【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于汽車用鋼生產(chǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域，具體地，涉及一種疲勞性能優(yōu)異的稀土微合金化厚規(guī)格高強(qiáng)度車輪鋼及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、汽車車輪是汽車行駛系統(tǒng)中重要的安全部件，起著承載、轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)等作用，其輕量化節(jié)能效果顯著，開發(fā)經(jīng)濟(jì)型高使役性能輕量化車輪鋼實(shí)現(xiàn)輕量化需求迫切。目前市場(chǎng)上鋼制車輪材料的抗拉強(qiáng)度主要在300~600mpa之間，如常見的380cl、420cl、540cl、330/580dp等車輪鋼材料。與此同時(shí)，車輪鋼產(chǎn)品還存在強(qiáng)度低重量大、成形和焊接過程易開裂導(dǎo)致產(chǎn)品廢品率高、疲勞性能不理想等一系列問題。
2、隨著輕量化技術(shù)要求的增加，車輪鋼強(qiáng)度提升需求迫切。目前生產(chǎn)的車輪鋼，主要存在強(qiáng)度級(jí)別低、合金成本高、性能穩(wěn)定性差，并且采用的相關(guān)軋制工藝較為嚴(yán)格和復(fù)雜，對(duì)冷卻速度要求極高，導(dǎo)致生產(chǎn)難度較大，制約了高強(qiáng)度車輪鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)應(yīng)用。另外，疲勞破壞是車輪破壞的主要形式，其中80%以上由疲勞破壞引起，因此疲勞壽命是車輪最重要的性能指標(biāo)之一。
3、因此開發(fā)設(shè)計(jì)一種新車輪鋼的制備方法及車輪鋼，提高車輪鋼強(qiáng)度，同時(shí)減少組織缺陷，從而提高疲勞壽命是本領(lǐng)域亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一，為此提供了一種高強(qiáng)度車輪鋼的制備方法以及一種高強(qiáng)度車輪鋼。
2、作為本專利技術(shù)的第一個(gè)方面，提供了一種高強(qiáng)度車輪鋼的制備方法，包括：
3、提供初始鋼坯，所述初始鋼坯的組分以質(zhì)量百分比計(jì)包括：
5、對(duì)所述初始鋼坯進(jìn)行多次熱軋?zhí)幚恚玫綗彳埌澹鰺彳執(zhí)幚戆ù周埡途垼龃周埖慕K軋溫度大于所述精軋的開軋溫度；
6、對(duì)所述熱軋板以第一冷速冷卻至第一溫度，得到第一鋼板；
7、對(duì)所述第一鋼板以第二冷速冷卻至第二溫度，得到第二鋼板；
8、對(duì)所述第二鋼板以第三冷速冷卻至卷取溫度，得到第三鋼板，所述第一冷速和所述第三冷速均大于第二冷速；
9、對(duì)所述第三鋼板卷取后得到第一鋼卷；
10、對(duì)所述第一鋼卷進(jìn)行酸洗平整處理，得到所述高強(qiáng)度車輪鋼。
11、進(jìn)一步地，在對(duì)所述初始鋼坯進(jìn)行多次熱軋?zhí)幚恚玫綗彳埌宓牟襟E中，
12、對(duì)所述初始鋼坯進(jìn)行至少4個(gè)道次的粗軋，得到熱軋中間板，其中，第四個(gè)道次的粗軋的終軋溫度在1000℃至1040℃之間，第一個(gè)道次的粗軋的開軋溫度在1220℃至1280℃之間；
13、對(duì)所述熱軋中間板進(jìn)行多次精軋，以得到所述熱軋板。
14、進(jìn)一步地，在對(duì)所述熱軋中間板進(jìn)行多次精軋，以得到所述熱軋板的步驟中，
15、對(duì)所述熱軋中間板進(jìn)行多機(jī)架精軋至設(shè)定厚度，以得到所述熱軋板，所述精軋的開軋溫度在930℃至960℃之間，所述精軋的終軋溫度在840℃至860℃之間，且最后兩道次中每個(gè)道次的壓下率在13%至22%之間。
16、進(jìn)一步地，在對(duì)所初始鋼坯進(jìn)行至少4個(gè)道次的粗軋步驟中，
17、還包括在前兩道次粗軋之前還包括對(duì)所述初始鋼坯進(jìn)行高壓水除磷處理。
18、進(jìn)一步地，對(duì)所述熱軋板以第一冷速冷卻至第一溫度，得到第一鋼板的步驟中，其中，第一冷速在60℃/s?至100℃/s之間，第一溫度在680℃至700℃之間，
19、對(duì)所述第一鋼板以第二冷速冷卻至第二溫度，得到第二鋼板的步驟中，其中，第二冷速在5℃/s?至10℃/s之間，第二溫度在640℃/s?至660℃之間，
20、對(duì)所述第二鋼板以第三冷速冷卻至卷取溫度，得到所述第三鋼板的步驟中，其中，第三冷速不低于25℃/s，所述卷取溫度在450℃/s?至470℃之間。
21、進(jìn)一步地，在提供初始鋼坯之前，所述制備方法還包括：
22、對(duì)初始鐵水進(jìn)行除雜預(yù)處理，得到預(yù)處理鐵水，其中，所述預(yù)處理鐵水的硫含量不高于0.002%；
23、對(duì)所述預(yù)處理鐵水進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉處理，得到初煉鋼水；
24、對(duì)所述初煉鋼水采用lf鋼包爐進(jìn)行精煉處理，得到精煉鋼水；
25、對(duì)所述精煉鋼水進(jìn)行連鑄處理，得到所述初始鋼坯。
26、進(jìn)一步地，在對(duì)所述精煉鋼水進(jìn)行連鑄處理的步驟中，
27、將所述精煉鋼水注入結(jié)晶器進(jìn)行第一冷卻處理，得到初始鑄坯；
28、將所述初始鑄坯引拔至鑄道中進(jìn)行第二冷卻處理，得到中間鑄坯，其中，在所述第二冷卻處理的過程中還包括對(duì)所述初始鑄坯進(jìn)行電磁攪拌，所述電磁攪拌的頻率在5.0hz8.0hz之間；
