[发明专利]一种具有高扩孔性能和疲劳寿命的热轧延伸凸缘钢及其制备工艺

说明书

本发明提供了一种具有高扩孔性能和疲劳寿命的热轧延伸凸缘钢，其特征在于：该钢种成分按照质量百分比包含C：0.02～0.08％、Si：0.30～0.60％、Mn：1.3～1.70％、S：0.001～0.005％、P：0.005～0.015％、Cr：0.10～0.40％、Al：0.02～0.07％、Ca：0.0010～0.0050％、Nb：0.01～0.06％、O：0.0006～0.0020％，N：0.0010～0.0040％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。同时还提供了该钢种的制备工艺：铁水预脱硫处理→转炉冶炼→双工位精炼处理→连铸→加热→热连轧轧制→控制冷却→卷取。

技术领域

本发明提供了一种具有高扩孔性能和疲劳寿命的热轧延伸凸缘钢，并同时提供了该钢种的制备工艺。

背景技术

随着汽车轻量化和性能要求的日益提高，汽车结构件用钢板向高强度、高韧性方向发展，据相关资料报道：车重每减轻1％，汽车燃料消耗下降0.6-1.0％。随着汽车车重的减轻，对于减少汽车的耗油量，提高刹车性能是非常明显的。国外汽车厂家一直在致力于：研究通过提高材料强度，来减轻车轮重量，现在美国、日本和韩国的汽车结构件材料已使用到600MPa级别，但强度提高后钢板仍要求具有高的塑韧性，以有利于冷冲压成形性能，原用的钢种已远远不能满足用户的使用需求，迫切地需要进行材料的升级换代，新材料要求具有更高强度、良好的塑韧性、优良的成形性能、抗高温蠕变性能和耐疲劳性能等，以达到汽车在增加载荷的同时实现自身减重、降低油耗、提高安全性的目的。

将高强钢应用于汽车零件同时结合最优的轻量化设计，是实现汽车轻量化的核心途径，但是在应用过程中存在一系列技术瓶颈。第一、成形难度大、模具磨损严重、回弹大，高强钢屈服应力大、塑性较差，实现汽车零件的塑性成形，需要的压力机/旋压机/滚压机吨位大，在成形过程中模具承受的载荷明显增加，因此使模具磨损严重、使用寿命降低，同时成形后回弹量大导致汽车零件精度不良、甚至出现成形开裂的现象发生；第二、焊接难度加大，高强钢进行焊接时，由于新材料添加了一些其他的合金元素，就造成焊缝的组织和成分有了较大的变化，这些改变势必会影响产品的疲劳寿命，只有这些问题彻底解决，才能真正推进高强钢在汽车零件上的使用、以达到汽车的轻量化。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种具有高扩孔性能和疲劳寿命的热轧延伸凸缘钢，该钢种成分按照质量百分比包含C：0.02～0.08％、Si：0.30～0.60％、Mn：1.3～1.70％、S：0.001～0.005％、P：0.005～0.015％、Cr：0.10～0.40％、Al：0.02～0.07％、Ca：0.0010～0.0050％、Nb：0.01～0.06％、O：0.0006～0.0020％，N：0.0010～0.0040％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。

同时还提供了该具有高扩孔性能和疲劳寿命的热轧延伸凸缘钢的制备工艺，包括如下步骤，

1)首先进行铁水预处理，在铁水罐中加入镁粉、石灰粉的混合粉剂，镁粉、石灰粉的重量百分比为1：4，经检测，控制铁水中硫≤0.003％；

2)将铁水倒入复吹转炉内冶炼，在180吨转炉冶炼过程中，向转炉内添加石灰和轻烧白云石造渣，吹氧均匀钢水成分，待吹氧完成后出钢；

3)出钢温度保持在1675-1690℃，其下渣量控制吨钢≤6公斤；在出钢过程中，加入硅铁合金，使钢水成分达到出钢要求；

4)将钢水送入钢包精炼炉LF炉内，并根据目标钢水的合金含量，同时加入脱氧剂，炉内钢渣保持在30-50mm，送到真空精炼炉进行真空处理，待钢水的成分和温度达到钢种成分目标值，进行浇铸变成连铸坯，经加热炉加热，送到热连轧机组进行轧制得到该钢种。

进一步地，步骤4)中脱氧剂采用硅铝钡锶钙复合材料，其加入量为每炉钢180吨钢水中加420-480公斤。

进一步地，吹氧操作中通过氧枪向铁水喷吹17-18分钟氧气，从转炉底部喷吹氮气。