一种610MPa级汽车大梁用热轧钢带的制作方法

本发明属于钢铁生产技术领域，具体涉及一种610mpa级汽车大梁用热轧钢带。

背景技术：

商用车车架通常是由横梁、纵梁、衬梁、部分加强件通过铆接而成，车架的质量影响整车的使用寿命与行车安全，因此汽车大梁用钢带必须具备良好成型性、焊接性、耐疲劳性和低温韧性等综合性能。随着商用车向轻量化发展，汽车大梁用钢带强度级别逐步由常规的510mpa级向610mpa级，甚至700mpa级转变，但随着大梁用钢带的强度提升，大梁用钢带剪切后的镰刀弯(侧弯)问题也日益突出，严重影响大梁的铆接，因此汽车大梁板除拥有外上述综合性能外，还需要有较高的强度和良好的板形。

随着我国钢铁行业的快速发展，国内较多钢厂通过不同工艺路线均开发出不同特性的600～610mpa级别高强度汽车大梁用钢带，攀钢“610mpa级汽车大梁用热轧钢板及其生产方法”(申请号：201711181862.9)，化学成分为c：0.05～0.10％，si：≤0.15％，mn：1.30～1.60％，p：≤0.020％，s：≤0.010％，nb：0.010～0.040％，余量为fe及不，钢坯在1210～1240℃加热150min以上；精轧入口温度为950～1020℃，终轧温度为830～870℃；卷取温度为590～640℃；所述冷却是以20～70℃/s速度冷却至590～640℃。卷取并保温10～26h后，进缓冷坑堆垛进行缓慢冷却65～96h获得成品。该工艺采用单独的nb微合金化工艺，不可避免需要通过低温轧制和低温卷取，虽然钢材的强度达到610mpa，但钢材的内应力大，需要在库房单独设立缓冷坑进行长时间的缓冷。

一种强度性能稳定的rm≥600mpa汽车大梁钢及生产方法(cn110331344a)组分及wt％为：通过采用nb-ti复合添加控制技术+低温轧制技术，开发一种rm≥600mpa汽车大梁钢，成分组成为c：0.06～0.08％，mn：1.4～1.6％，p：0～0.02％，s≤0.004％，al：0.020～0.060％，nb：0.033～0.048％，ti：0.02～0.03％，n≤0.004％；终轧和卷取温度根据厚度控制在830～870℃和530℃～610℃，低温轧制和低温卷取不仅对轧机和卷取机要求高，而且会引起板形不良和内应力大等问题。

610mpa级汽车大梁用钢及其制造方法(cn104988398b)钢中各化学组分为：碳：0.07％～0.09％；硅<0.10％；锰：1.50％～1.65％；磷≤0.015％；硫≤0.010％；固溶铝：0.020％～0.070％；铌：0.045～0.065％；钛：0.003～0.01％；氮≤0.004％。热连轧过程加热温度为1200～1300℃，粗轧出口温度为1040～1140℃，终轧温度为800～860℃；卷取过程的卷取温度为550～590℃，实际列举的化学成分，主要是单独铌微合金化，不可避免的需要低温轧制和轧后快速冷冷却，并进行低温卷取。

一种高韧性600mpa级汽车大梁钢及其生产方法(cn108315639a)，一种高韧性600mpa级汽车大梁钢，其特征在于：其化学成分组成及重量百分含量为：c：0.035～0.055％，si：0.10～0.20％，mn：1.50～1.70％，p≤0.015％，s≤0.006％，als：0.015～0.060％，nb：0.050～0.070％，ti：0.030～0.045％，n≤0.0050％，通过控轧控冷工艺获得细晶粒高韧性的汽车大梁板，过低的碳虽然对冲击韧性有益，但容易造成钢材屈强比高导致的冲压回弹，另外该工艺加入较多的nb,其成本相对较高。

具有良好成型性能的600l汽车大梁用钢带及生产方法(cn110184535a)，一种具有良好成型性能的600l汽车大梁用钢带，其特征在于，所述600l汽车大梁用钢带化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.03-0.09％，si≤0.15％，mn：1.2-1.5％，p≤0.016％，s≤0.006％，als：0.015-0.050％，nb：0.005-0.025％，ti：0.055-0.085％，余量为fe和不可避免的杂质。铸坯取样检验钢中的气体n≤45ppm、h≤1.5ppm、o≤15ppm。该工艺主要是采用低碳、铌钛复合微合金化，但铌添加较少，实际上主要为钛微合金化，对n和0等气体元素控制要求较高，而且单独钛微合金化钢冲击韧性和力学性能稳定较差，生产工艺窗口较窄。

