專利名稱：一種300MPa級汽車結(jié)構(gòu)件用鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車用鋼鐵材料及其生產(chǎn)方法，具體屬于一種300MPa級汽車結(jié)構(gòu)件用鋼及其生產(chǎn)的方法。
背景技術(shù)：
300MPa級微合金鋼因具有強度和塑性適當(dāng)并具有良好的成形性和焊接性，在汽車尤其是轎車制造業(yè)廣泛使用，每輛車用量達40飛0公斤。
經(jīng)檢索，中國專利(ZL99111533.3)公開了《一種低碳微合金鋼的制造方法》，其化學(xué)組成(wt %)為 C:0. 04 0. 11、Si:0. ro. 3、Mn: I. 0 I. 5、P :0. 001 0. 015、S:0. 001 0. 01、A1:0. 001 0. 05、Nb:0. 03 0. 06,Ti :0. 01 0. 04，余量為 Fe。其存在的不足
是由于含0. oro. 04%的Ti，而Ti易氧化，故在煉鋼時需要增加RH真空處理工序，導(dǎo)致能耗高，生產(chǎn)效率降低，并且Ti的收得率低。另外，其由于Mn含量較高，導(dǎo)致焊接難度增加。另Si含量也較高，使鋼板表面易生成Mn2SiO4氧化物，鍍鋅性能不利，容易產(chǎn)生脫鋅現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于克服上述不足，提供一種工藝流程短、能耗較低，力學(xué)性能穩(wěn)定，且在滿足屈服強度為30(T340MPa及抗拉強度390 445MPa的前提下，延伸率不低于31%，塑性應(yīng)變比r :1. 45 I. 80，應(yīng)變硬化指數(shù)n :0. 16 0. 20，寬冷彎試驗彎曲180。，彎心直徑d=0，金相組織中，等軸鐵素體體積百分比含量為85 90%，粒狀珠光體體積百分比含量為10 15%的300MPa級汽車結(jié)構(gòu)件用鋼及其生產(chǎn)的方法。實現(xiàn)上述目的的措施
一種300MPa級汽車結(jié)構(gòu)件用鋼，其主要組分及重量百分比含量為C 0. 06 0. 08%,Si :0. 05 0. 09%, Mn :0. 30 0. 45%, Al :0. 025 0. 055%, P :0. 015 0. 025%, S^O. 006%,Nb :0. 010 0. 019%, N彡0. 006%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；力學(xué)性能在滿足屈服強度為30(T340MPa及抗拉強度390 445MPa的條件下，延伸率不低于31%，塑性應(yīng)變比r :
I.45 I. 80，應(yīng)變硬化指數(shù)n :0. 16 0. 20，寬冷彎試驗彎曲180。，彎心直徑d=0，金相組織中，等軸鐵素體體積百分比含量為85 90%，粒狀珠光體體積百分比含量為10 15%。其特征在于還添加有Cr ( 0. 02%或Cu彡0. 10%或Ni彡0. 05%或Mo彡0. 04%或其中的兩種及以上的元素；兩種及以上的元素則在該元素控制范圍內(nèi)任意取值即可。生產(chǎn)一種300MPa級汽車結(jié)構(gòu)件用鋼的方法，其步驟
1)進行鐵水脫硫，控制鐵水中S彡0.006% ；
2)轉(zhuǎn)爐冶煉；
3)進行鋼包吹気,吹IS時間為5 10分鐘,流量為4、立方分米/秒；
4)進行連鑄，控制澆注溫度在1540 1550°C；
5)對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1200 1250°C；
6)進行熱軋，控制開軋溫度在1135 1140°C，控制終軋溫度在917 925°C；7)進行卷取，卷取溫度控制在685 705°C；
8)進行常規(guī)酸洗；
9)進行冷軋，控制總壓下率在62 78%；
10)進行連續(xù)退火控制預(yù)熱溫度在830 850°C，并進行常規(guī)保溫；在25 30°C/秒的冷卻速度下冷卻至360 410°C，后再冷卻至室溫；
11)進行平整，并待用。本發(fā)明中各元素及主要工序的作用及機理
