低碳當量易焊接屈服強度750Mpa以上的汽車大梁鋼及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種汽車大梁鋼及其制造方法，尤其是一種低碳當量易焊接屈服強度 750Mpa以上的汽車大梁鋼及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 據申請人了解，隨著國內重型汽車工業的快速發展，汽車生產廠家對汽車結構件 用鋼材的性能和品質要求也越來越高。
[0003] 目前，常用汽車大梁用鋼的屈服強度為500Mpa級別、抗拉強度為550Mpa級別。如 果汽車大梁用鋼的屈服強度能達750Mpa以上、且抗拉強度能達780Mpa以上，則可減少鋼 板厚度，并確保載重量不變甚至有所提高。同時，若其碳當量Ceq(國際焊接協會標準= C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5)能控制在0. 41以下，則焊接過程可采用低成本焊絲：即 采用500Mpa級焊絲。一般750Mpa級別鋼必須采用750Mpa級焊絲，但750Mpa級焊絲價格 大約比500Mpa級鋼焊絲價格高10000元/噸。若能研制出能滿足上述兩項（高強、低碳當 量）要求的汽車大梁用鋼，則可實現減輕車輛自重、降本、節能降耗，符合當今社會節能、環 保、綠色的主題。
[0004] 經檢索發現，申請號201110156739. 8申請公布號CN102226249A的中國發明專 利申請公開了一種冷成形性能優良的高強度熱軋鋼板及其制備方法，該鋼板屈服強度為 750 - 810MPa，抗拉強度為 850 - 882MPa。
[0005] 然而，該專利申請存在以下不利之處：（1)并未考慮到采用低成本焊絲的問題，包 含了 Ceq大于0. 41、無法使用低成本焊絲的技術方案；同時這會導致其鋼種成分及制備方 法并未優化到僅針對Ceq在0. 41以下的程度。（2) Si含量為0. 15 - 0. 30%，由于Si在熱 軋加熱過程生成尖晶橄欖石（Fe2Si04)，當Si含量超過0. 2%時會產生銹紅色氧化鐵皮，無 法通過熱軋除鱗工序去除，不但影響鋼板表面質量，而且容易造成鋼板生銹穿孔和涂漆性 能降低，影響產品服役過程安全性和表面質量。（3)Mn含量為1.2 - 1.9%，當Μη含量大于 1. 85%時，鋼在連鑄過程容易出現Μη偏析（如圖1所示），對于屈服強度在750Mpa級別的 高強鋼來講，連鑄過程的Μη偏析在熱軋過程無法完全消除，容易導致服役過程從偏析處失 效，造成安全事故。（4)精軋后層流冷卻速度> 60°C/S，其冷速要求超過層流冷卻一般能 力，需要特殊的設備才能實現，這顯然會限制其適用范圍。
[0006] 申請號201110282100. 4申請公布號CN103014494A的中國發明專利申請公開了一 種汽車大梁用熱軋鋼板及其制造方法，該鋼板屈服強度為710 - 770MPa，抗拉強度為780 - 850MPa〇
[0007] 然而，該專利申請存在以下不利之處：（1)鋼板屈服強度并非完全處于750MPa以 上，性能存在不足。（2)同樣包含了 Ceq大于0.41、無法使用低成本焊絲的技術方案，并導致 其鋼種成分及制備方法并未優化到僅針對Ceq在0. 41以下的程度。（3) Si含量為0. 15 - 0. 35%，同樣存在Si含量超過0. 2%時產生的問題。（4)Mn含量為1 一 2%，同樣存在Μη含 量大于1.85%時產生的問題。（5)冷卻方式為先快冷后層冷，不利于簡化工藝，降低成本。
[0008] 由于重型汽車對載重要求越來越高，汽車制造企業對汽車大梁強度級別提高到 750Mpa要求越來越迫切，同時由于強度級別的提高帶來焊接性、成型性能下降的問題也要 求同時解決。另外，汽車行業市場競爭激烈，任何能降低成本的措施，都是汽車企業歡迎的， 本發明的低碳當量易焊接高強、高韌鋼板正是應此種要求而開發。

【發明內容】

[0009] 本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術存在的問題，提供一種低碳當量易 焊接屈服強度750Mpa以上的汽車大梁鋼，在確保高強高韌的同時，確保能使用低成本焊 絲，并且不會發生偏析和表面質量問題。此外，還提供相應的制造方法。