综上所述，现在迫切需要一种新型的610mpa级汽车大梁用热轧钢带，相比较其他生产工艺，该工艺对设备要求不高，不需要新建缓冷坑、增加投资，产品成本适中，生产的成品及用户剪切后的钢板板形具有明显优势，同时可实现连续、大批量生产。

在实现本发明过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的610mpa级汽车大梁用热轧钢带的生产工艺对设备要求高，需要新建缓冷坑、增加投资，产品成本较高，生产610mpa级汽车大梁用热轧钢带容易板形不良和内应力大。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种610mpa级汽车大梁用热轧钢带，能解决现有的610mpa级汽车大梁用热轧钢带的生产工艺对设备要求高，需要新建缓冷坑、增加投资，产品成本较高，生产610mpa级汽车大梁用热轧钢带容易板形不良和内应力大等问题，该钢带不仅具有良好的塑性、低温韧性、冷成型性、耐疲劳性以及高强度、还具有高尺寸精度和板形，钢带产品成本相对较低、对生产设备要求不高，纵切后无明显镰刀弯(侧弯)，钢板具有良好综合性能。

为达上述目的，一方面，本发明实施例提供所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带的化学成分组成及重量百分为:碳c：0.060～0.090％，硅si:0.10～0.20％，锰mn：1.35～1.50％，磷p≤0.020％，硫s≤0.008％，铝als：0.015～0.050％，铌nb：0.035～0.045％，钛ti：0.035～0.045％，氮n≤0.0045％，余量为fe和不可避免的杂质。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带的化学成分组成及重量百分为:碳c：0.06％，硅si：0.15％，锰mn：1.43％，磷p：0.018％，硫s：0.005％，铝als：0.035％，铌nb：0.038％，钛ti：0.043％，氮n：0.0034％。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带的化学成分组成及重量百分为:碳c：0.07％，硅si：0.15％，锰mn：1.46％，磷p：0.019％，硫s：0.006％，铝als：0.030％，铌nb：0.039％，钛ti：0.040％，氮n：0.0038％。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带的化学成分组成及重量百分为:碳c：0.08％，硅si：0.15％，锰mn：1.45％，磷p：0.018％，硫s：0.005％，铝als：0.033％，铌nb：0.041％，钛ti：0.041％，氮n：0.0036％。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带的化学成分组成及重量百分为:碳c：0.08％，硅si：0.15％，锰mn：1.48％，磷p：0.019％，硫s：0.006％，铝als：0.031％，铌nb：0.042％，钛ti：0.042％，氮n：0.0039％。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带厚度规格为5.0mm。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带厚度规格为8.0mm。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带厚度规格为10.0mm。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带生产工艺步骤包括：转炉冶炼、lf炉精炼、连铸、轧制计划编排、板坯加热、粗轧、高压水除鳞、精轧、层流冷却、卷取及堆冷。

进一步地，所述一种610mpa级汽车大梁用热轧钢带经过连铸获得的板坯化学成分为c：0.05～0.10％，si：≤0.15％，mn：1.30～1.60％，p：≤0.020％，s：≤0.010％，nb：0.010～0.040％，余量为fe及不可避免杂质。

上述技术方案具有如下有益效果：本发明采用低碳、铌钛复合成分体系，配合相应控制控冷工艺，成功开发一种610mpa级汽车大梁用热轧钢带；该热轧钢带轧制温度和卷取温度卷较高，轧机和卷取机负荷小，钢卷的尺寸精度及板形控制良好；精轧过程减少机架间除鳞和冷却，轧后冷却速度适中，减少钢带轧制及冷却过程造成的应力不均，并进行缓冷应力释放，钢卷纵切后镰刀弯控制在2mm/10m以内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种610mpa级汽车大梁用热轧钢带堆冷示意图

图2是本发明一种610mpa级汽车大梁用热轧钢带放大100倍的金相组织图

附图标记表示为：1、dc01或spcc冷轧基板；2、610mpa级汽车大梁用热轧钢带；3、铁素体；4、珠光体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带为低碳、铌钛复合成分体系，其化学成分组成及重量百分为:碳c：0.060～0.090％，硅si:0.10～0.20％，锰mn：1.35～1.50％，磷p≤0.020％，硫s≤0.008％，铝als：0.015～0.050％，铌nb：0.035～0.045％，钛ti：0.035～0.045％，氮n≤0.0045％，余量为fe和不可避免的杂质。

