汽车大梁用BG510L热轧钢板及钢带研制（可编辑）

汽车大梁用BG510L热轧钢板及钢带研制（可编辑） 汽车大梁用BG510L热轧钢板及钢带研制 东北大学 硕士学位论文 汽车大梁用BG510L热轧钢板及钢带研制 姓名:王忠东 申请学位级别:硕士 专业:钢铁冶金 指导教师:姜茂发 20030201东北走学硕士、博士学位论文 摘要 摘要 为满足我国汽车工业飞速发展的需要,提高我国汽车:【业在国际市场的竞 争缆力,本溧惑结合本钢戆技术、工艺蟊装备条传,对豢一代汽车大粱震钢, 特 别是对热轧钢板的化学成分、组织性能及相变临界点等进行了研究,获 得了生产工艺的制订所必需的工艺参数,戚功缝研铡出热轧钢板。 开发磅剑的热轧钢板及钢畿,采用了先进的冶炼、设备和工 艺制度,钢质纯净,并复合添加微合金化元素、。具有优良的冷冲压成型 淫缱和游绫毪懿,主要藤予翻作汽车大粱缀粱、横鬃,溆可在汽车耩壳、翻 强梁、保险杠等其它汽车结构件上携广成用。 通过对热轧钢板及钢带进行全面综合性能检测表明,该钢具有高强 度,钱蠹熬冷戏型睦能,良好匏糕温泞拳镪瞧,良好豹疲劳瞧藐帮焊接瞧能, 经与国内外同类产品实物对比,其综合性能相当于阐内外同类产品的水平。 钢的抗拉强液平均德达到,延伸率达%,宽冷弯。、 、合接,达到爨本阉类产晶撬拉强度的平均僮 。延伸率达.%,宽冷弯。、、合格的先进水平, 锯静值这戮,,优予丽类强度缀澍日本汽车大粱矮锈的 .,钢板.?时的冲卷平均镶达到,相当于武钢汽车大 梁用钢一?时的冲击值。 本销现已攀撵了茨产菇静生产工艺,生产设备、检溺手段、凄量保谖均 能满足工业性生产要求,安全卫生和环境保护符合国家有关规怒,企业生产 装备完善,具备大批擞工业性生产条件。建议尽快转产,扩大推广应用范围, 避一步搀离枣塌占蠢率,剑造更大的经济效盏秘享主会效盏。 自年月~年月,本钢共生产成品椴材. 崤,成树率达到.%,合格率达到.%,综合税能合格率达翔%,主要 产品规掇为。~。~热卷投和平投,先履供应一汽金杯、吉 林辉南汽车车架厂、北汽、河北保定胜利车架厂、大谶金州汽车配件总厂、 月东摘要 东北大学硕士、博士学位论文 曙光车桥厂、沈阳车轿厂试用,制造汽车大梁、加强梁、保险杠、桥壳等结 构 件,用户反映热轧钢板及钢带完全能够满足各项技术性能指标的要求, 适合制造汽车大梁及其它汽车结构件。 本钢热轧钢板的研制成功,具有极大的实际意义.,不但给企业带来 了极大的经济效益,同时也创造了较大的社会效益,在一定程度上降低了汽 车大 梁用钢板的实际成本,为用户提供了物美价廉的新产品。 产品质量 热轧 结构件 化学成分 关键词:汽车大梁用钢查苎查兰竺主:堡主兰堡笙圭 垒里坠竺三,, , , , , . .,..,, , , , , . %, ,。 , ?一, 。,. .%, ... 一 . 】东北穴学硕士、博士晕位论文 , , , , , . .,, ,。.,,, . ., .%, , .~.×~ %, 。 , 。 , ., , ,’ .. , .:声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成 果除加以标注和致谢的地方外,不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果, 也 不包括本人为获得其他学位而使用过的。与我一同工作的同志对本研究 所做 的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 本人繇 系 期:础。矿?东北大学硕士、博士学位沧文 第一章绪论 第一章绪论 .本课题的研究意义 根摄我固《汽车工业“九?五规划纲要”》,至年我阈汽车产量为 万辆,经预测共需热轧钢板万吨,其中汽车大梁用热轧钢板及钢带为 艿睫,至年,筏窝汽车产爨为万辆。国家经贸爨在疆溪《汽车工数 “十?孤规划纲要”》中分析认为,随麓汽车工业发艉和居民生活水平的提高, 汽车正逐渐成为新的消费需求热虑。到年汽车建设规模将达捌.