一种稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺的制作方法

本发明属于汽车用钢，尤其涉及一种稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺。

背景技术：

1、汽车轻量化是实现节能减排、提升续航里程的核心途径，高强钢轻量化是目前最具经济性与实用性的技术方案。汽车车身零部件中，结构件、覆盖件、防撞梁等需承受复杂应力与碰撞载荷，要求材料兼具高强度、高韧性与优异的成形性能。然而，传统高强钢在强度提升过程中，面临着成形性能大幅下降的行业共性难题。

2、传统汽车高强钢存在的核心技术缺陷：其一，合金化设计单一，缺乏对夹杂物的有效控制，钢中长条状mns、al2o3等夹杂尺寸大、形态恶劣，严重割裂基体，降低塑性与韧性；其二，轧制与退火工艺不合理，易形成明显的带状组织与各向异性，导致r值、n值偏低，冲压成形时易出现开裂、起皱、回弹大等问题；其三，晶粒尺寸不均，晶界强度不足，强韧性匹配失衡，碰撞安全性难以保证；其四，表面质量与焊接性能差，影响零部件的装配精度与使用寿命；其五，工艺稳定性不足，批次间性能波动大，难以满足汽车大批量生产的一致性要求。

3、稀土元素具有净化钢液、变质夹杂物、细化晶粒、强化晶界的独特作用，是解决高强钢强韧性与成形性能矛盾的有效手段。但传统稀土添加工艺存在收得率低、分布不均、作用效果不显著等问题，无法充分发挥稀土的改性优势。因此，开发一种稀土改性、高强高成形、高一致性的汽车结构钢制备工艺，突破传统工艺瓶颈，对推动汽车轻量化技术发展、提升汽车安全性能具有重要的工程价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种兼具高强度、高韧性、优异成形性能的稀土改性汽车结构钢的制备工艺与性能提升方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一种稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺，包括：

4、1.炼钢（源头控偏析）

5、lf 末期喂复合稀土，1550~1600℃，先强搅 4~6min，再低流量软搅 8~12min 均匀钢液；

6、连铸弱二冷，铸坯堆垛缓冷≥24h，减轻 c、mn 枝晶偏析。

7、2.控轧控冷（核心消带状）

8、粗轧 1150~1200℃保温≥120min，总压下率≥75%，破碎铸态偏析带；

9、精轧 760~800℃、终轧 740~780℃，精轧总压下≥65%，严控板带横向温差≤15℃；

10、轧后冷速 10~20℃/s，500~580℃卷取，钢卷罩冷 40~60min，均匀铁素体+ 珠光体。

11、3.连续退火（改善各向异性）

12、720~780℃保温 30~90s，炉内横向温差≤10℃，实现板面同步完全再结晶；

13、退火后 20~30℃/s 快速冷却至室温，阻止元素二次偏析。

14、4.精整辅助优化

15、平整延伸率 0.8%~1.2%+ 拉矫处理，弱化残余织构，降低各向异性，提升冲压尺寸精度。

16、配套实施例精准参数（780mpa 防撞梁钢）

17、软搅拌 10min，铸坯缓冷 26h；粗轧 1180℃保温 130min；精轧 780℃开轧、760℃终轧；冷速 15℃/s，550℃卷取罩冷 50min；750℃保温 60s 退火；平整延伸率 1.0%。

18、调控达标标准

19、无明显连续带状组织，带状等级≤0.5 级；各向异性指数≤1.5，冲压尺寸波动小。

20、进一步的，还包括精整处理：进行平整、拉矫、剪切处理，保证板材板形、表面质量与尺寸精度，满足汽车冲压生产线要求。

21、进一步的，添加微量nb和/或ti元素辅助强化。

22、进一步的，所述结构钢质量分数化学成分为：c：0.06%，si：0.2%，mn：1.6%，p：0.008%，s：0.0015%，re：0.01%，nb：0.02%，其余为铁与不可避免的杂质。

23、进一步的，控轧：粗轧1180℃，精轧780℃，终轧760℃。

24、进一步的，控冷：冷却速率15℃/s，卷取温度550℃。

25、进一步的，连续退火：750℃保温60s，快速冷却。

26、进一步的，性能检测结果：

27、抗拉强度785mpa，屈服强度610mpa，断后伸长率32%；n=0.24，r=1.9，杯突值10.5mm；-20℃冲击功95j；各向异性指数1.3，回弹量小，冲压合格率99%，完全满足汽车防撞梁的使用要求。

28、上述成分设计的核心优势：低碳含量保证优异的塑性、焊接性能与成形性能；适量锰元素提升强度与淬透性，同时改善韧性；稀土元素采用镧、铈、钇复合添加，实现深度净化、夹杂物球化、晶粒细化；超低硫含量减少mns夹杂生成，配合稀土变质，彻底消除有害夹杂对成形性能的影响。

29、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

30、本发明制备的稀土改性高强韧性汽车结构钢，性能指标满足高端汽车零部件要求：抗拉强度500mpa~780mpa，屈服强度350mpa~600mpa，断后伸长率≥30%；应变硬化指数n≥0.22，塑性应变比r≥1.8，杯突值≥10mm；-20℃冲击功≥80j，碰撞吸能性能优异；各向异性指数≤1.5，回弹量小，尺寸精度高。

31、1.成形性能大幅提升

32、稀土改性与组织调控协同作用，n值、r值、杯突值显著提高，复杂件冲压合格率提升30%以上，有效解决开裂、起皱、回弹问题。

33、2.强韧性匹配优异

34、高强度与高韧性完美结合，碰撞吸能性能突出，满足汽车碰撞安全标准，同时减轻零部件重量，实现轻量化。

35、3.各向同性与尺寸精度高

36、消除带状组织，各向异性小，冲压件尺寸精度高，装配间隙均匀，提升整车质量。

37、4.表面质量与焊接性能优良

38、高纯净度与平整工艺保证表面光洁无缺陷，低碳设计保证优异的焊接性能，适配汽车自动化生产线。

39、5.工业化适用性强

40、工艺稳定可控，依托现有汽车板生产线即可生产，成材率高、成本低，适合大批量规模化生产。

1.一种稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺，其特征在于，还包括精整处理：进行平整、拉矫、剪切处理，保证板材板形、表面质量与尺寸精度，满足汽车冲压生产线要求。

3.根据权利要求1所述的稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺，其特征在于，添加微量nb和/或ti元素辅助强化。

4.根据权利要求1所述的稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺，其特征在于，所述结构钢质量分数化学成分为：c：0.06%，si：0.2%，mn：1.6%，p：0.008%，s：0.0015%，re：0.01%，nb：0.02%，其余为铁与不可避免的杂质。

5.根据权利要求4所述的稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺，其特征在于，控轧：粗轧1180℃，精轧780℃，终轧760℃。

6.根据权利要求5所述的稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺，其特征在于，控冷：冷却速率15℃/s，卷取温度550℃。

7.根据权利要求6所述的稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺，其特征在于，连续退火：750℃保温60s，快速冷却。

8.根据权利要求7所述的稀土改性高强韧性汽车结构钢制备工艺，其特征在于，性能检测结果：