一种汽车空心稳定杆用钢管及其制造方法技术

一种汽车空心稳定杆用钢管及其制造方法，该钢管化学成分质量百分比为：C：0.28‑0.40％，Si：0.05‑0.35％，Mn：1.05‑1.60％，Mo：0.1‑0.6％，B：0.001‑0.006％，Al：0.015‑0.060％，Cr：0.1‑0.8％，Ti：0.003‑0.06％，S≤0.006％，P≤0.015％，O≤0.003％，且需满足：0.7％≤Mo+50B+Cr≤1.3％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。本发明专利技术所述钢管具有良好的强度和塑性，且在较大的应力水平下具有高的抗扭转疲劳性能，能够满足大应力条件下稳定杆的使用，具体性能指标如下：淬火态抗拉强度≥1700MPa，淬火态屈服强度≥1300MPa，淬火态延伸率≥12％，内外表面脱碳层深度均为0，在550MPa应力的条件下，扭转疲劳次数大于120万次。

A Steel Tube for Hollow Stable Rod of Automobile and Its Manufacturing Method

A steel pipe for automobile hollow stabilizing rod used for automobile hollow stabilizing rod and its manufacturing method, the chemical constituent percentage of the steel pipe is C:0.28_0.40%, Si:0.05_0.35%, Mn:1.05_1.60%, Mo:0.1_0.6%, B:0.001 8209 0.006%, B:0.001 8209 0.006%, Al:0.015 0.015 8209 0.060.060%, Cr:0.1 8209 0.8%, Ti:0.003 8209 0.06%, S<0.006%, S<0.006%, S<0.006%, P <0.005%, P<0.005%, P<0.And it needs to be satisfied: 0.7%1700 MPa), quenched yield strength (>1300 MPa), quenched elongation (>12%), decarbonized layer depth on both inner and outer surfaces is 0, and stress is 550 MPa. Under these conditions, the number of torsional fatigue is more than 1.2 million.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车空心稳定杆用钢管及其制造方法
本专利技术涉及一种汽车空心稳定杆用钢管及其制造方法。
技术介绍
汽车传动轴用稳定杆是汽车悬架系统中的一种辅助性弹性元件，横向稳定杆的功用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾，尽量使车身保持平衡，目的是减少汽车横向侧倾程度和改善平顺性。横向稳定杆实际上是一个横置的扭杆弹簧，在功能上可以看成是一种特殊的弹性元件。当车身只作垂直运动时，两侧悬架变形相同，横向稳定杆不起作用。当汽车转弯时，车身侧倾，两侧悬架跳动不一致，外侧悬架会压向稳定杆，稳定杆就会发生扭曲，杆身的弹力会阻止车轮抬起，从而使车身尽量保持平衡，起到横向稳定的作用。以往的稳定杆都是采用实心棒料进行生产，近年来车身轻量化从而达到节能减排的要求日益增强。稳定杆在使用过程中主要承受旋转扭矩，其受力时，距离圆心越远其承受的转动力矩越大，而在圆心处受到的扭转力矩为零，因此将传动轴用实心的棒材用空心的钢管来替代，可以大大减轻车身的重量，但并不会对其使用造成太大的影响。依据稳定杆的使用条件，稳定杆设计一般需采用较高的强度，同时为了保证其抗扭转疲劳的性能，对产品的尺寸精度，内外表面质量和内外表面的脱碳情况等均需进行控制。因此，稳定杆用钢管产品一般采用小口径焊管加冷加工的方式进行生产。