万辆, 存全享?会戆莛嗣努力下,汽车工渡有蛰在年戏为我翔国民经济黢支柱产 业。因此,随潢我国汽车产量的逐年增加,汽车大梁用热轧钢板及钢带的市场 需 求量也在闩盏上升,具有邕大的市场开发潜力。 汽攀工选是发达露家澄民经浚数支壤产、监,随着汽车产爨的不叛增大,车型 也向高档化、多样化、轻型化方向发展,同时对汽车用钢虹有更新、更高的 嚣 求,减轻汽车舀重,节能降耗,掇高行玻安全锰、舒适径、和辩搿往,以及减少 污染等。 汽车大梁用钢主要用于制造汽车纵梁、横梁、保险杠等结构件,需鬻承受一 定韵载葡,要求钢板在有较高强废静同时,买商良好豹冷藏鍪往稻簿按髓魏。获 年代初,我窝开始生产中型载重卡车时,汽车大粱用钢,除纵梁用以前苏联 进的低合盒高强度钢板外,其它横梁等结构件均用碳素钢。由于钢板的 强度氐,汽车常发生车絮晕鬻攒环。羲魏,我矮开发了?系弼煞汽车大粱建 钢,但钢中的夹杂降低钢板的横向冷弯性能。随着七十年代微合愈化技术 的发展,我国开发了钢系列的汽车大梁用钢,由于微合金化钢的性能对铜 瀚成努帮工艺十分敏感,选残产繇牲黎波动较大。:霞年来,夔羞搬合金纯技术秘 控车控冷技术的进一步发展,国内外普遍采用、?微合金化生产汽车大梁钢 板。中卡和轻卡每车分别耗用和,各种车型按我国蠲丽的汽车产瀑 计舞,仅汽车大梁溺镪每年藏霉要热毒钢板终万吨。东北大学硕士、博士学位论文 第一章绪论 .国内外现状分析, 我国从年起,开始研制汽车大梁用钢,为解决解放牌载重汽车的汽车 大梁用材问题,鞍钢试制了,随后又试制了。和。为 解决车架横梁寿命低的问题,年以后又试制成功彳同强度级别的、 和,但含钢对工艺十分敏感,强度波动范围大。武钢在年研 制出含钛的、和钢,通过控制轧制,生产工艺优化,进一步稳定 了钢板的性能,在年还试制生产了。近年来,宝钢不发了 汽车大梁用钢,供一汽、东风汽车公司、南京汽车制造公司试用,冲压 性能较好,而国内其它钢厂也正在研制和生产汽车大梁板。 国外汽车大梁用钢主要有本的、?.、、 等,以抗拉强度表示;美国的系列和德国的、系列 等,以屈服强度表示,大多数钢板的抗拉强度在~,可满足不同车 型对汽车大梁用钢的性能要求。表.和表.分别列出了国内外汽车大梁用钢 的化学成分和性能指标。 表 国内外同类钢种化学成分% . % 化学成分% 产 牌呼 厂家 .. .几本钢管 .. 一 、一 ?. 闩奉川崎 .? .. ? 德圉赫施巾国宝锄. ? ? . ? 中崮武钢 ? ? ? ., 中用武制 . 东北大学硕士、博士学位论文 第一章绪论 表.嗣内井矧炎刑种的性能指标 , 宦玲弯 乍产 “ 肄譬 。矗 %’ 『京曩拳 / ?/ 。/ / ?穰 . 钢斡 . 鬏 .艟 一 /豁 。/ ?熟 赍播 翊螭 弛嗣 , “ 、赍格 赫施 巾圜 ./ ./ ,. / 佗台格 毫镪 巾【司. . 台格 舟格 武钢 巾阿 “ . .?格 武钢 本镧从年露始蓉手磅测汽车大梁鼷钢,舞割菇糖主要为、 、。截止年月,共试制汽车大梁用热轧钢板及钢带 .吨,年的总产爨仅为市场占有率的.%。市场占有率较低的主簧 琢因是零钢连装厂综合毒噩戆达掭率纹为%,竭户农馒爰过程中蠢在羲强凄 不 均、冷弯不裂,质量不够稳定,无论从质量上还是数凝上都远远不能满足市场 的 需求。为此本钢于年开始研制新~代汽车大梁蠲钢,并酣为公司缀科研谦 熬,年列强辽宁省科磺课题。 .本课题的研究内容 装备释实际条件和汽车大梁用钢所要求 本课题密切结合本钢的技术、工艺、 深入褥究、徽合金纯元索在钢中 豹良籽的综合糠能,采蠲徽合金纯技术, 的乍用枧理,及其对汽车大梁钢的组织莉性能的影响,选择最佳的控轧控冷工装 参数。通过对热轧钢板综合性能测定的全面系统的实验研究,确定合理 豹纯学液分,潮订密技术豁准、艺褒菠。逶遥弱户莱蔫热毒钢叛滔予 汽车大梁、桥壳等结构件,检验热轧钢板的使用性能,全面解决难度很东北大学硕士、博士学位论文 第一章绪论 大的汽车大梁和汽车桥壳冷冲压成型和高强度的匹配问题,满足汽车大梁制造的 要求,并加速汽车桥壳用钢的研制,填补国内汽车桥壳用钢的空白。 .技术指标和工艺路线确定剞 从制造汽车大梁工艺及对汽车大梁用钢的技术指标入手,结合本钢的生产 工艺,技术装备的实际条件确定本产品的开发工艺路线。 汽车大梁需要承受一定的载荷,主要采用高强度热轧钢板及钢带进行制造, 生产工艺以冲压成型为主,其生产工艺见图.。 匮亟囹一圃一匡壹圃一圃一眶亟国一圆一圈一匝固~回一 圆 图. 汽车人粱生产艺流程 汽车大梁用热轧钢板及钢带主要用来制造汽车的纵梁和横梁,由于汽车经常 处于多拉快跑,需要承受较重的载荷,而且汽车在行驶过程中要受到各种冲击、 扭转等复杂应力作用,因此汽车大梁工作条件要求相当苛刻,不仅要求具有 较高 的强度,还需要有良好的冷成型性能、可焊性和耐疲劳性能等。 根据汽车大梁用钢使用技术指标要求,确定出本钢开发研制汽车大粱用钢的 牌号、力学性能和工艺性能,见表.。 表.试验钢的牌号、帆辕摊能和工岂性能机械性能 。 冷弯 牌母 『 不乱 % 心 ~ ?? 注:表中所列牌“”是指本铡,“足指粱,“”足指抗拉强度级列。东北大学 硕士、博士学位论文 第一章绪论 为满足汽车大梁用钢的要求,不发研制过程中,曾先怒以提高钢质的纯净 度、控制夹杂物形态秘渍是秽毙要求柬确定合毽蜓化学成分,然后选择正确 的工 艺制度,以寻求强韧性的最佳匹配,因此采用在低?钢的基础上,复合添加 、微合金化元索,并配合控乳控冷工艺采获得蘸好的练合性能,以满足汽 车大梁用镪主要技术攒标要求。 采用铁水预处理降低硫含量,吨氧气顺吹转炉冶炼,通过炉外精 蕊对硫纯扬逶行变凄楚理,去除锱中气季搴和夹杂物,板坯连铸采丽疆佳王艺裁爱 和先进技术,锪坯热姨热送,热连轧机采用控轧控冷工艺,计舅机操作 方式,利用两段层流冷却装混进行冷却,以达到细化晶粒和析出强化的目的,从 焉获得楚好静综合经箍。 .文献综述 王祖滨、农涛等人”。在低合衾高强度钢一书中。对高强度热轧钢板的性能 要求、合金特点和生产工艺特点进行了瀚述,并以汽车大梁用钢为典型钢 秘,对溪肉癸汽车大粱瘸铡发展瑷壤进行了麓要分橛,国乡抗控强度在~ 范围内,而国内抗拉强度在~之间,级别少,需要形成系 弼,以满足不同车型对汽车大梁用锎的镌能要求。 张开壑等人。在汽车大粱震热兢钢板熬秀发中,壤撼攀钢实际资源壤提, 采用低??台金化,结合喂线技术、铁水预处理、炉外精炼及控轧控冷 轧镧工麓,生产汽车大粱蠲熟轧钢板。 张瑞祥姐在宝锄钒一钛~钱微台会钢静的开发研制一文中,对宝钢食钒、 钛、铌的高强度厚板钢、管线用钢、超深冲钢、锅炉管钢等不发情况进行了介 绍,其中包括复合鸯籍入獭合会锯、钛元素,爨及配合控车控冷轧制工艺。 刘窳舟、哭其法等人?刘在汽车桥壳用热逡轧微仓会高强钢板的研究中,对 轻、中型汽车桥壳采用?复合微台金钢进行检验,测定经。加热、爨 氏俸分澍在泰变形,。经%压缩变形蘩静下豹整线秘瓣时鸯餮热劐 。时的曲线,势在两辊实验轧机和控冷设备上模拟热涟轧和控冷工 截。结粜表明;实验钢经控轧控冷中温裙可获得针状铁素体组织,抗拉强度达剜 ,惑磐长率大于%,冷弯残形性?钱良。第一章绪论 东北大学硕士、博士学位论文 从综述文章看,国外七、八十年代就不始应用复合添加微合金铌、钛元素, 并配合控轧控冷工艺生产汽车用钢板。国内只有宝钢采用上述方法生产汽车及其 它用钢,详细工艺流程和化学成分未见文献述及,攀钢生产的汽车大梁用热轧钢 板添加的合会元素与本课题不同,但工艺流程与本课题相同。目前尚未见与本课 题所研究钢板带的化学成分、应用范围完全相同的文献报导。东北大学硕士、博士学位论丈 第二章 成分设计乖热轧工艺参数选择 第二章成分设计和热轧工艺参数选择 .成分设计 根据确定的钢的技术指标,采用低.钢复合添加、微合 金化元素和控轧控冷工艺,对钢的化学成分进行综合分析,确定其含量范围。 】:是低碳钢中最经济的强化元素,含量过高能降低钢的塑性和冲击韧 性,恶化冷成型性能和焊接性能,所以目前汽车大梁用钢【含量,在保证强度 的前提下,有逐渐下降的趋势。因此钢的含量控制在.%以内。 :在汽车大梁用钢中有较多良好的作用,锰是很好的脱氧剂,能够扩 大奥氏体区。降低奥氏体向多边形铁索体的转变温度,利用锰的固溶强化作用来 提高钢的强度。因此钢的含量控制在.~.%。 :能提高钢的强度、疲劳极限、耐蚀性能,但对钢的塑性有不利的影 响。综合考虑钢的含量控制在?.%。 :硫和锰反应生成硫化物夹杂而存在钢中,沿着钢板的轧制方向延伸, 形成严重的带状,降低钢的塑性、冷成型性和冲击韧性,所以降低硫含量和改变 其在钢中的夹杂形态是获得高韧性至关重要的途径。目前国内外生产汽车大梁用 钢已将】含量降低到.%以下最低达到.%以下。 【:磷提高钢的强度,降低钢的塑性,对焊接性能不利,并增加焊裂的敏 感性,因此在汽车大梁用钢中是一种有害元素,应尽可能降低磷在钢中的含量。 :铌的细化晶粒和析出强化作用是最突出的,是强烈的碳、氮化物形成 元素,在钢中主要以、形式存在,阻止奥氏体晶粒长大。对于汽车大梁 用钢,添加.%~.%的】就可起到细化晶粒和析出强化的作用,是弥 补钢中降碳所损失强度的最为经济有效的手段。 【:在钢中除了和碳、氮结合形成、】化物细化铁素体晶粒达到强韧 性目的外,钛与钢中的氧、硫也有极强的亲合力,改善硫化物形态,形成不易 塑 性变形的球状碳硫化钛。,:,显著地提高钢的韧性,改善焊接热影响区性能东 北大学硕士、博士学位论文 第二章成分设计和热轧工艺参数选择 和疲劳性能,在汽车大梁用钢中按/比值~及最经济的原则确定其在钢中 的含量。 :能细化晶粒,提高强度,与结合生成,可防止应变时效,并 作为补充脱氧剂加入钢中,改善钢质,可按内控成分范围控制其含量。 综合以上考虑的原则,课题组对化学成分进行了初步设计,并在吨氧 气转炉冶炼出炉钢,其化学成分列于表.。 表 试验钢实际冶炼化学成分及平均值 . 化学成分% 『芋 炉峙 ? . .. “ 】。。 . “ ?~~~ .。~~ 】 ~】 ~】 ~ 甲均.【 东北大学硕士、博士学位论文 第二章成分设计和热轧工艺参数选择 .热轧工艺参数选择 为了充分发挥、微合会化元素在铜中的作用,以获得良好的综合性 能,因此在热轧过程中,需骚选择台理的控轧控冷工艺参数。 .. 曲线测定 曲线即连续冷却转变曲线,反映不同冷却蘩牛下奥氏体转变的规律 怒确制定:艺制度的主臻依掘。在钢研总院日本进口的热膨胀仪上测定 嚣镪豹赣赛点为?,?,?,? ?。本镪钢的曲线见图.。 .。熬热温度静选择 试验钢中加入、.%的微合金化元素,、瓢在奥氏体中的溶解 痰稻骚始奥氏抟鹣粒豹均匀度是决定链屠镊投嬖薹戆熬主要医褰,因照趣热 滠度楚 爨要的工艺参数。通过过去的研究证明,由图.可见,当碳当量为.%时, 为了溶解.%的,奥氏体仡温度应为?。扶图.可觅,在加热温液 小于黪,奥氏俸晶粒长大较为缓漫,微,、款颞粒开始溶解,奥氏镩 晶粒自由长大,高于?时,艇氏体晶粒迅速长大到以上。加热温 度较低,、不能充分溶解予舆氏俸中,橱出强纯律弼便难以发挥。汽享大 粱用钢骚求较凑的强度,因此采用根对鞍赢的加热温度,控捌在。 ..终轧温度的选择 终霉温度是热交形影响组织性能极爨要的参数,试轧时我们选择了?、 。、?三种终轧温度的变化对试验钢显微组织和性能的影响。图.显示 了终牟溢度酌变拖霹显徽缝缓鹃影鹣,终毒湿发在砖,鑫较藕大,终聋滠 腹降低可以增强、的碳、氮化物析出,阻止晶粒长大,从而使铁素体晶粒东北 大学硕士、博士学位论文 第二章成分设计和热轧工艺参数选择 捆的舆氏体蓬耩冷却豳疆 .分 晶粒葭 原始状态铸卷 奥聂伴他 八』 弋避阐 汴乃 隔~ ,、; \.一一黼 , 蝴 ‘ ; ?‘ 。 :. ?鞭 骈\一。,烈 、 :稍 齄 ;卜 、,》 。畦鼻 一 ? \ ? 。 ? ? ? ? ? ? ?. ?一 ? ? 秒 钢连续转变曲线 一东北大学硕士、博士学位论文 第二章成分设计和热轧工艺参数选择 ,斗一 四 / % / 伽 ?/ 强??一 / / / 惭 。/ %一 / ‘/“ , 九 ,/ 一 ,/ /。 / .莓啊搴堆出铡 四 / / / / ‖/ 四 / // / 四 // 咖 / /碳当量% 图.