一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板及其制造方法，其由以下質(zhì)量百分比的組分組成，碳0.1-0.22%；硅0.1-0.65%；錳0.8-1.8%；銅≤0.55%；磷≤0.025%；硫≤0.003%；鈮0.012-0.06%；釩0.015-0.07%；鈦0.012-0.05%；鋁0.012-0.045%；鉻0.1-0.55%；其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，本發(fā)明增加了鈮釩合金，細(xì)化晶粒強韌化，配合精煉去除雜質(zhì)和有害氣體，鋼質(zhì)更純凈，達(dá)到了優(yōu)異的強韌性，通過控軋工藝處理，消除了組織內(nèi)應(yīng)力，提高了塑韌性，具有較好的焊接性能，通過脫硫脫氣，顯著改進(jìn)了疲勞強度極限性能，提高了使用壽命。
【專利說明】一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板及其制造方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種鋼板及其制造方法，更具體的講是一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板及其制造方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
我國重型卡車隨著市場需求，逐漸向減輕底盤重量、降低油耗、降低排放和污染，提高運力、延長重型卡車使用壽命等方向研發(fā)，其中包括采用高強鋼減輕減薄底盤汽車大梁、橋殼鋼板。目前高疲勞、高強度易焊熱軋橋殼鋼板越來越受到重視；對橋殼用高疲勞、高強度易焊鋼板的尺寸、化學(xué)成分、力學(xué)性能、等技術(shù)要求作出明確規(guī)定。采用屈服強度大于460MPa級別的高強度橋殼結(jié)構(gòu)鋼板，代替低級別的低等級的Q345B自重減少7_9%，車橋使用服役壽命延長5-7年，適應(yīng)現(xiàn)代重型卡車工程作業(yè)施工需求，利于節(jié)能減排、環(huán)境改善以及全社會技術(shù)進(jìn)步和生活質(zhì)量的提高。
[0003]而Q345B的組成成分、制作方法以及性能參數(shù):Q345B除了碳硅錳合金，不含有貴重微量元素鈮釩鉻，僅含有少量鈦鋁，工藝上不采用真空脫氣去除夾雜，磷硫分別高達(dá)
0.032%和0.023% ;鋼中氧氮氫含量偏高，分別60-70ppm，50-60ppm, 3_5ppm ;基本靠熱軋強化，屈服強度較Q460C低120MPa，疲勞強度較Q460C低80MPa。主要是因缺失微合金強化元素，本身強度低、鋼質(zhì)不純凈致使疲勞強度和疲勞壽命低下。 [0004]因此隨著社會和市場的發(fā)展，Q345B型鋼板越來越不能滿足現(xiàn)代重型卡車橋殼使用，特別是針對30-70噸的重型卡車，Q345B型鋼板的屈服強度、抗拉強度和使用壽命等均不能滿足其使用，因此急切需要一種性能優(yōu)越的鋼板及其制作方法。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板及其制造方法，尤其滿足30-70噸的重型卡車使用，本發(fā)明一改低級別Q345B和鑄鋼鋼材強度和疲勞壽命等技術(shù)的不足，設(shè)計低碳、高錳含量，加入適量鈮釩鈦，和0.18%的鉻元素，利用爐外精煉和脫氣精煉，改進(jìn)鋼水純凈度，提高鋼材內(nèi)在品質(zhì)，提供一種經(jīng)過控軋技術(shù)改善鋼強、韌性、疲勞強度和鋼板平直度的方法，獲得珠光體、鐵素體金相組織，該方法效率高、易操作，易焊接(Pcm ≤ 0.23和Ceq ≤ 0.42%)，板形平直度控制滿足現(xiàn)代重型卡車橋殼焊接結(jié)構(gòu)的制造和使用。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板，由以下質(zhì)量百分比的組分組成，碳:
0.10-0.22% ；硅:0.10-0.65% ；錳:0.80-1.80% ;銅≤ 0.55% ;磷≤ 0.025% ；硫≤0.003% ；鈮:0.012-0.060% ;釩:0.015-0.070% ;鈦:0.012-0.050% ;鋁:0.012-0.045% ;鉻:
0.10-0.55% ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0007]上述鋼板的厚度為I O-16mm。
[0008]上述鋼板的Pcm ≤ 0.23，Ceq≤0.42說明其具有優(yōu)越的焊接性能。
[0009]本發(fā)明所述鋼板的制造方法包括如下步驟:LF爐外精煉；保護(hù)加入鈦鋁等元素；真空脫氣；連鑄；板坯加熱；粗軋；精軋；精軋板形控制；矯平；成品鋼板。[0010]上述鋼板的制造方法的具體步驟為:
