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一种抗拉强度590MPA级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带及其制备方法.pdf

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一种 抗拉强度 590 MPA 车轮 热轧 铁素体贝氏体双相钢钢带 及其 制备 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910102546

申请日:

20190201

公开号:

CN109536845A

公开日:

20190329

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/26;C22C38/38; 主分类号: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/26;C22C38/38;
申请人: 本钢板材股份有限公司
发明人: 刘志璞;闵洪刚;赵迪;姜文超;王旭生;苗隽;张城铭;周晏锋
地址: 117000 辽宁省本溪市平山区人民路16号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 21229 代理人: 甄玉荃
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910102546

授权公告号:

法律状态公告日:

20190423

法律状态类型:

实质审查的生效

摘要

一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带,按照重量百分比计,包括:C0.05~0.10%,Si0.40~0.70%,Mn1.40~1.70%,P≤0.020%,S≤0.004%,Al0.020~0.060%,Nb0.015~0.035%,Cr0.20~0.40%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量为Fe及不可避免杂?#30465;?#26681;据本发明的另一方面提供了该钢带的制备方法,包括如下工序:铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。本发明的590MPa级车轮用钢,性能稳定,有效避免了高强车轮钢在使用中常出现的疲劳试验不合、轮辋焊缝开?#36873;?#28938;缝减薄、轮辐中心孔开裂问题,是车轮轻量化较理想的材料。

权利要求书

1.一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带,其特征在于:按照重量百分比计,包括:C 0.05~0.10%,Si 0.40~0.70%,Mn 1.40~1.70%,P≤0.020%,S≤0.004%,Al 0.020~0.060%,Nb 0.015~0.035%,Cr 0.20~0.40%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量为Fe及不可避免杂?#30465;?2.如权利要求1所述的一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带,其特征在于:按照重量百分比计,包括,C 0.05%,Si 0.70%,Mn 1.40%,P≤0.020%,S≤0.004%,Al 0.060%,Nb 0.015%,Cr 0.20%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量为Fe及不可避免杂?#30465;?3.如权利要求1所述的一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带,其特征在于:按照重量百分比计,包括,C 0.10%,Si 0.40%,Mn 1.70%,P≤0.020%,S≤0.004%,Al 0.020%,Nb 0.035%,Cr 0.40%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量为Fe及不可避免杂?#30465;?4.如权利要求1所述的一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带,其特征在于:按照重量百分比计,包括,C 0.07%,Si 0.50%,Mn 1.46%,P≤0.020%,S≤0.004%,Al 0.045%,Nb 0.025%,Cr 0.30%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量为Fe及不可避免杂?#30465;?5.一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带的制备方法,其特征在于:包括如下工序:铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。 6.如权利要求2所述的一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带的制备方法,其特征在于: 1)原料工序: 铁水预处理入炉S≤0.003%,扒净渣;采用精料废钢; 2)转炉工序: 转炉拉碳一次命中、避免点吹;出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、低碳铬铁合金化;出钢前钢包氩气吹扫,控制出钢口、避免散流,钢包Als按0.010~0.030%控制; 3)精炼工序: 采用LF+RH双路径工序,对气体氧、硫含量要求严格控制;要求LF处理过程保持微正压,严格控制LF增N,要求增N量≤10ppm;LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣,严格控制吹氩强度,避免钢液裸露;采用硅钙线钙处理,使硫化物球化; 4)连铸工序: 全程进行保护浇注,开浇前采用氩气吹扫中包,浇注过程做到无钢液裸露,严格控制水口吸N,控制增N≤5ppm;采用高碱度中包渣,以便?#31181;?#22841;杂物的去除;浇钢过程?#24230;?#36719;压下功能;浇钢过程保持恒拉速;中包过热度按20±5℃控制; 5)加热工序: 加热温度1240~1280℃,目标出炉温度1230~1270℃;控制加热炉炉膛气氛,减少铸坯氧化铁皮的生成,保证加热温度均匀; 6)粗轧、精轧、卷取区域: 荒轧道次选择3+3模式控制,各道次高压除磷水均?#24230;耄?#20570;好精轧模型的负荷分配,保证轧制稳定性;终轧温度:≤860℃;卷取温度:400~500℃,层流冷却采用前段连续冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制;根据带钢表面的实?#26159;?#20917;,选择性的?#24230;隖1、F2机后小除鳞;优化调整机架间冷却水量的控制。