29、對(duì)所述中間鑄坯進(jìn)行引拔矯直處理后切割成塊，得到所述初始鋼坯，其中，在對(duì)所述中間鑄坯進(jìn)行引拔矯直處理的過程中，對(duì)所述中間鑄坯的凝固末端進(jìn)行壓下處理，壓下量在5mm至12mm之間，壓下固相率在0.4至1.0之間。
30、進(jìn)一步地，在對(duì)所述第一鋼卷進(jìn)行酸洗平整處理的步驟中，平整壓下率在1.5%至2.5%之間
31、作為本申請(qǐng)的第二個(gè)方面，公開了一種高強(qiáng)度車輪鋼，采用上述的制備方法制備獲得。
32、進(jìn)一步地，所述高強(qiáng)度車輪鋼的抗拉強(qiáng)度不低于670mpa，伸長(zhǎng)率a50不低于24%，擴(kuò)孔率不低于75%，屈強(qiáng)比不高于0.86，疲勞壽命不低于100萬(wàn)次循環(huán)。
33、本專利技術(shù)相比現(xiàn)有的車輪鋼，通過低si（≤0.03%）甚至無(wú)si加al的成分設(shè)計(jì)與控制，其表面質(zhì)量?jī)?yōu)良，通過低c添加稀土微合金化，復(fù)合添加ti、nb、v等元素使其抗拉強(qiáng)度明顯提升，且力學(xué)性能更加穩(wěn)定，擴(kuò)孔率高，屈強(qiáng)比≤0.86，成型性能優(yōu)異，解決了傳統(tǒng)車輪鋼抗拉強(qiáng)度偏低，伸長(zhǎng)率不足，屈強(qiáng)比偏高，復(fù)雜成形開裂率過高的問題。本專利技術(shù)向鋼中加入稀土元素y使鋼中危害大的夾雜物改質(zhì)并細(xì)化，形成了球狀或球形的稀土夾雜物，尺寸多在5μm以下，凈化了鋼質(zhì)。并嚴(yán)格控制當(dāng)中n含量低于0.0016%，復(fù)合添加ti、nb、v等元素，提高鋼中ti含量而加入少量nb和v元素，降低合金成本的同時(shí)，提升了鋼板的強(qiáng)度。微合金ti元素由于其儲(chǔ)量大、價(jià)格低、強(qiáng)化效果顯著的優(yōu)點(diǎn)，但由于其較難控制的液析大顆粒tin粒子惡化塑韌性和疲勞性能限制了優(yōu)勢(shì)發(fā)揮。通過添加稀土元素y起到細(xì)化改質(zhì)夾雜、深度凈化鋼液和細(xì)化晶粒，實(shí)現(xiàn)了基于成本和性能協(xié)同控制的稀土微合金化技術(shù)，顯著提升了車輪鋼的塑韌性和疲勞壽命。結(jié)合工藝優(yōu)化，控制鋼中納米尺度第二相粒子的固溶析出行為，充分發(fā)揮微合金元素的細(xì)晶強(qiáng)化及析出強(qiáng)化效應(yīng)來提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和性能穩(wěn)定性，提升產(chǎn)品合格率，滿足了目前市場(chǎng)需求。本專利技術(shù)在熱軋工序中，采用較低的終軋溫度和最后兩道次的大變形量控制，通過快冷-緩冷-快冷的分段冷卻模式，卷取溫度設(shè)定為4本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種高強(qiáng)度車輪鋼的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在對(duì)所述初始鋼坯進(jìn)行多次熱軋?zhí)幚恚玫綗彳埌宓牟襟E中，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，在對(duì)所述熱軋中間板進(jìn)行多次精軋，以得到所述熱軋板的步驟中，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，在對(duì)所初始鋼坯進(jìn)行至少4個(gè)道次的粗軋步驟中，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，在提供初始鋼坯之前，所述制備方法還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，在對(duì)所述精煉鋼水進(jìn)行連鑄處理的步驟中，
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，在對(duì)所述第一鋼卷進(jìn)行酸洗平整處理的步驟中，平整壓下率在1.5%至2.5%之間。
9.一種高強(qiáng)度車輪鋼，其特征在于，采用權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備獲得。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高強(qiáng)度車輪鋼，其特征在于，所述高強(qiáng)度車輪鋼的
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高強(qiáng)度車輪鋼的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在對(duì)所述初始鋼坯進(jìn)行多次熱軋?zhí)幚恚玫綗彳埌宓牟襟E中，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，在對(duì)所述熱軋中間板進(jìn)行多次精軋，以得到所述熱軋板的步驟中，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，在對(duì)所初始鋼坯進(jìn)行至少4個(gè)道次的粗軋步驟中，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，在提供初始鋼坯之前，所述制備方法還包括：...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉杰，劉光穆，趙征志，肖鴻光，許小龍，張亮洲，崔衡，黃熙，蘇嵐，劉磊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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