(1)LF爐外精煉:加熱時間15-18分鐘，造白渣脫硫，加入微量鈮釩鈦鋁鉻合金；
(2)VD/RH真空脫氣:真空200Pa以下處理18-22分鐘，喂線后氬氣軟吹10分鐘；
(3)板坯加熱:均熱溫度范圍1100-1200°C，均熱時間范圍2.5-4.5小時。
[0011]通過利用細(xì)小彌散的Nb (CN) TiN質(zhì)點和低溫加熱來抑制奧氏體晶粒長大，獲得細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒。
[0012](4)粗軋:開軋溫度1050-1150°C，單道次壓下率大于18%，通過7-9道次反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒。
[0013](5)精軋:開軋溫度范圍860_920°C，終軋溫度810_850°C，單道次壓下率15-18%。在未結(jié)晶奧氏體區(qū)施以大于18%的大變形量，使奧氏體晶粒拉伸成變形帶。
[0014](6)矯直:鋼的平直度≤3mm/m。
[0015]采用2500噸9輥矯直機往復(fù)3-5道次矯平鋼板。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明增加了鈮釩合金設(shè)計，細(xì)化晶粒強韌化，配合精煉去除雜質(zhì)和有害氣體元素，鋼質(zhì)更純凈，磷硫分別降低到0.025%和0.003%，達(dá)到了優(yōu)異的強韌性匹配，韌脆性轉(zhuǎn)變溫度在_20°C以下，平直度1.7-2.5mm/m,上車實際達(dá)到150-210萬次疲勞壽命，鋼板的屈服強度510-560MPa，抗拉強度620_720MPa，通過的控軋工藝處理，使鋼板具有高的強度消除了組織內(nèi)應(yīng)力，提高了塑韌性指標(biāo)，延伸率能達(dá)到17-22%，Pcm ( 0.23，Ceq ( 0.42，具有較好的焊接性能，(TC沖擊韌性大于47焦耳，通過脫硫脫氣，鋼板顯著改進(jìn)了疲勞強度極限性能，提高了使用壽命，本發(fā)明12_鋼板代替89萬次疲勞壽命的14mmQ345B自重減輕7%，疲勞壽命達(dá)到153萬次；本發(fā)明14mm鋼板替代100萬次疲勞壽命的16mm厚Q345B自重減輕5%，疲勞壽命達(dá)到211萬次。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例1所得鋼板金相組織示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例2所得鋼板金相組織示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例3所得鋼板金相組織示意圖。
[0018]【具體實施方式】:
下面結(jié)合具體實施實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0019]實施例1 板還熔煉成份為:
C:0.18%, Si:0.33%, Mn:1.65%, P:0.016%, S:0.001%, Nb:0.027%, V:0.045%,T1:0.026%, Al:0.021%, Cr:0.32% ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0020]板坯均熱溫度(°C):1150 ;均熱時間(小時):3.8 ;粗軋溫度(°C):1100 ;粗軋單道次壓下率(％): 22 ;精軋開軋溫度(°C):870 ;精軋終軋溫度精軋(°C):820 ;單道次壓下率(%): 18。
[0021]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度12mm ;屈服強度(MPa):525 ;抗拉強度(MPa):690 ;斷后伸長率(％):18 ；冷彎:合格；V 型縱向沖擊功(0°C): 119J、123J、126J，Pcm:0.22 ;Ceq:0.42。
[0022]金相組織:鐵素體加珠光體。[0023]制成橋殼進(jìn)行成品疲勞試驗，疲勞極限153萬次，疲勞強度485MPa。
[0024]實施例2 用上述鋼坯料；
板坯均熱溫度(°c ):1120 ;均熱時間(小時):3.5 ;粗軋溫度(°C):1080 ;粗軋單道次壓下率(％):21 ;精軋溫度(°C):880 ;精軋終軋溫度精軋(°C):820 ;單道次壓下率(％):18，Pcm:
0.23 ；Ceq:0.41。
[0025]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度16mm ;屈服強度(MPa):515 ;抗拉強度(MPa):675 ;斷后伸長率(％):19 ；冷彎:合格;V型縱向沖擊功(0°C): 132JU36JU29J ； 金相組織:鐵素體加珠光體；
制成橋殼進(jìn)行成品疲勞試驗，疲勞極限152萬次，疲勞強度480MPa。