中国专利CN104395487A公开一种用于空心稳定杆的钢管，该稳定杆设计的空心稳定杆用管拥有较好的疲劳性能，但添加了较多合金元素，产品的制造成本较高，且产品的扭转疲劳性能不能满足更高应力空心稳定杆用管的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽车空心稳定杆用钢管及其制造方法，该稳定杆用钢管的淬火态抗拉强度≥1700Mpa，淬火态屈服强度≥1300MPa，淬火态延伸率≥12％，内外表面脱碳层深度均为0，在550MPa应力的条件下，扭转疲劳次数大于120万次。该稳定杆用钢管具有良好的强塑性，且在较大的应力水平下具有高的抗扭转疲劳性能，能够满足大应力条件下稳定杆的使用。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种汽车空心稳定杆用钢，其化学成分质量百分比为：C：0.28-0.40％，Si：0.05-0.35％，Mn：1.05-1.60％，Mo：0.1-0.6％，B：0.001-0.006％，Al：0.015-0.060％，Cr：0.1-0.8％，Ti：0.003-0.06％，S≤0.006％，P≤0.015％，O≤0.0030％，且需同时满足如下关系：0.7％≤Mo+50B+Cr≤1.3％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。优选的，所述汽车空心稳定杆用钢成分中C：0.28-0.35％。优选的，所述汽车空心稳定杆用钢成分中Si：0.1-0.3％。进一步，所述汽车空心稳定杆用钢的微观组织为铁素体加珠光体组织和弥散分布的碳化物组织。本专利技术还提供上述汽车空心稳定杆用钢制造的钢管，该汽车空心稳定杆用钢管的化学成分质量百分比为：C：0.28-0.40％，Si：0.05-0.35％，Mn：1.05-1.60％，Mo：0.1-0.6％，B：0.001-0.006％，Al：0.015-0.060％，Cr：0.1-0.8％，Ti：0.003-0.06％，S≤0.006％，P≤0.015％，O≤0.0030％，且上述元素需同时满足如下关系：0.7％≤Mo+50B+Cr≤1.3％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。优选的，所述汽车空心稳定杆用钢管成分中C：0.28-0.35％。优选的，所述汽车空心稳定杆用钢管成分中Si：0.1-0.3％。优选的，所述汽车空心稳定杆用钢管的壁厚为1.5-8mm。优选的，所述的空心稳定杆用钢管的外径为15-50mm。进一步，所述汽车空心稳定杆用钢管的微观组织为铁素体加珠光体组织和弥散分布的碳化物组织，钢管内外表面为光亮状态，内外表面无脱碳组织，焊缝部分的微观组织中金属流向清晰，且焊缝的金属流向不垂直于内外表面。所述汽车空心稳定杆用钢管的淬火态抗拉强度≥1700MPa，淬火态屈服强度≥1300MPa，淬火态延伸率≥12％，内外表面脱碳层深度均为0，在550MPa应力的条件下，扭转疲劳次数大于120万次。在本专利技术钢的成分设计中：C：C元素是提高钢的强度的主要元素之一，主要用于解决空心稳定杆的强度，其通过碳化物的形成能够有效地提高钢的强度，且添加成本低。为了实现在较少的合金元素添加的基础上达到较高的成品强度的目的，C含量的下限设置为0.28％，当C含量超过0.40％时存在焊缝部位产生淬火裂纹的问题。因此，本专利技术中C含量控制为0.28-0.40％，优选为0.28-0.35％。Si：Si元素在炼钢过程中是作为还原剂和脱氧剂而添加的，其在钢中不形成碳化物，且其在钢中的固溶度较大，能够强化钢中的铁素体以提高钢的强度，因此本钢种适当增加Si含量，以提高淬火状态钢的强度。因此Si含量的下限为0.05％，同时Si含量超过0.35％时，钢管的韧性降低。因此，本专利技术中Si含量控制为0.05％-0.35％，优选为0.1-0.3％。Mn：Mn是重要的合金化元素和弱碳化物的形成元素。Mn主要通过固溶强化来提高钢的强度，同时Mn含量的添加能够有效增加钢的淬透性，是保证成品钢管具有高强度的重要保障。因此将Mn含量的下限为1.05％，不过，若Mn含量超过1.6％时，钢的塑性和冲击韧性随之下降得较为显著，对成品钢管的抗扭转疲劳性能产生不利影响，因此，本专利技术中Mn含量控制为1.05-1.6％。Mo：Mo在钢中有固溶强化和提高钢的淬透性的作用，由于本钢种需要在淬火后达到高的抗拉强度和塑性，当Mo含量达到0.1％时，才会具有显著的固溶强化和提高淬透性的效果，因此Mo含量的下限设定为0.1％。当Mo含量过多时会对钢管的塑性产生不利影响。同时，还要考虑成本因素，因此，本专利技术中Mo含量控制为0.1-0.6％。