[发明专利]汽车稳定杆用超高强度钢及稳定杆的制造方法

说明书

本发明公开了一种汽车稳定杆用超高强度钢及稳定杆制造方法，以重量百分比计，稳定杆用钢化学成分为：C 0.20%~0.50%，Mn 0.50%~3.0%，Cr 0.01%~0.45%，Al 0.015%~0.07%，Si 0.20%~1.35%，B 0.001%~0.006%，V+Ti 0.01~1.20%，余为Fe和不可避免的杂质。稳定杆制造方法为：依次进行转炉或电炉冶炼‑炉外精炼‑连铸连轧‑斜轧穿孔‑多道次冷拔‑热处理‑稳定杆总成制作。用本发明钢和制造方法制造的稳定杆金相组织为贝氏体+板条马氏体+残余奥氏体+孪晶马氏体的复相组织，其屈服强度R_p0.2≥1400Mpa，抗拉强度R_m≥1600MPa，断后延伸率A≥10%。本发明稳定杆强韧性综合力学性能远优于现有钢种，充分满足稳定杆类弹性件的力学性能要求，可减少稳定杆钢材用量，实现汽车轻量化。

技术领域

本发明属于合金钢及钢管制造领域，具体涉及一种汽车稳定杆用超高强度钢及稳定杆制造方法。

背景技术

汽车稳定杆是为了防止汽车转弯时侧向倾覆的扭力杆，通常固定在汽车底盘左右悬架的下臂。随着资源、能源、环境压力的日益增加，在保证整车性能的前提下实现轻量化已成为当前汽车行业的发展潮流。汽车稳定杆采用高强度和高塑性的空心部件以减少钢材用量，是实现汽车轻量化的有效途径之一。

近年来为了节约能源、简化工序，汽车及机械类性能要求较高的零部件相继开发出非调质钢、空冷贝氏体钢等新材料，但在弹簧类产品中应用较少。如公开号为CN102899589A《一种高强度非调质贝氏体钢及制备方法》是在曲轴锻造后快速空冷获得部分贝氏体组织代替调质钢制曲轴的方法。虽然钢中加了Mo、V、Cr等多种贵重元素，但因最终得到的组织强韧性不足（抗拉强度R_m≥1085MPa，屈服强度R_p0.2≥795MPa），不能满足稳定杆类弹性件的力学性能要求。多数高强韧空冷贝氏体钢的力学性能也达不到弹簧产品的要求，有的则含有多种较高含量的贵重元素或稀有元素（如Mo、Ni、V等），使材料成本很高而难以实际应用。公开号CN 1078269A的专利《高强韧性高淬透性空冷贝氏体钢》强调高淬透性，要求大尺寸的零件在空气中自然冷却，即在900℃~300℃之间的冷速≥1℃/min即可，但是为了保证淬透性而不得不提高Mn、Si等元素的含量，还要加入Mo、V等贵重元素，材料成本较高。另外，零件空冷所需的时间很长，使要求短周期大批量生产的汽车横向稳定杆难以得到实际应用。公开号Cn 105088081A《稳定杆用贝氏体和马氏体弹簧钢及稳定杆的制造工艺》，加热至900℃~1050℃后采用控制冷却获得以贝氏体加部分低碳马氏体及少量残余奥氏体，然后低温回火使材料力学性能达到R_m≥1350MPa，屈服强度R_p0.2≥1050MPa，断后延伸率A≥10%，断面收缩率Z≥35%。然而其强度仍然较低，难以满足汽车轻量化的需求。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，通过成分设计和形变热处理工艺，形成晶粒细小均匀且由贝氏体/板条马氏体/残余奥氏体/片状马氏体复相组织组成的高强韧汽车稳定杆。

为达到本发明的目的，本发明汽车稳定杆用超高强度钢包含以下重量百分比的化学成分：C 0.20%~0.50%，Mn 0.50%~3.0%，Cr 0.01%~0.45%，Al 0.015%~0.07%，Si 0.20%~1.35%， B 0.001%~0.006%，V+Ti 0.01~1.20%，余为Fe和不可避免的杂质。

优选的，本发明汽车稳定杆用超高强度钢的化学成分按重量百分比计为：C 0.35%~0.40%，Mn 2.1%~2.5%，Cr 0.18%~0.27，Al 0.04%~0.06%，Si 1.20~1.35%，B 0.004~0.006%，V 0.04~0.05，Ti 0.03~0.04。

本发明汽车用超高强度钢稳定杆的制造工艺，包括以下步骤：