[0026]實施例3 板還熔煉成份為:
C:0.17%, Si:0.27%, Mn:1.55%, P:0.013%, S:0.001%, Nb:0.027%, V:0.045%,T1:0.017%, Al:0.021%, Cr:0.36% ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0027]板坯均熱溫度(°C):1150 ;均熱時間(小時):3.2 ;粗軋溫度(°C ): 1120 ;粗軋單道次壓下率(％): 26 ;精軋開軋溫度(°C):860 ;精軋終軋溫度精軋(°C):820 ;精軋單道次壓下率(％): 17。
[0028]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度14mm ;屈服強度(MPa):535 ;抗拉強度(MPa):685 ;斷后伸長率(％):18 ；冷彎:合格；V 型縱向沖擊功(0°C): 140J、142J、140J ;Pcm:0.22，Ceq:0.40。
[0029]金相組織:鐵素體加珠光體。
[0030]制成橋殼進(jìn)行成品疲勞試驗，疲勞極限211萬次，疲勞強度480MPa。
[0031]有實施例1-3和圖1-3可知，本發(fā)明所得鋼板的金相組織為鐵素體加珠光體，其鋼板的屈服強度515-535MPa，抗拉強度675_690MPa，延伸率能達(dá)到18_19%，Pcm ( 0.23，Ceq ( 0.42，(TC沖擊韌性大大于高于47焦耳，可達(dá)142焦耳，而且使用壽命大大提高，并且減輕了自重7%，滿足了現(xiàn)代重型卡車橋殼的使用。
【權(quán)利要求】
1.一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板，由以下質(zhì)量百分比的組分組成，碳:0.10-0.22% ；硅:0.10-0.65% ；錳:0.80-1.80% ;銅≤ 0.55% ;磷≤ 0.025% ；硫(0.003% ；鈮:0.012-0.060%;釩:0.015-0.070% ;鈦:0.012-0.050% ;鋁:0.012-0.045% ;鉻:0.10-0.55% ;其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板，其特征在于:所述鋼板厚度為I O-16mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板，其特征在于:所述鋼板的Pcm < 0.23。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板，其特征在于:所述鋼板的Ceq < 0.42。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板的制造方法，包括如下步驟:LF爐外精煉；保護(hù)加入鈦鋁等元素；真空脫氣；連鑄；板坯加熱；粗軋；精軋；精軋板形控制；矯平；成品鋼板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板的制造方法，其具體步驟為: (1)LF爐外精煉:加熱時間15-18分鐘，造白渣脫硫，加入微量合金鈮釩鈦鋁； (2)VD或RH真空脫氣:真空200Pa以下處理18-22分鐘，喂線后氬氣軟吹10分鐘； (3)板坯加熱:均熱溫度范圍1100-1200°C，均熱時間范圍3.5-4.5小時； (4)粗軋:開軋溫度1050-1150°C，單道次壓下率大于18%，通過7-9道次反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒； (5)精軋:開軋溫度范圍860-920°C，終軋溫度810-850°C，單道次壓下率15-18%大變形，累計變形量達(dá)到65%，在未結(jié)晶奧氏體區(qū)施以大于18%的大變形量，使奧氏體晶粒拉伸成變形帶； (6)矯直:鋼的平直度<3mm/m。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板的制造方法，其特征在于:所述步驟(2)中脫氣后脫氣后N ( 40ppm> O ( 20ppm> H ( 3ppm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高疲勞強度熱成型重型卡車橋殼鋼板的制造方法，其特征在于:精軋后鋼板的組織結(jié)構(gòu)為鐵素體加珠光體。
【文檔編號】C22C38/38GK103938092SQ201410110348
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】馮勇, 孫衛(wèi)華, 孫德民, 劉曉東, 張愛民, 胡淑娥, 許方泉, 梁英, 王南輝, 李延芝, 喬松, 韓啟彪, 侯登義 申請人:濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司