说明书


一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带及其制备方法
?#38469;?#39046;域


本发明属于钢产品生产?#38469;?#39046;域,具体涉及一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁
素体贝氏体双相钢钢带以及该钢带的制备方法。


背景?#38469;?br>

随着节能减排和汽车轻量化的不断发展要求,车轮轻量化已成为车轮行业迫?#26800;?br>发展需求。为?#36842;?#36710;轮的减重,势必会选用材料更薄、强度更高的钢材。随着强度的提高,塑
性?#26723;停?#25104;型难度大,对疲劳缺口的敏感性增大,焊接难度大。抗拉强度590MPa级是目前车
轮行业批量使用的最高强度,随着该级别高强钢的大量使用,一些问题逐渐突出出来。一是
轮辋焊缝开裂和减薄,主要表现在成型的涨扩工序出现的轮辋对焊焊缝开裂和减薄;二是
疲劳试验不合,即车轮的弯曲疲劳和径向疲劳试验达不到标?#23478;?#27714;;三是轮辐中心孔开裂,
主要表现在乘用车轮辐中心孔在翻孔成型过程中出现开?#36873;?br>

目前市场使用的590MPa级的高强?#31181;?#35201;有三种组织类型,一是铁素体珠光体型,
这种钢的扩孔率低,极易导致轮辐中心孔开裂,不适于乘用车轮辐使用;二是铁素体马氏体
型双相钢,此类钢屈强比低,易于成型,在轮辐制造中普遍使用,但此类钢不适于制作轮辋,
因焊接热影响区存在软化问题,易出现焊缝减薄问题,此类钢在生产过程中通常采用三段
冷却方式,中间空冷段的温度和时间不宜控制,导致通卷性能不稳定,许多用户望而却步;
三是铁素体贝氏体型双相钢即FB钢,此类钢扩孔率高,适用于乘用车轮辐使用,但此类钢在
生产过程中通常也采用三段冷却方式,同样存在通卷性能不稳定问题。


发明内容


鉴于上述问题,本发明提供了一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双
相钢钢带,按照重量百分比计,包括:C 0.05~0.10%,Si 0.40~0.70%,Mn 1.40~
1.70%,P≤0.020%,S≤0.004%,Al 0.020~0.060%,Nb 0.015~0.035%,Cr 0.20~
0.40%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量为Fe及不可避免杂?#30465;?br>

进一步地,按照重量百分比计,包括,C 0.05%,Si 0.70%,Mn 1.40%,P≤
0.020%,S≤0.004%,Al 0.060%,Nb 0.015%,Cr 0.20%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量
为Fe及不可避免杂?#30465;?br>

进一步地,按照重量百分比计,包括,C 0.10%,Si 0.40%,Mn 1.70%,P≤
0.020%,S≤0.004%,Al 0.020%,Nb 0.035%,Cr 0.40%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量
为Fe及不可避免杂?#30465;?br>

进一步地,按照重量百分比计,包括,C 0.07%,Si 0.50%,Mn 1.46%,P≤
0.020%,S≤0.004%,Al 0.045%,Nb 0.025%,Cr 0.30%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量
为Fe及不可避免杂?#30465;?br>

根据本发明的另一方面?#22266;?#20379;了该抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体
双相钢钢带的制备方法,包括如下工序:铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连
铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。


进一步地,该制备方法中,


1)原料工序:


铁水预处理入炉S≤0.003%,扒净渣;采用精料废钢;


2)转炉工序:


转炉拉碳一次命中、避免点吹;出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、低碳铬铁合金化;出
钢前钢包氩气吹扫,控制出钢口、避免散流,钢包Als按0.010~0.030%控制;


3)精炼工序:


采用LF+RH双路径工序,对气体氧、硫含量要求严格控制;要求LF处理过程保持微
正压,严格控制LF增N,要求增N量≤10ppm;LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣,严
格控制吹氩强度,避免钢液裸露;采用硅钙线钙处理,使硫化物球化;


4)连铸工序:


全程进行保护浇注,开浇前采用氩气吹扫中包,浇注过程做到无钢液裸露,严格控
制水口吸N,控制增N≤5ppm;采用高碱度中包渣,以便?#31181;?#22841;杂物的去除;浇钢过程?#24230;?#36719;
压下功能;浇钢过程保持恒拉速;中包过热度按20±5℃控制;


5)加热工序:


加热温度1240~1280℃,目标出炉温度1230~1270℃;控制加热炉炉膛气氛,减少
铸坯氧化铁皮的生成,保证加热温度均匀;


6)粗轧、精轧、卷取区域:


荒轧道次选择3+3模式控制,各道次高压除磷水均?#24230;耄?#20570;好精轧模型的负荷分
配,保证轧制稳定性;终轧温度:≤860℃;卷取温度:400~500℃,层流冷却采用前段连续冷
却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制;根据带钢表面的实?#26159;?#20917;,选择性的?#24230;隖1、F2机
后小除鳞;优化调整机架间冷却水量的控制。


本发明的优势在于:


本发明的590MPa级车轮用钢,性能稳定,具有高的疲劳性能、高的扩孔性能和良好
的焊?#26377;?#33021;;不仅可用于制作车轮的轮辋,还可用于制作高扩孔率要求的乘用车车轮轮辐;
有效避免了高强车轮钢在使用中常出现的疲劳试验不合、轮辋焊缝开?#36873;?#28938;缝减薄、轮辐中
心孔开裂问题,是车轮轻量化较理想的材料。


具体实施方式


为了使本发明的目的、?#38469;?#26041;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?#36739;?#32454;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


一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带,按照重量百分比
计,包括,C 0.05%,Si 0.70%,Mn 1.40%,P≤0.020%,S≤0.004%,Al 0.060%,Nb
0.015%,Cr 0.20%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量为Fe及不可避免杂?#30465;?br>

根据本发明的另一方面,提供了一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体
双相钢钢带的制备方法,包括如下工序:铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连
铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。


其中,


1)原料工序:


铁水预处理入炉S≤0.003%,扒净渣;采用精料废钢;


2)转炉工序:


转炉拉碳一次命中、避免点吹;出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、低碳铬铁合金化;出
钢前钢包氩气吹扫,控制出钢口、避免散流,钢包Als按0.010~0.030%控制;


3)精炼工序:


采用LF+RH双路径工序,对气体氧、硫含量要求严格控制;要求LF处理过程保持微
正压,严格控制LF增N,要求增N量≤10ppm;LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣,严
格控制吹氩强度,避免钢液裸露;采用硅钙线钙处理,使硫化物球化;


4)连铸工序:


全程进行保护浇注,开浇前采用氩气吹扫中包,浇注过程做到无钢液裸露,严格控
制水口吸N,控制增N≤5ppm;采用高碱度中包渣,以便?#31181;?#22841;杂物的去除;浇钢过程?#24230;?#36719;
压下功能;浇钢过程保持恒拉速;中包过热度按20±5℃控制;


5)加热工序:


加热温度1240~1280℃,目标出炉温度1230~1270℃;控制加热炉炉膛气氛,减少
铸坯氧化铁皮的生成,保证加热温度均匀;


6)粗轧、精轧、卷取区域:


荒轧道次选择3+3模式控制,各道次高压除磷水均?#24230;耄?#20570;好精轧模型的负荷分
配,保证轧制稳定性;终轧温度:≤860℃;卷取温度:400~500℃,层流冷却采用前段连续冷
却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制;根据带钢表面的实?#26159;?#20917;,选择性的?#24230;隖1、F2机
后小除鳞;优化调整机架间冷却水量的控制。



实施例2


一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带,按照重量百分比
计,包括,C 0.10%,Si 0.40%,Mn 1.70%,P≤0.020%,S≤0.004%,Al 0.020%,Nb
0.035%,Cr 0.40%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量为Fe及不可避免杂?#30465;?br>

根据本发明的另一方面,提供了一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体
双相钢钢带的制备方法,包括如下工序:铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连
铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。


其中,


1)原料工序:


铁水预处理入炉S≤0.003%,扒净渣;采用精料废钢;


2)转炉工序:


转炉拉碳一次命中、避免点吹;出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、低碳铬铁合金化;出
钢前钢包氩气吹扫,控制出钢口、避免散流,钢包Als按0.010~0.030%控制;


3)精炼工序:


采用LF+RH双路径工序,对气体氧、硫含量要求严格控制;要求LF处理过程保持微
正压,严格控制LF增N,要求增N量≤10ppm;LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣,严
格控制吹氩强度,避免钢液裸露;采用硅钙线钙处理,使硫化物球化;


4)连铸工序:


全程进行保护浇注,开浇前采用氩气吹扫中包,浇注过程做到无钢液裸露,严格控
制水口吸N,控制增N≤5ppm;采用高碱度中包渣,以便?#31181;?#22841;杂物的去除;浇钢过程?#24230;?#36719;
压下功能;浇钢过程保持恒拉速;中包过热度按20±5℃控制;


5)加热工序:


加热温度1240~1280℃,目标出炉温度1230~1270℃;控制加热炉炉膛气氛,减少
铸坯氧化铁皮的生成,保证加热温度均匀;


6)粗轧、精轧、卷取区域:


荒轧道次选择3+3模式控制,各道次高压除磷水均?#24230;耄?#20570;好精轧模型的负荷分
配,保证轧制稳定性;终轧温度:≤860℃;卷取温度:400~500℃,层流冷却采用前段连续冷
却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制;根据带钢表面的实?#26159;?#20917;,选择性的?#24230;隖1、F2机
后小除鳞;优化调整机架间冷却水量的控制。



实施例3


一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体双相钢钢带,按照重量百分比
计,包括,C 0.07%,Si 0.50%,Mn 1.46%,P≤0.020%,S≤0.004%,Al 0.045%,Nb
0.025%,Cr 0.30%,N≤0.0060,O≤0.0020%,余量为Fe及不可避免杂?#30465;?br>

根据本发明的另一方面,提供了一种抗拉强度590MPa级车轮用热轧铁素体贝氏体
双相钢钢带的制备方法,包括如下工序:铁水预处理→转炉冶炼→LF+RH炉外精炼→板坯连
铸→加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取→成品检验→出厂。


其中,


1)原料工序:


铁水预处理入炉S≤0.003%,扒净渣;采用精料废钢;


2)转炉工序:


转炉拉碳一次命中、避免点吹;出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、低碳铬铁合金化;出
钢前钢包氩气吹扫,控制出钢口、避免散流,钢包Als按0.010~0.030%控制;


3)精炼工序:


采用LF+RH双路径工序,对气体氧、硫含量要求严格控制;要求LF处理过程保持微
正压,严格控制LF增N,要求增N量≤10ppm;LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣,严
格控制吹氩强度,避免钢液裸露;采用硅钙线钙处理,使硫化物球化;


4)连铸工序:


全程进行保护浇注,开浇前采用氩气吹扫中包,浇注过程做到无钢液裸露,严格控
制水口吸N,控制增N≤5ppm;采用高碱度中包渣,以便?#31181;?#22841;杂物的去除;浇钢过程?#24230;?#36719;
压下功能;浇钢过程保持恒拉速;中包过热度按20±5℃控制;


5)加热工序:


加热温度1240~1280℃,目标出炉温度1230~1270℃;控制加热炉炉膛气氛,减少
铸坯氧化铁皮的生成,保证加热温度均匀;


6)粗轧、精轧、卷取区域:


荒轧道次选择3+3模式控制,各道次高压除磷水均?#24230;耄?#20570;好精轧模型的负荷分
配,保证轧制稳定性;终轧温度:≤860℃;卷取温度:400~500℃,层流冷却采用前段连续冷
却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制;根据带钢表面的实?#26159;?#20917;,选择性的?#24230;隖1、F2机
后小除鳞;优化调整机架间冷却水量的控制。


本发明是在低碳、硅锰系成?#21482;?#30784;上,添加少量的Nb和Cr元素,结合控轧控冷得到
抗拉强度590MPa级的车轮用高强钢,同时采用纯净钢生产工艺,严格控制?#31181;械?#22841;杂物和
带状组织级别,其显微组织是细晶粒铁素体和细小均匀分布的贝氏体双相组织,在热轧层
冷冷却方式上没有采用通常为得到F+B两相组织而采用的三段冷却方式,而是采用了易于
稳定控制的前段连续冷却方式,通卷性能稳定。


以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精
神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护?#27573;?#20043;内。


关于本文
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