奥氏体化温度对同浒量的影响趋势 .. 啪 九 九 四 仁世黛曙 ? ? 温度? 图.台制慷始奥氏体品粒硅火趋势.东北大学硕士、博士学位论文 :章成分设 计和热轧工艺参数选择 。 。 幽 终轧温度变化对“铡娃微组织的影响。 瞻 东北大学硕士,博士学位论文 第二章成分设计和热轧工艺参数选择 细化;终轧温度在。时,可获得理想的金相组织,图.是不同终轧温度与 、 钢板机械性能的关系。终轧温度升高, 下降,升高,终轧温度较低 、 时, 上升,下降,综合性能在。时终轧温度最好。因此在满足 ?条件下,选择??的终轧温度较为理想。 :? 里 ?? ? 。.,,夕 甍 一 一 ‘王】 .。一一夕 终轧温度 圈.终轧温度变化对“、”钢机械性能的影响 ”、” ..东北大学硕士、博士学位论文 第二章成分设计和热轧工艺参数选择 ..卷取温度和冷却制度的选择 控制冷却是热轧带钢的一个重要工艺参数,奥氏体向铁素体转变有相当一部 分是在卷取后进行的,因此卷取温度对带钢组织和性能的影响是极为明显 的。试 验钢是在??的终轧温度下采用了?、。、?三种卷取温度制 度。图.显示出卷取温度变化对显微组织的影响,卷取温度。时,晶粒粗 大,降低卷取温度可使、的碳氮化合物析出,细化铁素体晶粒;卷取温度 在?。时,可获得理想的金相组织。图.显示出卷取温度对带钢机械性 、 、 下降, 提高,卷取温度降, 能的影响。随着卷取温度升高 上升, 下降,综合性能在?为最好,可见在。??卷取时,即 能保证所需强度,又能获得良好的塑性。 幽.卷取温度变化对。钢显微纰织的影璃 ?。“。晦.东北大学硕士、博士学位论文 第二章成分设计和热轧工艺参数选择 本钢热连轧机的精轧机组轧后冷却装置是两段式层流冷却,轧制钢板的冷却 制度就是要使带钢在。? 时进行卷取,控制卷取温 度实际上就是控制冷却速度。因此,钢板采用两段水冷方式,按表. 规定给出的开水组数即可保证。?。的卷取温度要求。 表 层冷开水组数 . 一段水冷开水组数 二:二段水冷开水射数 ~ ~ 三种温度制度下,几个实验钢性能、会相组织检验结果见表.。 表 三种温度制度的铡性能、金相组织检验结果 . ’机械性能 金相组织 终轧温 卷取 冷弯 。 序 炉 批垮 度 温度 /? ? 组织 品粒崖% 台格,台格 ? . 合格 ? 台格 台格 一【 ?合格. 合格 \ ?台格合格合格? 】合格合格 东北大学硕士、博士学位论文 第二章成分设计和热轧工艺参数选择 勺 .。专之?.彩 里 一 、?毡 ? . \ 青 “弋弋、。、 匿 \\、 们 扣 .。卜 碱 一 【王 :??毒多 们 .\ .倬一 扣 \气一卷取温度? 图卷取温度的变化对“、铡帆械性能的影响“、所有实验钢性能及组织检验 结果见表.。 一一糸北大学硕士、博士学位论丈 第二章成分设计和热轧工艺参数选择 表.试赣钢性能、金相组织椅验结果机械性熊 套车纰织 序 冷蛮 。 妒譬 譬躺 % 组织 舒糯度 宽好 ~ 究好 “究好 升 ~“ 。 宠好毒毙好毙好 , 宠好 卜宪好 】 范确艇,均 ~ ~ ~ ~ 值 练合上述分援结果,确定镪蚋化学成分如表鼹示。 瓣. 钢的化学成分化学成分% 卜 ?. ? .~ ? ?. ?. ? 热轧工艺参数选择:加热温度控制在?”;终轧温度控制在 ?;卷取漱度控剩在 ?;两段屠流冷却。东北大学硕士、博士学位论文 第三 章合金元素对钢材组织性能的影响 第三章合金元素对钢材组织性能的影响 . 含量对钢显微组织的影响 钢是在低?钢的基础上,以复合、作为微合金化元素加 入钢中,并配合控轧控冷工艺发挥其在钢中的作用。 是强烈的碳、氮化物形成元素,在钢中主要以、形式存在,阻 奥氏体晶粒长大,其细化晶粒和析出强化作用非常突出。对于汽车大梁用钢, 添 加.%~.%的就可起到细化品粒和析出强化的作用,是弥补钢中降 碳所损失强度的最为经济有效的手段。 从图.可以看出,含量对钢显微组织的影响。