C價格低廉，同時，C也是固溶強化元素，強化效果十分明顯，C含量越高對強化效果越 好。但C含量過高，不利于保證材料的成形性和焊接性能。因此，C含量控制在0. 06、. 08%。Si元素固溶在鐵素體中，提高鋼的強度，但Si元素容易在鋼板表面形成致密的氧化層Mn2SiO4，從而影響材料的鍍鋅性能，所以本發(fā)明Si元素在鋼中的含量控制在0. 05、. 09%oMn元素是常規(guī)的強韌化元素，作為奧氏體形成元素，擴大奧氏體區(qū)，降低終軋溫度，推遲奧氏體轉(zhuǎn)變，同時可以起到細化晶粒的作用。但Mn元素含量太高，一方面增加成本，另一方面增加鋼的淬透性，使焊接組織出現(xiàn)硬化層導(dǎo)致裂紋焊縫及熱影響區(qū)裂紋敏感性增高。因此，將Mn含量0. 30 0. 45%。Al在本發(fā)明中，主要作用是在煉鋼過程中脫氧，使鋼水鎮(zhèn)靜。同時，在成品鋼中會有Al (N，C)析出，起到提高鋼的強度作用，過多的Al帶來冶煉難度和夾雜產(chǎn)生。因此Al控制在0. 025 0. 055%。P對鋼的強化效果僅次于C，但P過高導(dǎo)致本發(fā)明材料的塑性、焊接性和成形性不利，因此，P含量控制在0. 0159T0. 025%,而且，這個范圍工業(yè)化生產(chǎn)上很容易控制，并且不需要特殊添加。S對本發(fā)明材料的塑韌性不利，降低耐腐蝕性，同時，為避免產(chǎn)生鑄坯裂紋，嚴格限制S含量，因此，要求S彡0. 006%。Nb對于本發(fā)明來說，屬于微合金化元素，是一種強碳氮化物形成元素，在一定的熱軋冷卻速度和冷軋退火段一定的冷卻速度下，產(chǎn)生二相粒子析出強化，對鋼的強度顯著提高，并且可以阻止高溫奧氏體過分長大，具有極強的細化晶粒作用。其強化效果遠遠高于V、Ti，而且，Nb不易氧化，但Nb含量過高，容易導(dǎo)致碳氮化物偏聚，其加工性變差，同時，增加了材料成本。因此，Nb含量控制在0.010、. 019%。CrXu.Ni.Mo具有顯著提高鋼屈服強度的作用，同時又不損失成形性能，但過多對焊接性不利，同時，在連鑄和熱軋時易產(chǎn)生晶界偏析，對塑性產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致鋼材脆性增大，因此限制上述元素含量，Cr ( 0. 02%, Cu ( 0. 10%, Ni ( 0. 05%, Mo ( 0. 04%。本發(fā)明突破傳統(tǒng)的觀念，不采用真空處理工序，熱處理采用連續(xù)退火爐退火，再配以本發(fā)明所述的成分，從而解決了現(xiàn)有同級別高強鋼對生產(chǎn)工藝的高要求和嚴要求問題，能使成材率大幅度提高，達到95%以上，生產(chǎn)流程縮短，并且能耗得以降低。具有特點如下
(I)本發(fā)明采用低碳固溶強化和細晶強化的復(fù)合強化微合金化冷軋或者熱鍍鋅高強鋼，來達到所要求的性能，除了具有二相粒子析出強化作用外，還存在細化晶粒，因此，在提高強度的同時伸長率A還能達至少31%。
(2)發(fā)明材料含有穩(wěn)定的等軸鐵素體+珠光體，其中，粒狀珠光體體積百分數(shù)在1(T15%左右，晶粒度達到12級以上，在鐵素體晶內(nèi)或晶界有二相粒子析出，而且呈均勻分布(如圖所示)，從而保證了材料的高強度和穩(wěn)定的力學(xué)性能。(3)與同等強度的固溶強化鋼相比，碳當(dāng)量降低(Ceq在0. 2%以下)，加之微合金元素的細晶作用，可以有效減少焊接造成的晶粒粗大，對焊接性能非常有利，并且鋼板有較高的強度，很高的伸長率和良好的點焊性、良好的成形性并具有可鍍性。是高端轎車選取的理想結(jié)構(gòu)件材料。


圖I為本發(fā)明鋼板經(jīng)金相放大500倍觀察，為等軸鐵素體+珠光體的金相組織 圖2為透射電鏡所觀察的二相粒子圖 圖2中黑點為碳氮化物的二相粒子析出物。
具體實施例方式下面對本發(fā)明予以詳細描述
表I為本發(fā)明各實施例及對比例的化學(xué)組分及重量百分比含量列表。表2為本發(fā)明各實施例及對比例的主要工藝參數(shù)列表，其按照如下工藝步驟進行
1)進行鐵水脫硫，控制鐵水中s<0. 006% ；
2)轉(zhuǎn)爐冶煉；
3)進行鋼包吹気,吹IS時間為5 10分鐘,Il流量為4、立方分米/秒；
4)進行連鑄，控制澆注溫度在1540 1550°C；
5)對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1200 1250°C；
