本發(fā)明屬于冶金材料生產(chǎn)，具體涉及一種抗拉強(qiáng)度大于510mpa薄規(guī)格汽車大梁用鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、伴隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展和產(chǎn)量的持續(xù)增加，汽車用鋼成為了各大鋼廠關(guān)注的焦點(diǎn)，而在需求量較大的情況下，能源日趨緊張、環(huán)境壓力日益加劇，促進(jìn)了汽車技術(shù)發(fā)展重心向著節(jié)能、環(huán)保和安全性方面發(fā)展。汽車用鋼發(fā)展的重要趨勢(shì)是在保證安全性能的前提下追求整車的輕量化，同時(shí)降低油耗和減少尾氣排放。為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，目前生產(chǎn)的汽車用鋼普遍追求薄規(guī)格高強(qiáng)高韌。汽車大梁鋼作為汽車重要承載部件，主要用于制造商用汽車縱梁和橫梁，越來(lái)越向高強(qiáng)度方向發(fā)展，因?yàn)閺?qiáng)度級(jí)別越低，使用厚度越厚，薄規(guī)格高強(qiáng)度不僅保證了更高的安全性，同時(shí)還需要有助于汽車輕量化。汽車大梁形狀較復(fù)雜，除要求強(qiáng)度和冷彎性外，還要求有良好的沖壓成型性能。由于現(xiàn)代冶金技術(shù)的發(fā)展以及汽車輕量化的需要，薄規(guī)格高強(qiáng)度汽車大梁鋼已逐漸成為主機(jī)廠首選材料。薄規(guī)格510l作為高強(qiáng)鋼的入門(mén)級(jí)產(chǎn)品，不僅滿足用戶輕量化需求，而且產(chǎn)品綜合機(jī)械性能優(yōu)良，目前市場(chǎng)需求較多，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

2、專利文獻(xiàn)cn103451535a(以下稱文獻(xiàn)1)公布了一種510mpa級(jí)汽車大梁用熱連軋板帶鋼及其生產(chǎn)工藝，化學(xué)成分配比為c：0.13～0.18％，si：0.30～0.50％，mn：0.75～1.15％，ti：0.008～0.025％，alt：0.02～0.06％，p≤0.025％，s≤0.008％，n≤0.006％。該文獻(xiàn)1成分設(shè)計(jì)通過(guò)提高c和si含量來(lái)提高強(qiáng)度，首先c含量處在該范圍時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng)，會(huì)引起初始坯殼凝固不均勻，導(dǎo)致連鑄坯產(chǎn)生裂紋；其次碳含量過(guò)高會(huì)形成粗大脆性的碳化物顆粒，對(duì)塑性和韌性不利，碳含量過(guò)高還會(huì)在鋼板中心偏析帶，對(duì)彎曲性能成型性不利，同時(shí)過(guò)高的碳含量增加焊接碳當(dāng)量和焊接裂紋敏感指數(shù)，不利于焊接加工；si含量過(guò)高不僅降低焊接性能，而且產(chǎn)生大量紅銹，導(dǎo)致表面質(zhì)量變差。

3、專利文獻(xiàn)cn102172622a(以下稱文獻(xiàn)2)公布了一種510l汽車大梁用黑皮鋼的生產(chǎn)方法，主要化學(xué)成分配比為c：0.06～0.14％，si≤0.2％，mn：1.2～1.6％，nb：0.01～0.05％，alt：0.02～0.06％，p≤0.02％，s≤0.010％。專利文獻(xiàn)cn113106332a(以下稱文獻(xiàn)3)公布了一種低裂紋敏感性510l熱軋汽車結(jié)構(gòu)鋼帶及其生產(chǎn)方法，主要化學(xué)成分配比為c：0.07～0.10％，si≤0.2％，mn：1.3～1.5％，ti：0.02～0.04％，als：0.02～0.04％，p≤0.015％，s≤0.010％。以上文獻(xiàn)2-3成分設(shè)計(jì)中mn含量較高容易偏析形成帶狀組織，使材料的機(jī)械性能呈現(xiàn)各向異性，斷面收縮率嚴(yán)重降低，對(duì)鋼材后續(xù)加工和使用產(chǎn)生不良影響，另外mn含量高會(huì)使鋼的焊接性能變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，以及為了滿足汽車大梁用鋼市場(chǎng)需求，進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，豐富產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用合理的成分設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種抗拉強(qiáng)度大于510mpa薄規(guī)格高強(qiáng)汽車大梁用鋼。生產(chǎn)結(jié)果和用戶使用效果表明，該產(chǎn)品各項(xiàng)性能均滿足相關(guān)技術(shù)要求和用戶使用要求。本發(fā)明具體通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種抗拉強(qiáng)度大于510mpa薄規(guī)格汽車大梁用鋼，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：c：0.06～0.08％，si：0.03～0.10％，mn：0.80～1.00％，p：≤0.018％，s：≤0.005％，alt：0.020～0.045％，nb：0.012～0.022％，ti：0.025～0.037％，ca：0.0008～0.0020％，其余為fe及不可避免夾雜。