随着含量的 增加,铁素体晶粒尺寸变小,组织变细,这是因为在钢中与、结合形成 细小弥散的、】化物阻止奥氏体晶粒长大,、化物在控轧中具有强 烈的抑制再结晶和细化作用,同时随着钢中析出的、】化物数量的增加, 也有效地阻止了晶粒的长大。 . 含量对钢机械性能的影响 对于含铌钢,应最大程度地利用铁素体中铌的析出强化作用。因此,采用 正常的加热温度?。,高的终轧温度能减少碳氮化物过早的析出。当 卷取温度降低时,有更多留在固溶体中,随后在铁素体中析出,使屈服强度 提高。 含量为.~.%的钢经控轧控冷后,力学性能全部达到技 术指标要求,说明在钢中的作用机理主要是通过细晶强化和沉淀强化束提高 钢的强度。东北大学硕士、博士学位论文 第三章合金元素对钢材组织性能 的影响 :.%、 : % 浏. 禽量对鞠疆融纽织的影响”?:.%、 . :.%、”:%、”:% . 含量对镶硫化物夹杂的影响 大蠢的试验结栗已经诞弼,影桷汽车大梁热轧镄板冷藏罄栏韵关键鞠素在予 钢中长条夹杂,因为没车制方向伸氏的央杂严重影响钢扳的横向冷弯 性能,对硫化物形态的改善起蒋不可忽视作用。含量对钢硫化物 形态静彩蕊弼图.黼示。东北大学硕士、博士学位论文 第三章舍金元素对钢材组织性能的影响 当含量很少时,钢中夹杂物主要是,随着含量的增加,长条状的 数量减少,而出现不连续的复合夹杂物,以至见不到。这是因为与 结合形成峰硬的球状。:颗粒,含量达到.%,钢中硫化物已经 球化。因而为改善钢中硫化物形态,含量应控制在.~.%范围 内。 圈. 含量对钢硫化物夹杂形态的影响 .. . /比对钢冷弯性能的影响 横向冷弯性能的优劣是汽车大梁用钢的一个重要指标,含,~ .%,含.~.%范围的炉试验钢,宽冷弯一次检验合 格,说明/比在~的范围,硫化物已基本得到球化参见图.,冷弯 合格;而/比低于时,硫化物在没有完全球化的情况下,冷弯合格,主要 含 是终轧温度和卷取温度较高,钢的塑性得以提高所致。基于上述分析, 量在.~.%需添加.~.%的,以使硫化物球化;/比低 于时,在保证强度的同时,适当控制终轧及卷取温度,尽可能提高钢的塑性, 来保证横向冷弯性能。第三章合金元素对钢材组织性能的影响 东北大学硕士、博士学位论文 . /比对 钢延伸凸缘性能的影响 延伸凸缘性是评价汽车用钢的一个霭要特性之一,通常进行扩孔试验。由 圈.可觅,/浇在~左右的范溺内时,扩孔率出现海降值,即有最好的 毯转凸缘性能,这是因为/比馕小,钢中长条状夹杂物褥不到充分改 善,从而使扩孔率降低;而/比过高,钢的强度增加,同时钢中多余的粗大 颡粒增糯,姨而往扩孔率降低,嚣诧对平均含量为.%的 钢,需浚加.~.%之闽的含爨。 / /比瓣铡扩钝性能的影响 隧. 。 / .. . 、复合对钢焊接性能的影响 过去静磷究表鞠,班、、为主熬徽台金纯钢,国予销中【、 、】化合物微缎颗粒椭如良好,使钢材获得细晶组织,但焊接热影响区的韧 性不足,主要原因嫩抑制粗晶区晶粒长大作用的【、在高温下大部分圃 溶,潮弱了霹品赛熬钌藐鹱矮,因焉丧失了对鑫粒凝伲戆控裁,镪中餐台添妻 曩第三章合金元素对钢材组织性能的影响 东北大学硕士、博士学位论文 、后,对焊接。,,的敏感性较小见图.。研究认为,由于钢中含, 以茨形式嚣鼗拳厅密,在较高溢度下,不溶褥,可以残为翻转交瓣中心, 抑制焊接时热影响区晶粒长大而韧性降低的效果。 茸\?广。哼,?节。音 鼙..拜?辍菇篷狰赘秘鳇馨较 / .东北大学硕士、博士学位论文 第嘲章工业性生产试制 第四章工业性生产试制 .生产工艺流穰 汽车大梁翔热轧钢板及锻橙大撰模工业性生产试制工艺流攫如图 .所示。 .炼钢 ..冶炼王艺 钢的冶炼是采用本铡自产铁水,经铁水预处理站脱硫、扒渣处理后, 锬承?.%,渣蒙霉凌?;采臻随铁承惫将铁拳莞入转妒,公稼 容量吨氧气转炉进行冶炼,冶炼合格的钢水出钢掇盹钢水罐中,转炉浍 滕厚度。;钢水经或炉外精炼,调整成分及温度至目标要求,并 暖入硅镪线/炉避嚣锤处理;糖燎处理屠豹合格镪承崮囊弧式连铸极浇铸成 热递 挈度为,宽度~断酾的板坯,切成定尺后供 轧机试轧。扶年月~年月共冶炼铜炉,生产合格逑 镱坯,吨,台疆率达到%。 ..化学成分控稠 为保证钢具有高强度、良好的冷弯成型性和焊接性能,参照试验确 定酌纯学成分,在冶炼过稷中按肉控证攀成分冶炼,英肉控成分凳表。。匝驰 璃桐址州靼罪趟辎霹毒霰矗? 一。譬?一。磊?%号???&嚣百鼻卜 ;匾 一寸兽山东北大学硕士、博士擎位论文 第四章 工业性生产试制 表. 铡冶炼内挣成分 化学萱分% 矮疆? .~~ ? 幽挖范? .~ ? .垒 氇 。 强撂竣 。 。 ?. ?, ..脱氧及合金化 汽车大梁用钢采用铝锰钛复合脱氧剂,加入量为/炉,转炉终点按 .~.%控制,、在出钢过程中用.和中合金进行合盒化,从 囊钢,嚣开始到/薅掬入完毕。在开始试验除段,【】、【懿合金化在篷钢 过程中进行,钛铁加入量~/炉钛铁含钛为?%,铌铁加入量 ~/炉铌铁含铌为士%。由于【的回收率较低~%并 显波动较太,试验嚣期【】、【款合金亿泼在糖蠊进行,收缌李髫达】: ~%、【】:~%。 .。湿度钱痍 。 试验过程中温艘制度觅表 表. 钢溢瘦铡艘? ? .精炼前 精炼后 平台 中间包 液和线 牌 叶 钟 钢包 ? ? ? 士 士 为保证连铸浇钢温度,各环节严格按温度制度执行,精炼加忧质废钢降温或 粕欢氧舞温,对溢度这不到黉求稳锯隶逡雩于最终酌温蒗调整,隧确傈连铸 浇东北大学硕士、博士学位论文 第四章工业性生产试制 铸铜温度控制在??范围内,连铸实际浇钢过热度平均为。,该温度 制度能够满足生产试制要求。 ..炉外精炼 炉外精炼采用精炼处理,以达到除去钢中夹杂物,减少钢中气体、 、的含量,使化学成分和温度均匀的目的。净欧氩时间?分钟,试制 炉吹氩率达到%,处理周期~分钟。当氩前含量不合时,精炼 采用喂铝线控制,保证钢中?.%。 精炼喂入?线或加?合金进行钢中夹杂物的变质处理和防止水口结 瘤,喂?线平均,/钢~./俐,加?合金平均.~./例。文 献介绍,当钢中的/比低于.时,易形成高熔点的钙铝酸盐,浇铸时水 口容易结瘤。本次试制过程中,从浇铸情况看,没有结瘤现象,大包的自浇率 达 %。另外,通过金相组织观察,钢中硫化物、氧化物呈球状分布于 钢中,晚明质处理的效果是明显的。 ..连铸参数 钢连铸采用低碳结晶器保护渣,保护浇铸,二次冷却水采用中冷方 式,拉坯速度及二冷水表见表.。根据断面的变化。连铸连浇炉数一般控制在 ~炉/浇次。 袤.拉速发冷水拄制断面, 水表扎瞥 . 最商拉速./ , .最低拉速,/ ..冶金质量东北大学硕士、博士学位论文 第四章工业性生产试制 ...化学成分 所有化学成分均满足?标准要求,其化学成分波动情况见表.。 各元素的直方图见图.。 表. 钏实际冶炼化学成分%% . ,.. . .... . , 实际冶炼炉化学成分,含量达到内控范围%;含量达到 内控范围%;含量达到内控范围%;含量达到内控范围%;含量 达到内控范围%;含量达到内控范围%;含量达到内控范围%; 含量达到内控范围%。钢实际化学成分%达到企标要求。 ?? ? , ? 、 ? , 攮罨 , ? 拍 ??赴 瑚 。 .《一 ?。 于妥。 《? 篝 器“ 十?幢。 ?譬。篇’女第四章工业性生产试制 东北炙学硕士、博士学位论文 肇 轻 冀 冀 , 毋 ? 薯 薯 年 蜥 啦. 卉爸半 蜘值. 方羹 。 巅。 肇 鼙 穗 ‘ ?棒 年 两值. 冉黄平均值‰ 平 均值. “扩? 卉麓图 铡化学成分直力图.....气体含量 锻中气体含爨见表。。 ~?东北大学硕士、博士学位论文 第四章工业性生产试制 表. 钢中气体含量 . 气体含量 牌 均值 、均值 【 【】 从表.中可以看出,钢采用复合脱氧剂及包中吹氩搅拌,使钢中 ’【含量平均控制在以下,钢中】含量控制效果较好;含量平均值在 。 ...铸坯质量 连铸坯经观察表面平整,无明显缺陷,无清理率达%。低倍检验结果见 表.。 表 连铸坯低倍检验结果 .中心疏松 三角区裂纹 角裂纹 中间裂纹 』;它 炉 中心偏析 . 第四章工业性生产试制 东北大举硕士、博士学位论文 通过大皴结桑统计可知,连铸坯内部缺陷很轻微,说明冶炼及遵铸 工艺是合理戆。 .轧钢 ..工艺流程 授坯经过连续式搬热炉魉热至?篷妒,经除鳞撰裹歪承承疆 除去氧化铁皮后,送至/热连轧机组轧制,缀粗轧、精轧、层流冷 却、卷取、检验、精整、入库、出厂。工艺流程图抛圈.。 。~。×~× 氆搬 驮年月至年月,共夸巷 钢带,吨,成材率达.%,合格率达到,%,试生产数据 详觅袭.。 ..轧制工艺制度 从少量工业试验磅究结果帮本锻热逡毂掘缀实黪生产工艺冬馋, 设定热轧钢带大规模工业性生产试制工艺参数如表.。 袭 斌轧岂参数加燕激艘 开轧溢艘 遗精轧溢魔 终轧温度 卷取温艘 冷却方式 开水制度 ? ? ? ? ? 一段水冷纽数 ~ 一段拳冷 ? ? ? 士 ? 二段水冷 二二段瘩冷蠢数 ~ ..粗轧东北走学硕士、博士学位论文 第四章 工业性生严试制 连铸板坯在粗轧机组经道次轧制,厚度由轧成~中板 经切头尾送精轧机组。粗轧机组压下制度见表。 表 【轧帆纽实际压下制度参数 一道次 二道次 三道次 凹道次 五道次? %...精轧 精轧机组将带坯轧制成.~.钢带,精轧开轧温度为??,图. 为带坯进精轧机组的实测温度曲线。轧钢生产时所采用的操作方式对带钢厚度尺 寸有一定的影响,当采用计算机操作方式轧钢时,主要是因为投入了过程计算机 自适应功能后,过程机可根据轧制条件的变化自动修改设定参数,并能对辊缝进 行随时调整,从而保证了带钢的纵向厚度差,并使异板尺寸差明显好转,图. 是采用计算机方式轧钢时测厚仪记录的带钢纵向厚度偏差曲线,从曲线看出包括 头尾在内的带钢厚度偏差远低于企标规定值,目前本钢热连轧机组轧 后冷却在没有计算机控制的情况下,只有准确地控制终轧温度,才能制定相适应 的冷却制度来实现规定的卷取温度。轧制钢板实现终轧温度控制的手段 是由计算机系统中加速模型通过控制带钢的轧制速度来实现的,从数模设。 删目标/螂可知,当终轧温度实测值与目标值有正负偏差时,该模型将 标与 根据终轧温度偏差以目标一宴测来选择加速度控制带钢的轧制速度使 四趋于一致。图.为轧制带钢实测终轧温度曲线。从曲线可看出终 轧温度控制精度在?。以内。裂 妻 妻 蠹搿 ? 《? 竹 “寸 嚏 一一 碡; 磷 螓 媒器 礤蜒 礤墨 型 遄.她 姒啦 出 型 巅 型霹 一 耄翥 一 摹要 等受 南 ?? .葛 毒 帆 。面絮 《 虫 ?勺仉 副 ? 言耄面 乓? 。 。善姑 啪: 划 霉 耀未犁 蕞 姑基霉 嚣霉 苎嚣蓑 一 一 对铲 一 一 一 史受峙 霹 摹 一 一 冀娄鬟霎兽 害 美 奏萎嚣孓 ? 一 一 一 一 疆审一 掣 霸嚣 浯 蜀 黔 荽鬻 曼疑》 ;净 骛?擎 一 磊 ? 稿 嚣 稿 姥 西 ? 蕞 ?、。 客 旧赛 豢擎黔 擎 。 。 宙 承 烹 ” 崔 黧 ? 羚黔黔 黔黔黔 磊 黔 呐 霄 暮 善 莩 荨 尊 霉 .吾 是 。 器 羚 驰 黔辩 蒙 檠 静 檠 寸 一 ;高舅旦声皇器耋一苗,篱?攮?王兰暑。蕾冀甚一曙一卅异霉譬口呈矗? 毒. 螂 寸 她 导 端 节 群七擦划瑶最避蹬辎柽器越鞯嚣嚣壤嚣?旺麟长料《寸摧 投 葺 嘲 盛 盈 矗 美 荨 誊’ 一 逶 一 甚 呐 鏊 《 ?糕 键辫 摹蜒 是 卜 ?嚼 窖 号 ? 蜊 《 心 鬟 是 霉 鹫 蟹喜搿裁 葛 量糕 鎏誉 罩曼妻 羔 毒嵩 卜 .九 卷 一 。。 蜗 型 啪 碟墨 寸 立 型 型毕 一 蓑荽 一 墓綦 二 ? 啦 。勺勺 ” 剿 言妒妒菱 畸 言量怠 屺 ‘心车 劂 耱 幕 幕霉革掣 兰嚣苎 量誊蓍要竺罂 一 篓量雹 冀萎簧萋蠢嚣篓亲 一 一 疆如一 永 甚 ? 卜 卜毫 葛 辩 卜 卜 卜 亭 ? 正 。 备 口 卜 》器 黔 黔 》 黔 霄 茎 辩黔 辩 葑黔 辩 黔 黔 宵 鬻 荨 胃 。 黔 驰 黔 荨 黔 静 静 驰 捌 要 ?。:量董;?等丑芎日矗一苗一?蹿。五跨皇一苗口基;兰勺丑卜 疆 懈螺『群螺址划难慕世吐摹靼幂趟蟮毒霰蒜?眯抖《寸懈 翱 荨 笸毒 捣 卜甘旦日卜 鬟《 蚓 导 一 要 垡 未瓤 量岩 糕 七 肇拿 : 型三