CN114480955A - 一种钢带及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种钢带，其化学成分及其质量百分含量为：C：0.04%～0.09%，Mn：1.00%～1.80%，S≤0.006%，P≤0.015%，Si：0.08%～0.15%，Als：0.030%～0.050%，Nb：0.02%～0.07%，Ti：0.05%～0.10%，V：0.010%～0.070%，Cr：0.10%～0.50%，Mo：0.12%～0.20%，N≤0.0050%，碳当量Ceq：0.37%～0.43%，余量为铁和不可避免的杂质，其中Ceq＝C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14。本发明所述钢带，屈服强度Rp0.2≥700MPa，抗拉强度Rm≥800MPa，断后伸长率A≥22%，屈强比≤0.92，强塑积≥19GPa。
Description
技术领域
本发明属于钢带生产技术领域，具体涉及一种钢带及其生产方法。
背景技术
汽车的自重则跟油耗、碳排放有直接关系，经研究发现：汽车自重每减轻10%，其油耗可降低8%～10%，因此汽车整体的减量化是降低油耗、增加承载量的有效途径之一。而高强钢的运用，可保证汽车零部件的结构强度，满足碰撞要求的同时，能够有效降低零件的厚度，实现对汽车零件的轻量化。
汽车后扭力梁的加工过程为：热轧卷板→纵剪分条→辊压成型→高频电阻焊接→锯切→去应力退火（→矫直）→预成型→液压成型→检测→组装。其中液压成型工序要求原料具有良好的延伸率及扩孔率。
扭力梁是汽车的关键部件之一，主要作用是平衡左右车轮的上下跳动，以减小车辆的摇晃，保持车辆平稳，汽车在崎岖路面上行驶时，扭力梁同时承受车轮传递的纵向力以及垂直方向上的交变载荷，在横梁处应力高容易产生疲劳。
在进行设计及材料选择时，需要考虑扭力梁的强度、成型性能及疲劳耐久性能（疲劳极限）。基于性能要求，对于制管原料钢卷的要求为较高的强度、良好塑性及高洁净度、良好的性能均匀性、较低的残余应力。但是随着材料强度的增加，回弹变大，成形精度下降，残余应力较大，性能均匀性差，一直是扭力梁材料领域内的技术难题。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种钢带及其生产方法，本发明所述800MPa级高延伸汽车扭力梁用钢带，具有良好的工艺性能和冷成形性能、焊接性能和抗疲劳性能、较低的残余应力控制，满足了节能环保的要求。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种钢带，其化学成分及其质量百分含量为：C：0.04%～0.09%，Mn：1.00%～1.80%，S≤0.006%，P≤0.015%，
Si：0.08%～0.15%，Als：0.030%～0.050%，Nb：0.02%～0.07%，Ti：0.05%～0.10%，V：0.010%～0.070%，Cr：0.10%～0.50%， Mo：0.12%～0.20%，N≤0.0050%，碳当量0.37%～0.43%，余量为铁和不可避免的杂质，碳当量通过公式1计算得到，公式1为Ceq＝C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14，公式1中C、Mn、Si、Ni、Cr、Mo、V为钢中相应元素的质量百分含量。
进一步的，钢带组织由铁素体F、珠光体P和粒状贝氏体GB构成，以合计面积率计，所述GB含量为3％～10％。
进一步的，所述V、Nb、Ti的质量百分含量满足公式Nb+V+Ti ≤0.18%。
进一步的，所述V的质量百分含量为0.015%～0.040%。
上述的一种钢带的生产方法，包括加热、粗轧、精轧、冷却工序，所述冷却工序，钢带先经层流前部粗调段快冷到680～720℃，再经过中间空冷3～6s，然后经层流后部精调段快冷到卷取温度590～640℃。
进一步的，所述精轧工序，精轧入口温度1040～1100℃，终轧温度850～910℃。
进一步的，所述粗轧工序，粗轧工序结束，所得中间坯料厚度30～36mm。
进一步的，所述加热工序，加热炉均热段加热温度1260～1300℃。
进一步的，通过连铸得到板坯，所述板坯厚度180～230mm，连铸拉速v和铸坯宽度b的关系如下：如果b≤1300mm，则拉速v为1.40～1.50m/min；如果b﹥1300mm，则拉速v为1.30～1.40m/min。
本发明的设计思路：
（1）设计目标在于得到诱发F+P+GB(少量)组织，这样的组织的很好的阻碍位错运动，从而提高强度。
（2）Mn含量设计为1.00%～1.80%，避免Mn含量高导致的偏析风险。Si含量高于0.15%，钢表面容易形成容易粉化红色Fe2O3，对后续的加工容易剥落，污染下游工序工作环境。Si低于0.08%在轧制过程中容易粘辊，造成工作轧辊氧化膜剥落，影响钢带表面质量。钢中加入适量的Cr0.1%-0.50%，Cr替代Mn
