C600BL汽车边梁用热轧卷板的开发

总第222期2014年第6期河北冶,KHEBEIMETALLURGYTOTALNO2222014，NUMBER6C600BL汽车边梁用热轧卷板的开发王全利1河北省钒钛工程技术研究中心，河北承德067002；2河北钢铁集团承钢公司钒钛工程技术研究中心，河北承德067002摘要承钢公司在自身钒钛优势的基础上，采用以低成本的钛余钒强化为主的成分设计，通过制定合理的冶炼、连铸、轧制工艺参数，在1780生产线研制成功汽车边梁用C600BL钢。该产品的综合性能完全满足客户的使用要求，冷成型性能良好，目前已经实现了批量生产。关键词汽车边梁；热轧卷板；开发中图分类号TG3355文献标识码A文章编号10065008201406001903DOI1013630JCNKI13117220140605DEVELOPMENTOFC600BLHOTROLLEDCOILFORAUTOMOBILESIDEBEAMWANGQUANLI1VANADIUMTITANIUMENGINEERINGTECHNIQUERESEARCHCENTEROFHEBEIPROVINCE，CENGDE，HEBEI，067002；2VANADIUMTITANIUMENGINEERINGTECHNIQUERESEARCHCENTER，CHENGDEIRONANDSTEELCOMPANY，HEBEIIRONANDSTEELGROUP，CHENGDE，HEBEI，067002ABSTRACTBASEDONTHESUPERIORITYINVANADIUMANDTITANIUMINCHENGSTEEL，ADOPTINGTHECOMPOSITIONDESIGNWITHLOWCOSTTITANIUMPLUSREMAININGVANADIUMSTRENGTHENINGASCENTER，LAYINGDOWNREASONABLESMELTING，CONTINUOUSCASTINGANDROLLINGPROCESSPARAMETERS，THEC600BLSTEELFORAUTOMOBILESIDEBEAMISSUCCESSFULLYDEVELOPEDIN1780LINEITSCOMPREHENSIVEPROPERTIESCOMPLETELYMEETCOSTUMERSDEMANDANDTHEPRODUCTHASBEENPUTINTOBATCHPRODUCTIONKEYWORDSAUTOMOBILESIDEBEAM；HOTROLLINGCOIL；DEVELOPMENT0引言随着汽车改装行业的快速发展和节能环保意识的不断提高，用户对减轻车身重量、降低油耗、提高车身使用寿命以及安全性能等提出了更高的要求，汽车改装行业用钢呈现轻量化、高强化的发展趋势，因此高强度汽车用钢存在很大的市场潜力。承钢公司发挥自身钒钛优势，结合客户对高强汽车用钢性能的需求，采用先进的微合金强化机制和控轧控冷工艺，用钛余钒强化成功地研发出综合性能优良、屈服强度在600MPA以上级别的汽车边梁用钢C600BL产品，该产品主要用于制造载重货车箱体边梁。收稿日期20140415作者简介王全利1966一，男，硕士，高级工程师，2000年毕业于东北大学材料工程专业，现在河北省钒钛工程技术研究中心、河北钢铁集团承钢公司钒钛工程技术研究中心从事产品开发、轧钢工艺研究工作，EMAILCDWQL666126CORN1技术要求参照客户技术条件要求，结合相关汽车钢标准规定，制定了汽车边梁用钢C600BL力学和工艺性能要求，如表1所示。11力学性能及工艺性能要求表1C600BL钢的力学性能及工艺性能要求TAB1MECHANICALPROPERTIESANDTECHNOLOGICDEMANDSOFC600BLSTEEL12化学成分设计充分考虑发挥承钢独特的钒钛资源优势，采用CMNTIV余钒成分设计，发挥碳、锰元素的固溶强化作用，添加钛和钒元素，发挥其晶粒细化作19总第222期用，促进其碳氮化物粒子的析出发挥沉淀强化作用，以便获得高强度和良好的韧性。同时严格控制钢中磷、硫元素的含量，改善钢材的冷弯和冲击性能，化学成分设计见表2。表2C600BL钢的熔炼化学成分WTTAB2SMELTINGCHEMICALCOMPOSITIONOFC600BLSTEELWTCSIMNPSTIVAISO1805O18002500】5015005O03分析认为钢中主要元素的机理主要如下。1碳较低的碳含量提高了钢材的韧性，改善钢的焊接性能和焊接热影响区的性能。2锰起固溶强化作用，能消除或减弱由于硫引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。3钛钒钛的化学活性很大，能够与氧、氮、硫、碳等元素生成稳定化合物，起到脱氧、除氮、去硫等作用，改善钢板韧性和焊接性能。在板坯加热过程中稳定性很高，TIN能够起到阻止奥氏体晶粒长大作用，在轧制过程中析出的TIC，N通过阻止奥氏体晶粒长大而细化铁素体晶粒，在冷却和卷取过程中析出的TIC具有较强的沉淀强化作用，余钒能促进钛在低温区析出。2工业试制根据C600BL钢的强化原理，分别对加热、轧制和层流冷却等工序进行了合理的工艺参数设定，用于提高钢带的强韧性、冷成型性能等综合性能，使成品达到客户要求的水平。21加热工艺采用微合金强化方式，板坯加热过程中要考虑的问题一是原始奥氏体晶粒度的控制；二是第二相溶解。在实际生产过程中，采用预热段充分加热、加热段高温快加、均热段适当延长在炉时间等方式，使板坯内钛和钒充分固溶，同时利用弥散分布的细小TIN质点和较低的加热温度，不仅有效地抑制原始奥氏体晶粒度的长大，还能够减少煤气消耗、降低生产成本。22轧制工艺采用奥氏体再结晶区和未再结晶区两阶段控制轧制，主要技术特点1强化粗轧阶段最后3道次的变形工艺，使轧制变形渗透到钢坯芯部，充分发挥钛在高温析出强化的作用，使奥氏体进行完全再结晶，达到细化晶粒的目的。2为了保证成品板坯及减少轧机负荷等原则，精轧机组采用压下量平滑过渡逐步递减。2023冷却工艺通过轧后快速冷却工艺，能够更好地利用钒钛析出第二相对强度做出贡献，兼顾钢种的用途不宜将终冷温度控制过低。经过几轮试验摸索，将卷曲温度控制在580620OC不仅能够使钢板的强度达到预期水平，同时钢板达到很好的塑性指标。3结果分析C600BL汽车边梁用钢对材料的板型、焊接、冷弯成型和强度要求很高，为了保证用户在产品使用过程不出现任何质量问题，出厂前要做严格的质量检查。31力学性能各向力学性能的差异是影响钢板成形性能的重要因素。为了保证出厂后产品质量，在C600BL成品钢板上分别制取横向、纵向和45。方向3个方向的拉伸试样进行力学性能检验，检验结果见表3。表3C600BL钢的各向力学性能检测结果TAB3ANISOTROPICMECHANICALPROPEAIESOFC600BLSTEEL从表3可见，C600BL热轧钢板在不同方向的力学性能差异较小，强度差别在10MPA以内，有利于钢板的冷成型加工。32低温冲击韧性为了全面地反映C600BL的冲击性能，初次试验对