6)進行熱軋，控制開軋溫度在1135 1140°C，控制終軋溫度在917 925°C；
7)進行卷取，卷取溫度控制在685 705°C；
8)進行常規(guī)酸洗；
9)進行冷軋，控制總壓下率在62 78%；
10)進行連續(xù)退火控制預(yù)熱溫度在830 850°C，并進行常規(guī)保溫；在25 30°C/秒的冷卻速度下冷卻至360 410°C，后再冷卻至室溫；
11)進行平整，并待用。表3為本發(fā)明各實施例及對比例的力學(xué)性能及金相組織檢測結(jié)果列表。表I本發(fā)明各實施例及對比例的組分及被％含量列表
權(quán)利要求
1.一種300MPa級汽車結(jié)構(gòu)件用鋼，其主要組分及重量百分比含量為C 0. 06 0.08%, Si :0. 05 0. 09%, Mn :0. 30 0. 45%, Al :0. 025 0. 055%, P :0. 015 0. 025%,S彡0. 006%，Nb :0. 010 0. 019%, N^O. 006%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；力學(xué)性能在滿足屈服強度為30(T340MPa及抗拉強度390 445MPa的前提下，延伸率不低于31%，塑性應(yīng)變比r :1. 45 I. 80，應(yīng)變硬化指數(shù)n :0. 16 0. 20，寬冷彎試驗彎曲180。，彎心直徑d=0，金相組織中，等軸鐵素體體積百分比含量為85 90%，粒狀珠光體體積百分比含量為10 15%。
2.如權(quán)利要求I所述的一種300MPa級汽車結(jié)構(gòu)件用鋼，其特征在于還添加有Cr ( 0. 02%或Cu彡0. 10%或Ni彡0. 05%或Mo ( 0. 04%或其中的兩種及以上的元素；兩種及以上的元素則在該元素控制范圍內(nèi)任意取值即可。
3.生產(chǎn)權(quán)利要求I所述的一種300MPa級汽車結(jié)構(gòu)件用鋼的方法，其步驟 1)進行鐵水脫硫，控制鐵水中S彡0.006% ； 2)轉(zhuǎn)爐冶煉； 3)進行鋼包吹気,吹IS時間為5 10分鐘,流量為4、立方分米/秒； 4)進行連鑄，控制澆注溫度在1540 1550°C； 5)對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1200 1250°C； 6)進行熱軋，控制開軋溫度在1135 1140°C，控制終軋溫度在917 925°C； 7)進行卷取，卷取溫度控制在685 705°C； 8)進行常規(guī)酸洗； 9)進行冷軋，控制總壓下率在62 78%； 10)進行連續(xù)退火控制預(yù)熱溫度在830 850°C，并進行常規(guī)保溫；在25 30°C/秒的冷卻速度下冷卻至360 410°C，后再冷卻至室溫； 11)進行平整，并待用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種300MPa級汽車結(jié)構(gòu)件用鋼及其生產(chǎn)的方法。其主要組分及重量百分比含量為C0.06～0.08%，Si0.05～0.09%，Mn0.30～0.45%，Al0.025～0.055%，P0.015～0.025%，S≤0.006%，Nb0.010～0.019%，N≤0.006%，其余為Fe及雜質(zhì)；生產(chǎn)步驟鐵水脫硫；轉(zhuǎn)爐冶煉；鋼包吹氬；連鑄；對鑄坯加熱；熱軋；卷取；常規(guī)酸洗；冷軋；連續(xù)；平整，并待用。本發(fā)明工藝流程短、能耗較低，力學(xué)性能穩(wěn)定，且在滿足屈服強度為300~340MPa及抗拉強度390~445MPa的前提下，延伸率不低于31%，塑性應(yīng)變比r1.45~1.80，應(yīng)變硬化指數(shù)n0.16~0.20，寬冷彎試驗彎曲180°，彎心直徑d=0，金相組織中，等軸鐵素體為85～90%，粒狀珠光體為10～15%。
文檔編號C22C38/12GK102703808SQ20121019118
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者劉吉斌, 劉祥東, 彭志英, 林承江, 王立輝, 陳宇 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司