一种低成本高焊接性440MPa级汽车结构用热轧酸洗板的制备方法与流程

一种低成本高焊接性440mpa级汽车结构用热轧酸洗板的制备方法
技术领域
1.本发明属于材料加工领域，具体涉及一种低成本高焊接性440mpa级汽车结构用热轧酸洗板的制备方法。


背景技术：

2.高焊接性440mpa级汽车结构用热轧酸洗板属于汽车结构用钢，在汽车制造过程中使用量较大。目前普通440mpa强度级别的热轧酸洗板采用高碳c：0.09～0.11％，高锰mn：1.40％～1.60％设计，提高产品强度，合金成本高。同时由于c含量高，以及夹杂元素含量高等原因，导致生产过程中出现夹杂物偏析、屈强比高等等问题，影响产品的成型及焊接性能。
3.随着冶炼技术和热轧控轧控冷技术的日趋成熟，通过降低c、mn钢的c、mn元素含量的情况下，严格控制钢水的纯净度，通过精确的热轧控轧控冷工艺，得到需要的组织强化材料的力学性能，并保证材料的塑性不降低。降低产品的c、mn含量可以明显提高材料的成型加工性能和焊接质量，通过精确的组织性能控制提高产品的屈服强度和抗拉强度，并保证材料具有高的延伸率，可以在冲压过程中提高冲压合格率，减少生产过程中材料的损失，提高成材率，为汽车厂提高生产效率。
4.因此，如何通过化学成份以及工艺优化设计，采用低c低mn含量设计，生产出一种低成本、高成型及焊接性能440mpa汽车结构用热轧酸洗板产品，具有重大经济价值和广阔的市场前景。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本专利一种低成本高焊接性440mpa汽车结构用热轧酸洗板的生产通过化学成份和生产工艺的优化设计，在满足用户要求的条件下，降低该强度级别的热轧酸洗高强钢的生产成本，并提高产品的成型和焊接性能。
6.本发明在普通c、mn钢基础上，采用低c、低mn含量设计，通过热轧控轧控冷工艺，得到所需要的铁素体珠光体组织，细化晶粒，提高强度，力学性能满足标准要求，同时保证材料的塑性指标与焊接性能，并降低生产成本。
7.为保证材料的塑性和焊接性能，在化学成份满足标准要求的前提下，炼钢生产过程中严格控制夹杂元素含量，热轧加热采用低温加热，加热温度在1170～1250℃，并控制加热时间，减少由于加热过程中mns等夹杂元素的析出，对材料塑性指标和焊接性能的影响。
8.通过化学成份和生产工艺的优化设计，本专利生产一种低成本高焊接性能440mpa汽车结构用热轧酸洗板，性能满足用户要求，产品性能指标范围为：屈服强度305～400mpa、抗拉强度440～560mpa、延伸率≥33％。塑性指标和焊接性能良好，且生产成本低于同强度级别的普通产品。
9.具体发明内容如下：
10.一种低成本高焊接性440mpa级汽车结构用热轧酸洗板，所述热轧酸洗板的合金组分为：0.06～0.08％c，0.08～0.20％si，1.20～1.40％mn，0.02～0.06％alt，≤0.015％p，≤0.006％s，≤0.006％o，≤0.005％n，余量为fe及不可避免的夹杂质。
11.进一步地，所述热轧酸洗板的屈服强度305～400mpa、抗拉强度440～560mpa、延伸率≥33％。
12.本发明的另外一个目的是提供一种低成本高焊接性440mpa级汽车结构用热轧酸洗板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
13.s1、通过炼钢生产获得目标合金组分的连铸板坯；
14.s2、将连铸坯置于加热炉中加热，加热温度为1170-1250℃，保温时间45-90min；
15.s3、将加热后的连铸坯进行高压水除鳞后，入粗轧机进行轧制，开轧温度1100℃-1150℃，粗轧后中间坯温度≥950℃；
16.s4、将粗轧坯置于精轧机组进行轧制，所述粗轧坯入精轧机时温度控制在950～1030℃之间，终轧温度控制在870
±
15℃之间；
17.s5、对精轧后的钢卷进行平整，所述平整时采用镀铬辊；
18.s6、对平整后的钢卷进行酸洗。
19.优选地，步骤s4中所述精轧采用低温卷取工艺，卷取温度控制在580
±
15℃之间。
20.优选地，步骤s6中所述酸洗采用低速工艺，运行速度80～100m/min，75～85℃酸洗，40～50℃漂洗。
21.上述低成本高焊接性440mpa级汽车结构用热轧酸洗板的制备方法还包括制备钢材的常规步骤s1，其工艺步骤按现有技术公开的方式进行，满足工艺要求即可。
22.本发明的有益效果为：
23.①
