[发明专利]汽车转向系统用中碳钢及其生产方法

说明书

本发明属于汽车结构用钢生产技术领域，具体涉及一种汽车转向系统用中碳钢及其生产方法。针对现有生产汽车转向系统用中碳钢成本高、工艺复杂、力学性能较差等问题，本发明提供了一种汽车转向系统用中碳钢，其化学成分为：按重量百分比计，C 0.20％～0.30％，Mn：1.0％～2.0％，Si：0.05％～0.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明还提供了上述中碳钢的生产方法，依次包括冶炼、连铸、加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取步骤，连铸采用低过热度、恒速浇铸。本发明采用C‑Mn钢的成分体系，降低Si含量，通过低过热度浇铸、恒速连铸和控轧、控冷工艺，获得力学性能更好的钢。本发明工艺简单，适宜推广使用。

技术领域

本发明属于汽车结构用钢生产技术领域，具体涉及一种汽车转向系统用中碳钢及其生产方法。

背景技术

汽车转向系统用于控制汽车的行驶方向，汽车方向盘转轴末端与转向横拉杆及转向节相连，以实现两侧车轮同步及调节前束的功能与作用。汽车转向系统是汽车重要的安全零件，其性能和可靠性直接影响汽车的行驶安全，一旦发生变形或断裂，轻则引起汽车转向或行驶功能发生故障，重则直接造成安全事故。目前，中碳调质钢、非调质钢大量应用于汽车转向系统中，其中调质钢多添加V、Mo、Cr等贵重合金，辅以调制热处理处理，形成回火索氏体等组织，其成品具有良好的强度和韧性，满足汽车传动系统用钢的要求。但是，由于合金成本和工艺成本居高不下，近年来，汽车转向系统用钢中非调质钢的比例大幅增加。

CN100478480A公开了一种高性能低成本非调质钢，采用C、Mn钢的成分，添加少量的Al脱氧同时细化晶粒，通过控轧控冷提高强塑性。但由于AlN细化晶粒的效果较弱，因此晶粒度为5～9级，晶粒较粗大，可能会导致成型性能较差，影响使用。

CN10133363A公开了一种低碳贝氏体型Nb-V复合微合金化非调质钢及其制备方法，以Nb-V微合金非调质钢替代只含V的非调质钢，与铁素体～珠光体非调质钢相比，在同样的强度水平上韧性较高。但是本发明中Nb属于昂贵金属，大大增加合金成本，同时贝氏体钢工艺控制窗口较窄。

CN103668004A公开了一种汽车传动轴管用热轧钢的制备方法，通过合金成分优化和制造工艺调整，生产了强度高、韧性好、使用性能好的钢种，但是其合金成分复杂，包含Cu、Ag、Be、Ga、Tb、Sc、Sb等各类微合金元素，同时板坯加热制度复杂，工艺推广性较差。

CN103266287A公开了一种中碳铁素体～珠光体型非调质钢及其制造方法，在无需经过调制热处理的情况下，热轧钢材的强塑性指标达到40Cr或40Mn调质钢水平，但是该发明针对棒线材，生产工艺存在局限性。

目前，应用于汽车传动、转向系统上的中碳钢设备和工艺适应性差，或者添加了大量微合金元素，以增加钢板的强韧性，合金成本高，或者需要进行热处理，增加生产工序成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：现有生产汽车转向系统用中碳钢成本高、工艺复杂、力学性能较差等问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种汽车转向系统用中碳钢。其化学成分为：按重量百分比计，C 0.20％～0.30％，Mn：1.0％～2.0％，Si：0.05％～0.30％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。

其中，上述汽车转向系统用中碳钢的晶相组织为铁素体-珠光体组织，晶粒度≥10级。

本发明还提供了一种上述汽车转向系统用中碳钢的生产方法，依次包括冶炼、连铸、加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取步骤；

所述冶炼采用转炉冶炼，再采用LF炉精炼，随后采用RH炉进行真空处理，并喂入钙线；

所述连铸采用低过热度、恒速浇铸；