[优质文档]承钢钒微合金化610l汽车大梁钢的开

[优质文档]承钢钒微合金化610l汽车大梁钢的开 承钢钒微合金化汽车大梁钢C610L的开发 张兴利 王金柱 张俊粉 梁新维 沈彦新 王澎 (河北钢铁集团承德分公司技术中心，河北，承德 067002) 摘要:承钢从自身钒钛资源优势出发，采用单一钒作为微合金化元素，通过合理的成分设计及 工艺控制，成功开发出610Mpa级汽车大梁用钢，其综合性能优良，满足用户使用需求。 关键词:610Mpa 单一 钒微合金化 汽车大梁 Development and application of C610L for automobile frames only contain V micro-alloy in Chengde Steel ZHANG Xingli; WANG Jinzhu; ZHANG Junfen; LIANG Xinwei; SHEN Yanxin;WANG Peng (HEBEI IRON & STEEL CO.,LTD. CHENGDE BRANCH, ,Chengde,Hebei, 067002) Abstract: From the superity of V&Ti resources, C610L has been developed by reasonable composition and process design in Chengde steel palnt which only contain V micro-alloy element. C610L can meet the requirment of consumer because of the good comprehensive properties. Keyword:610Mpa;only; micro-alloy with V;automobile frame 1 前言 随着国内重型汽车工业的快速发展，以及节约资源和环保意识的加强，用户对 减轻汽车重量、降低油耗、提高汽车结构件强度以及安全性能等提出了更高的要求， 因此，汽车大梁用钢板高强化是发展的大势所趋。根据市场发展的需要，河北钢铁 集团承德分公司(以下简称承钢)立足自身钒钛资源优势，采用单一钒微合金化方 式，运用洁净钢生产技术，通过合理的控轧控冷工艺，在新建1780生产线上成功开发了610Mpa级汽车大梁用热轧钢板，其综合性能良好，满足用户使用需要。 2 技术要求及成分设计 汽车大梁钢主要用来制造汽车的车架，包括载重车和乘用车的纵梁、横梁及其他结构件。大梁钢的制造过程及服役条件不仅要求其具有较高的强度，还需具有良好的塑韧性及冷成型性能。为此，设计了C610L汽车大梁钢的开发目标，见表1。同时，为保证C610L性能达到表1要求，又能充分发挥承钢钒钛资源优势，设计了610Mpa级汽车大梁钢的化学成分，见表2。 表1 C610L汽车大梁钢性能指标 R/MpR/Mp A/% 180?宽冷弯试验(B=35mm，d=a) A(0?)/J ela maKV ?500 610,740 ?21 合格 ?42 表2 C610L汽车大梁钢化学成分设计，% CSi Mn P S V ?0.10 ?0.40 ?2.0 ?0.025 ?0.015 适量 3 生产过程控制 3.1 工艺流程 C610L汽车大梁钢生产工艺流程如下:高炉铁水?单吹颗粒镁预脱硫?150吨提钒转炉?150吨炼钢转炉?LF精炼炉?两机两流板坯连铸机?1780生产线板坯加热?高压水除鳞?粗轧?热卷箱卷取?精轧?层流冷却?卷取?检验?包装入库。 3.2 关键技术要点 3.2.1 洁净钢生产技术 承钢在生产C610L过程中采取的洁净钢生产技术主要有: (1)通过铁水预处理降低入炼钢转炉半钢硫含量; (2)强化转炉冶炼操作提高转炉脱磷、脱硫率，出钢过程采用“渣洗”工艺， 利用出钢过程良好的动力学条件，起到脱氧、脱硫的冶金效果，同时为精炼早成渣创造条件。 (3)LF精炼造白渣深脱硫，将钢中S含量降低至0.010%以下。 (4)钙处理精炼技术，球化夹杂物，提高钢水可浇性; (5)精炼出站后，进行软吹氩操作，促进钢中夹杂物充分上浮去除，提高钢水纯净度。 (6)全程氩封保护浇注技术，减少钢液二次氧化。 3.2.2 控轧控冷工艺 根据钒固溶强化和沉淀强化的特点，设计C610L合理的加热温度、轧制温度以及变形制度，充分发挥钒元素的细晶强化和沉淀强化作用。 4 试制结果 通过合理的成分设计以及控轧控冷技术的应用，在新建1780生产线首次试制6炉(960余吨)，轧制规格为7.8×1250mm，一次试验成功开发出610Mpa级汽车大梁钢。 4.1 成品板材气体含量及夹杂物检验 钢中O、N及夹杂物检验结果见表3，可以看出，C610L钢夹杂物含量低，为满足钢板高级别性能要求提供保障。 表3 钢中O、N及夹杂物检验 非金属夹杂物/级 O/ppm N/ppm H/ppm A类 B类 C类 D类 DS类 10,18 50,70 0.25 0 0.5,1.0 0.5 0.5 0 4.2 力学性能检验 C610L力学性能检验结构见表4。可以看出，承钢C610L大梁钢抗拉强度控制范围为615,680Mpa，平均抗拉强度为650Mpa，屈服强度控制范围为515,595Mpa，平均屈服强度达到545Mpa，伸长率22.5,25%，平均伸长率为23.5%，均达到设计要求。 表4 C610L大梁钢板成品性能 项目 R/MpR/Mp A/% ela ma 范围值 515,595 615,680 22.5,25 平均值 545 650 23.5 4.3钢板组织与晶粒检验 C610L汽车大梁用热轧钢板的成品组织为铁素体+珠光体，珠光体约占12,18%，带状组织0.5,2.0级，晶粒度范围为8.5,10.0级，金相组织照片见图1。 图1 C610L金相组织 4.4低温冲击性能 从C610L钢板上取样，加工成7.5mm×10mm×55mm的V型缺口冲击试样，进行了不同温度的系列冲击试验，结果见图2，-60?冲击断口形貌见图3。从图中可以看出，C610L大梁钢-60?以上冲击值均在160J以上，远远高于设计开发目标，对冲击断口进行扫描发现，-60?冲击断口形貌为韧窝，冲击检验结果表明，承钢C610L大梁钢的韧脆转变温度低于-60?，具有良好的低温冲击韧性。 250 200 150 100 冲击值/J 50 0 20?0?–20?–40?–60? 温度/? 图2 C610L大梁钢系列冲击值 图3 C610L大梁钢-60?断口形貌 4.4 冷弯性能检验 对C610L钢板进行了α=180?，弯心直径d=2a、d=a，B=35mm、50mm、70mm、100mm的宽冷弯试验，结果全部合格，表明承钢C610l钢板具有优良的冷弯性能。试验结果见表5。另外，为模拟汽车大梁的加工过程，承钢质量计量部实地考察汽车大梁钢加工厂，自行设计冲压变形磨具，用于大梁钢出厂检验，充分保证汽车大梁钢质量。 表5 C610L宽冷弯检验结果 宽冷弯 宽冷弯 试样宽度/mm (α=180?，d=2a)(α=180?，d=a) 35 合格 合格 50 合格 合格 70 合格 合格 100 合格 合格 5 小结 承钢立足自身钒钛资源优势，采用单一钒微合金化元素，在新建1780生产线上成功开发出610Mpa级汽车大梁钢，经检验其综合性能优良，满足用户使用需要，为承钢进一步开发高强钢奠定了基础。