本发明方法生产出的一种低成本高焊接性能440mpa级汽车结构用热轧酸洗板与目前使用的普通440mpa级热轧酸洗产品相比，生产成本降低，具有良好的焊接性能和成型加工性能。
24.②
本发明在普通c、mn钢基础上，采用低c、低mn含量设计，通过热轧控轧控冷工艺，得到所需要的铁素体珠光体组织，细化晶粒，提高强度，力学性能满足标准要求，同时保证材料的塑性指标与焊接性能，并降低生产成本。
25.③
为保证材料的塑性和焊接性能，在化学成份满足标准要求的前提下，炼钢生产过程中严格控制夹杂元素含量，热轧加热采用低温加热，加热温度在1170～1250℃，并控制加热时间，减少由于加热过程中mns等夹杂元素的析出，对材料塑性指标和焊接性能的影响。
26.④
通过化学成份和生产工艺的优化设计，本专利生产一种低成本高焊接性能440mpa级汽车结构用热轧酸洗板，性能满足用户要求，产品性能指标范围为：屈服强度305～400mpa、抗拉强度440～560mpa、延伸率≥33％。塑性指标和焊接性能良好，且生产成本低于同强度级别的普通产品。
附图说明
27.图1为低成本高焊接性440mpa级汽车结构用热轧酸洗板的工艺流程图。
具体实施方式
28.下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
29.下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
30.具体实施方式之一：
31.一种低成本高焊接性440mpa级汽车结构用热轧酸洗板：
32.一、化学成分设计
33.c：0.06～0.08％，si:≤0.08～0.20％，mn:1.20～1.40％，alt:0.02～0.06％，p≤0.015％，s≤0.006％，o≤0.006％，n≤0.005％，余量为fe及不可避免的夹杂质。
34.二、制备方法：
35.s1、按照上述各组分及重量百分比通过炼钢生产获得所需要的连铸板坯；
36.s2、将连铸坯在步进式加热炉中加热，加热温度1170-1250℃；保温时间45-90min；
37.s3、连铸坯出炉后首先进行高压水除鳞，进入粗轧机轧制，开轧温度1100℃-1150℃；粗轧后中间坯温度≥950℃；
38.s4、粗轧坯进入精轧机组轧制，带钢入精轧温度控制在950～1030℃之间，终轧温度控制在870
±
15℃之间，采用低温卷取工艺，卷取温度控制在580
±
15℃之间；
39.s5、所述热轧钢卷进行平整，提高板形质量，为保证表面质量，平整采用镀铬辊。
40.s6、对平整后的钢卷进行酸洗，酸洗工艺采用低速：运行速度80～100m/min、高温：75～85℃酸洗、低温：40～50℃漂洗来保证产品表面质量。
41.实施例1
42.采用本发明专利的技术方案制造低成本高焊接性440mpa级汽车结构用热轧酸洗板，具体实施生产步骤如下：
43.1、一种低成本高焊接性440mpa级汽车结构用热轧酸洗板，元素化学成份含量：c：0.064％，si:0.17％，mn:1.32％，p:0.012％，s:0.003％，als:0.045％，o:0.0025％，n:0.003％，余量为fe及不可避免的夹杂质。
44.2、按照上述各组分及重量百分比通过炼钢生产获得所需要的连铸板坯；
45.3、将连铸坯在步进式加热炉中加热，在1170-1250℃保温45-90min；
46.4、连铸坯出炉后首先进行高压水除鳞，进入粗轧机轧制，开轧温度1100℃-1150℃；粗轧后中间坯温度≥950℃；
47.5、由粗轧进入精轧机组轧制，带钢入精轧温度控制在950～1030℃之间，终轧温度控制在870
±
15℃之间，采用低温卷取工艺，卷取温度控制在580
±
15℃之间；
48.6、所述热轧钢卷进行平整，提高板形质量，为保证表面质量，平整采用镀铬辊；
49.7、对平整后的钢卷进行酸洗，酸洗工艺采用低速：运行速度80～100m/min、高温：75～85℃酸洗、低温：40～50℃漂洗来保证产品表面质量；
50.产品性能指标为：屈服强度380mpa、抗拉强度495mpa、延伸率43％。
51.对比例一：
52.1、炼钢成分为：
53.对比例1元素c si mn p s alt o n含量和实例1化学成份相同。
54.2、热轧加热温度为≤1250℃；
55.将连铸坯在步进式加热炉中加热，在1170-1250℃保温45-90min；
56.4、连铸坯出炉后首先进行高压水除鳞，进入粗轧机轧制，开轧温度1100℃-1150℃；粗轧后中间坯温度≥950℃；
57.5、由粗轧进入精轧机组轧制，带钢入精轧温度控制在950～1030℃之间，终轧温度控制在840