B：B在钢中具有显著的提高钢的淬透性的作用，含量大于0.001％的B具有较明显的增加淬透性和强度的作用，同时B与Mo复合添加可显著增加钢的淬透性，但是B含量一旦超过0.006％则会对钢管的韧性产生影响，并且考虑添加成本的因素，本专利技术中B控制为0.001-0.006％。Al：Al在钢中具有脱氧作用且其有助于提高钢的塑性、韧性和加工性。当Al含量达到0.015％以上时，其提高钢的塑性、韧性和加工性的效果较为显著，但是当Al含量超过0.06％时，钢中硫化物夹杂增多，对钢管的抗扭转疲劳性能产生较大的影响。因此，本专利技术将Al含量控制在0.015-0.06％。Cr：Cr是中强碳化物的形成元素。钢中部分Cr置换成铁形成合金渗碳体，以提高其稳定性，另一部分Cr则溶于铁素体中起到固溶强化作用，提高铁素体的强度和硬度。与此同时，Cr也是提高钢的淬透性的主要元素。Cr含量超过0.8％时，钢管基体和焊缝部位的塑性、韧性均会受到较大的影响，所以选择Cr含量的上限为0.8％。因此，本专利技术中Cr含量控制为0.1-0.8％。Ti：Ti是强氮化物形成元素，与钢中的N形成TiN化合物，从而抑制钢中因添加B元素而产生的脆性BN的析出，改善钢的韧性和塑性，考虑到合金添加成本，本专利技术中Ti含量控制为0.003-0.06％。本专利技术的技术方案中不可避免的杂质主要是S和P元素，尤其是S含量的增加会对钢中硫化物含量有大的影响，因此，尽量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车空心稳定杆用钢，其化学成分质量百分比为：C：0.28‑0.40％，Si：0.05‑0.35％，Mn：1.05‑1.60％，Mo：0.1‑0.6％，B：0.001‑0.006％，Al：0.015‑0.060％，Cr：0.1‑0.8％，Ti：0.003‑0.06％，S≤0.006％，P≤0.015％，O≤0.003％，且需同时满足如下关系：0.7％≤Mo+50B+Cr≤1.3％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种汽车空心稳定杆用钢，其化学成分质量百分比为：C：0.28-0.40％，Si：0.05-0.35％，Mn：1.05-1.60％，Mo：0.1-0.6％，B：0.001-0.006％，Al：0.015-0.060％，Cr：0.1-0.8％，Ti：0.003-0.06％，S≤0.006％，P≤0.015％，O≤0.003％，且需同时满足如下关系：0.7％≤Mo+50B+Cr≤1.3％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的汽车空心稳定杆用钢，其特征在于，所述汽车空心稳定杆用钢成分中C：0.28-0.35％。3.根据权利要求1所述的汽车空心稳定杆用钢，其特征在于，所述汽车空心稳定杆用钢成分中Si：0.1-0.3％。4.根据权利要求1-3任一项所述的汽车空心稳定杆用钢，其特征在于，所述汽车空心稳定杆用钢的微观组织为铁素体加珠光体组织和弥散分布的碳化物组织。5.一种汽车空心稳定杆用钢管，其化学成分质量百分比为：C：0.28-0.40％，Si：0.05-0.35％，Mn：1.05-1.60％，Mo：0.1-0.6％，B：0.001-0.006％，Al：0.015-0.060％，Cr：0.1-0.8％，Ti：0.003-0.06％，S≤0.006％，P≤0.015％，O≤0.0030％，且需同时满足如下关系：0.7％≤Mo+50B+Cr≤1.3％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。6.根据权利要求5所述的汽车空心稳定杆用钢管，其特征在于，所述汽车空心稳定杆用钢管成分中C：0.28-0.35％。7.根据权利要求5所述的汽车空心稳定杆用钢管，其特征在于，所述汽车空心稳定杆用钢管成分中Si：0.1-0.3％。8.根据权利要求5-7任一项所述的汽车空心稳定杆用钢管，其特征在于，所述汽车空心稳定杆用钢管的壁厚为1.5-8mm。9.根据权利要求5-7任一项所述的汽车空心稳定杆用钢管，其特征在于，所述汽车空心稳定杆用钢管的外径为15-50mm。10.根据权利要求5-9任一项所述的汽车空心稳定杆用钢管，其特征在于，所述汽车空心稳定杆用钢管的微观组织为铁素体加珠光体组织和弥散分布的碳化物组织，焊缝部分的微观组织中金属流向清晰，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟国丽，张忠铧，张清廉，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31