元素的有益作用，并且有利于在工业上大规模生产其合格产品。其产品的强度级别高，其塑性汽车梁用钢板的生产方法是，进入连铸机结晶器前的汽车梁用钢板钢水的化学成分(重量％)为0.08～0.12％C，0.40～0.60％Si，0.90～1.20％Mn，0.04～0.10％V，0.005～0.015％S，P≤0.025％。在结晶器内加入稀土，使进入其内钢水中RE/S在1.5～2.5内；RE/S最好在1.7～2.2内。
进一步地是，将上述连铸板坯进行热连轧时a、将其加热至1200～1250℃；b、把粗轧后的中间板坯在1000～1100℃进行热卷；c、使进入精轧机的中间板坯开轧温度保持在970～1050℃；d、使其终轧温度保持在880～920℃；e、使轧后板材以9.5～13.5℃/s的平均速率从920～880℃冷却至700～660℃；f、使其卷取温度保持在660～700℃。
更进一步地是，使板材的卷取温度保持在670～680℃。
控制碳含量，以限制钢中珠光体在10～15％的水平上。
锰的作用主要在于固溶强化，降低γ-α相变温度，细化晶粒；同时提高钢的塑性。硅在钢中主要起固溶强化作用。
加入适量稀土，以强烈地降低硫氧在钢液中的溶解度，使硫化物和氧化物夹杂在钢液凝固前有机会上浮。未能上浮的将改变其形态。
加热过程中促使钢中钒的碳、氮化物固溶于奥氏体中。
粗轧后对中间板坯热卷进行均温，有利于钒化合物均匀析出，减少产品的性能波动；同时去除其表面的氧化铁皮，改善表面质量。
控制冷却温度，以促使钢中铁素体晶粒细化，产生细晶强化效果；增加钒化合物的沉淀强化效果；控制珠光体带状的形成。
控制卷取温度，以调整钒的沉淀硬化效果，使汽车钢板具有良好强韧性配合和优良的成型性。
本发明具有如下明显优点1、克服了人们长期以来对钒用于汽车梁用钢板存在的偏见。
2、可以有效地抑制钒作为微合金元素对汽车梁用钢板的不利影响，有利于充分发挥钒的有益作用，并且适于工业上大规模生产其合格产品。
3、采用设计的化学成分及其生产方法所生产的产品，其强度级别高，塑性和韧性优异，强韧性匹配良好，各向异性小，同卷性能差小。
下面，对本发明作进一步地说明。
汽车梁用钢板的生产方法是，通过转炉冶炼、微合金化、炉后处理等常规方法后，使进入连铸机结晶器前的汽车梁用钢板钢水的化学成分(重量％)为0.08～0.12％C，0.40～0.60％Si，0.90～1.20％Mn，0.04～0.10％V，0.005～0.015％S，P≤0.025％。试验钢的化学成分取值见表1。在结晶器内加入稀土，使进入结晶器内钢水的RE/S在1.5～2.5内，最好在1.7～2.2内。
表1试验钢化学成分的取值
将常规连铸方法铸成的200×1150×4250～5500mm板坯送至1450mm热轧机热连轧工艺。先将连铸板坯加热至1200～1250℃；再将粗轧后的中间板坯在1000～1100℃进行热卷；使进入精轧机的中间板坯开轧温度保持在970～1050℃；使板坯终轧温度保持在880～920℃；使轧后板材以9.5～13.5℃/s的平均冷却速度从920～880℃冷却至700～660℃；使其卷取温度保持在660～700℃。试验钢在轧制过程中的温度控制值见表2，其板卷的力学性能见表3，其板卷的各向异性差值见表4。
表2 试验钢在轧制过程中的温度控制值
表3 汽车梁用钢板板卷的力学性能
注以上各表中同一序号为同一试验钢表4 汽车梁用钢板板卷的各向异性差值
权利要求
1.汽车梁用钢板的生产方法，其特征在于，进入连铸机结晶器前的汽车用钢板钢水的化学成分(重量％)为0.08～0.12％ C，0.40～0.60％Si，0.90～1.20Mn，0.04～0.10％V，0.005～0.015％S，P≤0.025％；在结晶器内加入稀土，使进入钢水中的RE/S在1.5～2.5内。
2.如权利要求1所说的汽车梁用钢板的生产方法，其特征在于，其中RE/S最好为1.7～2.2内。
3.如权利要求1、2所说的汽车梁用钢板的生产方法，其特征在于a、加热连铸板坯至1200～1250℃；b、将粗轧后的中间板坯在1000～1100℃进行热卷；c、使进入精轧机的中间板坯开轧温度保持在970～1050℃；d、使其终轧温度保持在880～920℃；e、使轧后板材以9.5～13.5℃/S的平均冷却速度从920～880℃冷却至700～660℃；f、使其卷取温度保持在660～700℃。
4.如权利要求3所说的汽车用钢板的生产方法，其特征在于，其中卷取温度最好为670～680℃。
全文摘要
本发明公开的汽车梁用钢板的生产方法是，仅采用钒作为汽车梁用钢板的微合金化元素，连铸成板坯。在热轧过程中对其进行控冷；加热其至1200～1250℃；粗轧后在1000～1100℃进行热卷；保持精轧开轧温度在970～1050℃和终轧温度在880～920℃；使轧后板坯以9.5～13.5℃/s的平均冷却速度从920～880℃冷却至660～700℃的卷取温度范围内。用该方法生产的产品，具有强韧性配合良好，成型性优异等优点。
文档编号B21B1/26GK1151913SQ9611768
公开日1997年6月18日 申请日期1996年8月29日 优先权日1996年8月29日
发明者张开坚, 王义成, 宋立秋, 董成瑞, 俞梦文, 潘常芬 申请人:攀枝花钢铁(集团)公司钢铁研究院