±
15℃之间，采用低温卷取工艺，卷取温度控制在580
±
15℃之间；
58.6、所述热轧钢卷进行平整，提高板形质量，为保证表面质量，平整采用镀铬辊
59.7、对平整后的钢卷进行酸洗，酸洗工艺采用低速：运行速度80～100m/min、高温：75～85℃酸洗、低温：40～50℃漂洗来保证产品表面质量。
60.8、产品性能指标为：屈服强度430mpa、抗拉强度560mpa、延伸率32％。
61.分析：从对比例1的力学性能指标分析可知，在相同的化学成份条件下，采用低温终轧，卷取温度相同，力学性能与实例1相比强度大幅度提高，延伸率下降，加工性能降低。
62.对比例二：
63.1.炼钢成分为：
64.对比例1元素c si mn p s alt o n含量和实例1化学成份相同。
65.2.按照上述各组分及重量百分比通过炼钢生产获得所需要的连铸板坯；
66.3.将连铸坯在步进式加热炉中加热，在1170-1250℃保温45-90min；
67.4.连铸坯出炉后首先进行高压水除鳞，进入粗轧机轧制，开轧温度1100℃-1150℃；粗轧后中间坯温度≥950℃；
68.5.由粗轧进入精轧机组轧制，带钢入精轧温度控制在950～1030℃之间，终轧温度控制在870
±
15℃之间，采用低温卷取工艺，卷取温度控制在670
±
15℃之间；
69.6.所述热轧钢卷进行平整，提高板形质量，为保证表面质量，平整采用镀铬辊
70.7.对平整后的钢卷进行酸洗，酸洗工艺采用低速：运行速度80～100m/min、高温：75～85℃酸洗、低温：40～50℃漂洗来保证产品表面质量。
71.8.产品性能指标为：屈服强度270mpa、抗拉强度380mpa、延伸率49％。
72.分析：从对比例2的力学性能指标分析可知，在相同的化学成份条件下，终轧温度相同，采用高温卷取，力学性能与实例1相比强度指标大幅度降低，没有达到标准要求。
73.对比例三：
74.1、炼钢成分为：
75.对比例1元素c si mn p s alt o n含量为：0.0950.181.520.0140.00350.0430.00230.0026。
76.2、热轧加热温度为≤1250℃；
77.3、将连铸坯在步进式加热炉中加热，在1170-1250℃保温45-90min；
78.4、连铸坯出炉后首先进行高压水除鳞，进入粗轧机轧制，开轧温度1100℃-1150℃；粗轧后中间坯温度≥950℃；
79.5、由粗轧进入精轧机组轧制，带钢入精轧温度控制在950～1030℃之间，终轧温度控制在870
±
15℃之间，采用低温卷取工艺，卷取温度控制在580
±
15℃之间；
80.6、所述热轧钢卷进行平整，提高板形质量，为保证表面质量，平整采用镀铬辊
81.7、对平整后的钢卷进行酸洗，酸洗工艺采用低速：运行速度80～
82.100m/min、高温：75～85℃酸洗、低温：40～50℃漂洗来保证产品表面质量。
83.8、产品性能指标为：屈服强度420mpa、抗拉强度540mpa、延伸率31％。
84.分析：从对比例3的力学性能指标分析可知，对比例3与实例1相比，采用高c高si的含量设计，热轧工艺相同，力学性能与实例1相比强度指标提高，延伸率下降，加工与焊接性能降低。
85.对比例四：
86.1、炼钢成分为：
87.对比例1元素c si mn p s alt o n含量为：0.0950.181.520.0140.00350.0430.00230.0026。
88.2、热轧加热温度为≤1250℃；
89.3、将连铸坯在步进式加热炉中加热，在1170-1250℃保温45-90min；
90.4、连铸坯出炉后首先进行高压水除鳞，进入粗轧机轧制，开轧温度1100℃-1150℃；粗轧后中间坯温度≥950℃；
91.5、由粗轧进入精轧机组轧制，带钢入精轧温度控制在950～1030℃之间，终轧温度控制在870
±
15℃之间，采用低温卷取工艺，卷取温度控制在630
±
15℃之间；
92.6、所述热轧钢卷进行平整，提高板形质量，为保证表面质量，平整采用镀铬辊；
93.7、对平整后的钢卷进行酸洗，酸洗工艺采用低速：运行速度80～100m/min、高温：75～85℃酸洗、低温：40～50℃漂洗来保证产品表面质量；
94.8、产品性能指标为：屈服强度390mpa、抗拉强度504mpa、延伸率34％；
95.分析：从对比例4的力学性能指标分析可知，对比例4与实例1相比，采用高c高si的含量设计，热轧工艺卷取温度高于实例1，力学性能与实例1相比强度指标相近，但延伸率下降，加工与焊接性能降低。