和Fe形成的合金渗碳体更为细小，Cr推迟珠光体和贝氏体转变，可以得到更为细小的珠光体和贝氏体组织，Cr的加入提高了钢的高温抗氧化性能，较少了热轧钢带表面氧化铁皮的厚度，同时提高了氧化铁皮与基体的结合的致密性。考虑Cr固溶强化系数的转折点及经济性设定Cr含量上限0.50%。Ti添加的上限为0.10%，以减少大尺寸液析TiN的产生，保证强度，降低开裂风险。钢中加入适量的Mo和V等强碳化物形成元素，可以细化TiC的析出。V的碳化物析出温度较高，可以控制在相对高一些卷取温度卷取，提高延伸率，V含量设计为0.01%-0.07%，以V代Nb，保证强度。
（3）通过冷却工序冷却路径控制，调整钢在相变过程中C的配分，提高诱发铁素体析出相比例，提高延伸率；控制低温卷取，控制奥氏体向铁素体转变比例，可以得到性能更好的诱发F+P+GB（少量）组织，从而获得较高的抗拉强度、均匀延伸率、合适的硬度及较低的残余应力。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明所述钢带，屈服强度ReL≥700MPa，抗拉强度Rm≥800MPa，断后伸长率A50≥22%，屈强比≤0.90，强塑积≥19GPa。特点在于成型性能良好、性能均匀，用于制作汽车扭力梁，具有实现轻量化及提高安全性的优点。
附图说明
图1是实施例1制得的钢带的金相组织图。
图2是实施例2制得的钢带的金相组织图。
图3是实施例3制得的钢带的金相组织图。
图4是实施例4制得的钢带的金相组织图。
图5是实施例5制得的钢带的金相组织图。
图6是实施例6制得的钢带的金相组织图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1－6
将表1所示成分的钢液通过连铸制成板坯，板坯经过加热、粗轧、精轧、冷却工序，得到厚度为3.0～7.0mm的钢带，板坯连铸生产工艺参数列于表2，加热、粗轧、精轧、冷却工序工艺参数列于表3。同时板坯尺寸列于表2，生产得到的钢带厚度列于表3。表1所示成分含量为质量百分含量。
表1
表2
表3
对实施例1－6获得的钢带取样进行力学性能检验，检验结果列于表4。利用显微镜对实施例1－6钢带显微组织进行检验，钢带由铁素体F、珠光体P和粒状贝氏体GB构成，以合计面积率计，粒状贝氏体GB含量列于表4。
表4
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种钢带，其特征在于，其化学成分及其质量百分含量为：C：0.04%～0.09%，Mn：1.00%～1.80%，S≤0.006%，P≤0.015%，Si：0.08%～0.15%，Als：0.030%～0.050%，Nb：0.02%～0.07%，Ti：0.05%～0.10%，V：0.010%～0.070%，Cr：0.10%～0.50%， Mo：0.12%～0.20%，N≤0.0050%， 碳当量Ceq为0.37%～0.43%，余量为铁和不可避免的杂质，碳当量通过公式1计算得到，公式1为Ceq＝C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14，公式1中C、Mn、Si、Ni、Cr、Mo、V为钢中相应元素的质量百分含量。
2.根据权利要求1所述的一种钢带，其特征在于，钢带组织由铁素体F、珠光体P和粒状贝氏体GB构成，以合计面积率计，所述GB含量为3％～10％。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种钢带，其特征在于，所述V、Nb、Ti的质量百分含量满足公式Nb+V+Ti ≤0.18%。
4.根据权利要求3所述的一种钢带，其特征在于，所述V的质量百分含量为0.015%～0.040%。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种钢带的生产方法，包括加热、粗轧、精轧、冷却工序，其特征在于，所述冷却工序，钢带先经层流前部粗调段快冷到680～720℃，再经过中间空冷3～6s，然后经层流后部精调段快冷到卷取温度590～640℃。
6.根据权利要求5所述的一种钢带的生产方法，其特征在于，所述精轧工序，精轧入口温度1040～1100℃，终轧温度850～910℃。
7.根据权利要求5所述的一种钢带的生产方法，其特征在于，所述粗轧工序，粗轧工序结束，所得中间坯料厚度30～36mm。
8.根据权利要求5所述的一种钢带的生产方法，其特征在于，所述加热工序，加热炉均热段加热温度1260～1300℃。
9.根据权利要求5－8任一项所述的一种钢带的生产方法，其特征在于，通过连铸得到板坯，所述板坯厚度180～230mm，连铸拉速v和铸坯宽度b的关系如下：如果b≤1300mm，则拉速v为1.40～1.50m/min；如果b﹥1300mm，则拉速v为1.30～1.40m/min。
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