3、在一些實(shí)施方式中，所述汽車大梁用鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：c：0.070％，si：0.05％，mn：0.80％，p：0.018％，s：0.004％，alt：0.045％，nb：0.016％，ti：0.026％，ca：0.0015％，其余為fe及不可避免夾雜。

4、在一些實(shí)施方式中，所述汽車大梁用鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：c：0.075％，si：0.08％，mn：0.88％，p：0.016％，s：0.003％，alt：0.040％，nb：0.020％，ti：0.030％，ca：0.0026％，其余為fe及不可避免夾雜。

5、在一些實(shí)施方式中，所述汽車大梁用鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：c：0.066％，si：0.10％，mn：0.90％，p：0.015％，s：0.003％，alt：0.030％，nb：0.022％，ti：0.027％，ca：0.0018％，其余為fe及不可避免夾雜。

6、在一些實(shí)施方式中，所述汽車大梁用鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：c：0.062％，si：0.06％，mn：0.93％，p：0.017％，s：0.002％，alt：0.035％，nb：0.015％，ti：0.033％，ca：0.0018％，其余為fe及不可避免夾雜。

7、在一些實(shí)施方式中，所述汽車大梁用鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：c：0.080％，si：0.07％，mn：1.00％，p：0.018％，s：0.002％，alt：0.025％，nb：0.014％，ti：0.032％，ca：0.0016％，其余為fe及不可避免夾雜。

8、在一些實(shí)施方式中，所述汽車大梁用鋼的厚度為2.0-6.0mm。

9、在一些實(shí)施方式中，所述汽車大梁用鋼的顯微組織為由鐵素體和彌散析出碳化物組成，力學(xué)性能滿足：屈服強(qiáng)度450～480mpa，抗拉強(qiáng)度512～565mpa，延伸率28～32％。

10、第二方面，本發(fā)明提供一種抗拉強(qiáng)度大于510mpa薄規(guī)格汽車大梁用鋼的生產(chǎn)方法，其包括以下工藝：冶煉—連鑄—板坯加熱—軋制—冷卻—卷?。黄渲校?/p>

11、所述冶煉—連鑄工藝流程包括：kr脫硫—轉(zhuǎn)爐—lf精煉—rh真空處理—板坯連鑄—緩冷，供鑄機(jī)鋼水成分為c：0.06～0.08％，si：0.03～0.10％，mn：0.80～1.00％，p：≤0.018％，s：≤0.005％，alt：0.020～0.045％，nb：0.012～0.022％，ti：0.025～0.037％，ca：0.0008～0.0020％；其中連鑄工藝的過(guò)熱度可為26～31℃；

12、所述板坯加熱工藝包括，經(jīng)過(guò)表面清理后的板坯送入加熱爐，嚴(yán)格控制板坯加熱溫度、在爐時(shí)間、均熱溫度、均熱時(shí)間和出爐溫度，加熱溫度控制1230±20℃，在爐時(shí)間控制160～270min，均熱溫度控制1240±20℃，均熱時(shí)間控制25～50min，出爐溫度控制1220±20℃；

13、所述軋制工藝包括粗軋階段和精軋階段，所述粗軋階段采用3+3模式兩機(jī)架軋機(jī)進(jìn)行粗軋，精軋階段采用7機(jī)架連續(xù)變凸度軋機(jī)進(jìn)行精軋，精軋階段采用升速軋制；所述精軋入口厚度為40mm，精軋的開(kāi)軋溫度不小于1030℃，所述精軋的終軋溫度為900±15℃；

14、所述冷卻工藝采用層流冷卻設(shè)備(冷卻速度可為25～28℃/s)，冷卻模式采用計(jì)算機(jī)二級(jí)系統(tǒng)自學(xué)習(xí)計(jì)算結(jié)果；

15、所述卷取溫度為600±15℃。

16、本發(fā)明通過(guò)合理的成分設(shè)計(jì)，并結(jié)合優(yōu)化的生產(chǎn)工藝參數(shù)提供一種抗拉強(qiáng)度大于510mpa薄規(guī)格汽車大梁用鋼，該產(chǎn)品顯微組織為鐵素體和彌散析出碳化物組成，力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度450～480mpa，抗拉強(qiáng)度512～565mpa，延伸率28～32％，該產(chǎn)品的性能均衡性較好，兼具高強(qiáng)度、高韌性、高成形精度等優(yōu)點(diǎn)，在性能方面滿足強(qiáng)度和成型性能的良好匹配，且冷彎試驗(yàn)無(wú)裂紋，具有良好的冷加工性能。同時(shí)，由于本發(fā)明汽車大梁鋼帶強(qiáng)度的提升，進(jìn)一步降低使用厚度，成為替代低強(qiáng)度級(jí)別鋼的輕量化材料。另外該產(chǎn)品生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單易行，適合工業(yè)化批量生產(chǎn)，且各項(xiàng)性能均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和用戶使用需求。再者，在該鋼種的成分設(shè)計(jì)中，采用低c低si，可避免上述文獻(xiàn)1通過(guò)提高c和si含量帶來(lái)的問(wèn)題，并且還可避免上述文獻(xiàn)2-3采用較高的mn含量帶來(lái)的問(wèn)題。