如表1，进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带的化学成分组成及重量百分为:碳c：0.06％，硅si：0.15％，锰mn：1.43％，磷p：0.018％，硫s：0.005％，铝als：0.035％，铌nb：0.038％，钛ti：0.043％，氮n：0.0034％。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带的化学成分组成及重量百分为:碳c：0.07％，硅si：0.15％，锰mn：1.46％，磷p：0.019％，硫s：0.006％，铝als：0.030％，铌nb：0.039％，钛ti：0.040％，氮n：0.0038％。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带的化学成分组成及重量百分为:碳c：0.08％，硅si：0.15％，锰mn：1.45％，磷p：0.018％，硫s：0.005％，铝als：0.033％，铌nb：0.041％，钛ti：0.041％，氮n：0.0036％。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带的化学成分组成及重量百分为:碳c：0.08％，硅si：0.15％，锰mn：1.48％，磷p：0.019％，硫s：0.006％，铝als：0.031％，铌nb：0.042％，钛ti：0.042％，氮n：0.0039％。

如表2所示，进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带厚度规格为5.0mm。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带厚度规格为8.0mm。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带厚度规格为10.0mm。

进一步地，所述610mpa级汽车大梁用的热轧钢带生产工艺步骤包括：转炉冶炼、lf炉精炼、连铸、轧制计划编排、板坯加热、粗轧、高压水除鳞、精轧、层流冷却、卷取及堆冷。

进一步地，所述一种610mpa级汽车大梁用热轧钢带经过连铸获得的板坯化学成分为c：0.05～0.10％，si：≤0.15％，mn：1.30～1.60％，p：≤0.020％，s：≤0.010％，nb：0.010～0.040％，余量为fe及不可避免杂质。

所述轧制计划编排指轧制大梁板前3小时前批量排产620℃卷取的dc01或spcc冷轧基板，过渡钢卷依次为q235b、q355b和高强钢，过渡钢卷不少于12卷，其中强度与610mpa级别的接近的高强钢不少于3卷；提前3小时主要是为了阻止足够的高温的冷轧基板，实现高温堆冷释放应力效果，从强度低的dc01/spcc冷轧基板、向q235b、q355b和高强钢，是强度从软钢到中等强度，再到高强度的过渡，这样可以实现轧制设备(如轧辊热凸度)、控制模型等的逐步适应过渡，每种强度的过渡材为3卷以上，最终实现前三卷610mpa的板形良好控制。

所述板坯加热是指板坯在在四段式步进式加热炉中，在1160～1260℃的炉气温度中加热160min以上，其三加热段炉气温度为1220～1260℃，加热时间为25～35min，均热段炉气温度为1220～1250℃，保温时间35～45min。

所述粗轧指板坯出加热炉后，进行5～7道次粗轧，板坯厚度从220mm压缩到35～50mm。

所述高压水除鳞为精轧前除鳞水保证22mpa以上，精轧机间开f2精轧机和f3精轧机之间除鳞水，机架冷却水全关。

所述精轧指粗轧后中间坯进入精轧温度为980～1050℃，经过6～7座精轧机连轧，精轧末机架终轧温度为860～920℃；

所述层流冷却指钢带通过最后一座轧机后，进入长度90m的层流冷却系统进行冷却，以20～50℃/s速度冷却至600～660℃，冷却方式为前向2/4冷却模式。

所述卷取及堆冷是指按图1所示，将卷取后的610mpa汽车大梁钢用热轧钢带堆放在库房中，610mpa汽车大梁钢用热轧钢带周围为3小时以内轧制dc01或spcc冷轧基板时，堆冷时间为48h以上。

本发明采用低碳、铌钛复合成分体系，配合相应控制控冷工艺，成功开发一种610mpa级汽车大梁用热轧钢带；轧制过程中轧制温度和卷取温度卷较高，轧机和卷取机负荷小，钢卷的尺寸精度及板形控制良好；精轧过程减少机架间除鳞和冷却，轧后冷却速度适中，减少钢带轧制及冷却过程造成的应力不均，并进行缓冷应力释放，钢卷纵切后镰刀弯控制在2mm/10m以内。

表1化学成分实例

表2轧制工艺实例

其中，层流冷却方式中，前向2/4模式，前向是指在精轧机出口沿着轧制方向，2/4模式是指冷却水管开4排中的2排，即开一半。

表3力学性能实例

如表3所示本发明的实施例屈服强度rel≥500mpa；抗拉强度rm≥610mpa；伸长率a≥18％；宽冷弯(b＝35mm)性能良好(d＝0mm)，-20℃冲击功达到≥34j，纵切后镰刀弯控制在2mm/10m以内。符合一种610mpa级汽车大梁用热轧钢带的具体性能要求。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。