[0010] 本發明解決其技術問題的技術方案如下：
[0011] 一種低碳當量易焊接屈服強度750Mpa以上的汽車大梁鋼，其特征是，由以下化 學成分按重量百分比組成：〇· 03~0· 05% C、0.06~0.15% Si、1. 80~1. 85 % Μη、 0. 010 ~0. 015 % Ρ、0. 001 ~0. 003 % S、0. 065 ~0. 085 Nb、0. 12 ~0. 18 % Mo、 0.15 ~0.16% Ti、0. 0015 ~0.0045% Ca、0. 02 ~0.05% Alt，余量為 Fe 和不可避免 的雜質；碳當量Ceq 1頂=0+111/6+(0+1〇+￥)/5+((：11+附)/15，所述汽車大梁鋼的〇69 IIW為0. 354~0. 394,屈服強度彡750Mpa，抗拉強度為780~950Mpa，斷后伸長率彡15%。
[0012] 本發明還提供：
[0013] -種低碳當量易焊接屈服強度750Mpa以上汽車大梁鋼的制造方法，基本工藝流 程為煉鋼一連鑄一加熱一熱連乳一層流冷卻一卷取一緩冷一成品；其特征是，
[0014] 所述煉鋼工序中：采用氧氣頂底復吹轉爐冶煉鋼水，出鋼溫度為1645°c~ 1665°C，所得鋼水含有以下重量百分比的成分：0. 015~0. 05% C，0. 001~0. 003% S， 0. 010~0. 015% P ;然后，將轉爐所得鋼水置鋼包精煉爐中進行LF爐精煉，精煉結束時 鋼水溫度為1580°C~1630°C，所得鋼水含有以下重量百分比的成分：0. 03%~0. 05% C、 0.06%~0.15% Si、1.80%~1.85%Mn、0.010~0.015%P、0.001~ 0.003% S、 0.065%~0.085 Nb、0. 02%~0.05% Alt;之后，將LF精煉所得鋼水進行RH真空處理， 進行成分微調，并在真空處理結束時喂入鈣線，RH真空處理結束時鋼水溫度為：1580°C~ 1620°C，所得鋼水由以下重量百分比的成分組成：0. 03~0. 05% C、0. 06~0. 15% Si、 1.80 ~1.85 % Μη、0. 010 ~0.015 % P、0. 001 ~0.003 % S、0. 065 ~0. 085 % Nb、 0.12~0.18%Mo、0.15~0.16%Ti、0.0015~ 0.0045%Ca、0.02~0.05%Alt， 余量為Fe和不可避免的雜質；
[0015] 所述連鑄工序中，采用整體氬氣密封澆鑄，鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中 間包，中間包溫度為1534°C~1554°C ;采用漏斗形結晶器，鑄坯拉速為0. 7~0. 9m/min，出 結晶器的鑄坯厚度為230mm ;
[0016] 所述加熱工序中，將鑄坯送至加熱爐，鑄坯入爐溫度為800°C~1000°C，出爐溫度 為1240°C~1270°C，加熱時間為180~240min ;
[0017] 所述熱連軋工序中，先將加熱后鑄坯置可逆粗軋機組進行粗軋，粗軋出口溫度控 制為1055°C~1085°C，粗軋后中間坯厚度為45mm或49mm ;再將中間坯置七機架連軋機組 進行精軋，精軋入口溫度為l〇15°C~1045°C，精軋出口溫度為810°C~850°C，精軋后板卷 的厚度為4. Omm~10. 0mm ;
[0018] 所述層流冷卻工序中，冷卻速度為35°C /s以上；
[0019] 所述卷取工序中，采用卷取機卷取成鋼卷，卷取溫度為550°C~590°C ;
[0020] 所述緩冷工序中，將鋼卷置緩冷坑中冷卻或者采用堆冷方式冷卻，控制冷卻速度 ^ 10°C /h ；
[0021] 所述成品的Ceq IIW為0. 354~0. 394,屈服強度彡750Mpa，抗拉強度為780~ 950Mpa，斷后伸長率彡15%。
[0022] 本發明方法進一步完善的技術方案如下：
[0023] 優選地，所述煉鋼工序中，轉爐所得鋼水中含有以下重量百分比的成分：0. 015~ 0.04% C，0.001~0.003% S，0. 010~0· 015% P ;LF精煉所得鋼水含有以下重量百 分比的成分：〇· 03%~0· 05% C、0. 06% ~0· 15% Si、1.