一种焊接性能优良的车轮钢及生产方法技术

一种焊接性能优良的车轮钢，其组分及wt%为：C：0.031～0.061%，Si：0.250～0.350%，Mn：1.35～1.55%，P：≤0.005%，S：≤0.0015%，O：≤0.0015%，N：≤0.0020%，Als：0.015～0.045%，Nb：0.010~0.020%；生产方法：经转炉冶炼后进入LF炉精炼；RH真空处理；连铸并对铸坯加热；粗轧；连续两次高压除鳞；进行第一道次精轧；高压除磷；后续道次精轧；进行超快速冷却；卷取；平整。本发明专利技术不仅保证产品厚度在10~18mm，钢材下屈服强度340~480MPa、抗拉强度470~630MPa，延伸率A80≥32%，材料经闪光对焊后，横向试样180°，弯心直径d＝0a合格，且能消除钢板表面麻坑，使焊后成形不良率降低到1‰及以下。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接性能优良的车轮钢及生产方法
本专利技术涉及一种热轧钢及生产方法，属于一种热轧车轮轮辋钢及生产方法。
技术介绍
车轮的结构主要包括轮辐和轮辋，轮辐的生产方式一般为机械冲压成形，所以要求轮辐用车轮钢具有良好的深冲性能、拉伸成形性能和剪切边拉伸性能。轮辋则是在闪光对焊之后，再滚压成形，因此要求轮辋用车轮钢具有良好的焊接性能、焊后成形性能，如冷弯性能，疲劳性能等，如果焊接性能差就会造成炸裂，延伸率低在滚压的过程中会形成开裂，影响车轮产品的成材率。而汽车车轮承载着整个车辆的重量，对质量有非常严格的要求，因此做为制造材料的车轮钢必须具备良好的焊接性能与拉伸成形性能。基于汽车车轮行业发展所面对的问题，生产一种具有良好的焊接性能与拉伸成形性能，且能够满足汽车车轮用强度标准要求与使用标准要求的车轮钢材料，是解决问题的关键所在。现阶段，本
存在材料的高强度与使用性能的匹配性问题，如在追求材料高强度的同时使用性能则变差，使焊接性能、成形性能的变差，严重的影响了材料的推广使用。车轮轮辋材料在闪光对焊后，成形车轮轮辋零件，就会出现大量的焊缝开裂缺陷，出现零件成材率大幅度下降的问题。经检索:中国专利公开号为CN201610866363.2专利技术一种抗拉强度550MPa热轧钢板及其制造方法。其成分为C：0.050～0.080％，Si：0.050～0.150％，Mn：1.35～1.55％，P：≤0.012％，S：≤0.003％，Nb：0.013～0.023％，Nb：0.013～0.023％，Ti：0.015～0.025％，Mg：0.0005～0.0015％，Alt：0.02～0.05％；其余为Fe与不可避免的杂质。制造工艺为转炉冶炼后进入LF炉进行精炼、连铸成坯后对铸坯加热轧制、采用前快强冷的冷却方式进行冷却卷取及后工序，该专利技术添加了Nb、Ti元素，生产制造成本也高，整体合金元素的添加导致材料的焊接性能也随之变差。且本专利技术生产的产品只能用于轿车车轮，不能够满足非公路车轮钢的使用要求。中国专利公开号为CN201410530307.2专利技术了一种抗拉强度≥380MPa级汽车轮辋用钢，其成分为C：0.045～0.075％，Si≤0.05％，Mn：0.45～0.75％，P：≤0.010％，S：≤0.008％，Als：0.015～0.050％，N：≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。制造工艺为：转炉冶炼-在LF炉-连铸成坯并对铸坯加热-热轧-快速冷却-卷取-精整及后工序。该专利技术材料强度低，只能够在乘用车车轮上面使用，不能够适应现价段材料高强度的发展使用趋势，且只能够满足低强度、优良的服役条件的使用环境要求，不能够满足非公路车轮钢的使用要求。本专利技术生产的材料，具有良好的焊接性能、焊后成形性能，能够完全满足车轮轮辋用钢的焊接性能要求，大大提高零件的成材率，进而提高用户的经济效益，满足用户的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种在保证产品厚度在10～18mm，钢材下屈服强度在340～480MPa、抗拉强度在470～630MPa，延伸率A80≥32％下，并消除所述钢板表面麻坑，材料经闪光对焊后，横向试样180°，弯心直径d＝0a合格，及解决焊接成形开裂，使焊后成形不良率降低到≤0.1％的焊接性能优良的车轮钢及生产方法。实现上述目的的措施：一种焊接性能优良的车轮钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.031～0.061％，Si：0.250～0.350％，Mn：1.35～1.55％，P：≤0.005％，S：≤0.0015％，O：≤0.0015％，N：≤0.0020％，Als：0.015～0.045％，Nb：0.010～0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质；并控制焊接裂纹敏感系数按U.C.S.＝230C+190S+75P+45Nb–12.3Si–5.4Mn-1≤8.0。生产一种焊接性能优良的车轮钢的方法，其步骤：1)经过转炉冶炼后进入LF炉进行炉外精炼；并在LF炉进行炉外精炼全过程采用吹氩搅拌；2)进行RH真空处理；控制真空处理结束时，钢水中的P≤0.008％，S≤0.005％，真空处理时间不低于25min；；成分微调之后进行钙处理，并按照680～880g/吨钢喂入Si-Ca线，喂入速率控制在280～340m/min；3)连铸成坯对铸坯加热，加热温度控制在1210～1270℃；4)进行粗轧，并控制其结束温度在1030～1070℃；5)连续两次进行常规高压除鳞；6)进行第一道次常规精轧；7)进行高压除磷，其水压及水流量同于精轧前的除鳞；8)常规进行第二及后续道次精轧，并控制终轧温度在830～870℃；9)进行超快速冷却，在冷却速度为180～220℃/s下冷却至卷取温度；10)进行卷取：控制卷取温度在550～590℃；11)平整：平整率为2.5％～3.0％。其在于：LF炉外精炼过程中炉渣的成分及重量百分比含量为：CaO：55％～59％、Al2O3：21％～24％、MgO：7％～10％、SiO2：10％～14％、TFe＜0.5％，以及控制炉渣的碱度R：3.2～3.8。本专利技术中各组分及主要工艺的作用及控制的理由：碳：是强化作用非常好且廉价的固溶强化元素，也是影响钢铁材料强韧性的主要元素，碳增加可提高强度，但降低韧性，对材料的焊接性能也是不利的。因为本专利钢种的应用范围为工程机械用车无内胎车轮轮辋用零件，需要进行较大程度的冲压变形加工，而为了节能降耗，避免热加工工艺工序，降低加热炉装备及能耗成本，因此要求材料在满足强度要求的同时，必须具有良好的冷成形性能。如果碳含量大于0.061％，则不能满足材料的良好冷成形性能，而碳含量小于0.031％，侧不能够满足材料的强度要求。所以，将碳含量限定在0.031～0.061％范围。硅：硅溶于铁素体后有很强的固溶强化作用，碳钢中每增加0.1％重量百分比的硅，可使热轧钢的抗拉强度提高8.0Mpa～9.0Mpa，屈服强度提高4.0Mpa～5.0Mpa。且微量Si元素的添加，使轮辋零件闪光对焊时，降低氧化铝等杂质的熔点，形成熔点较低的硅酸盐氧化物，使其快速形成焊渣，并在扒渣工序中去除，从而提高轮辋的焊缝质量，保证材料冷成形要求，但是硅含量超过0.45％以后对韧性和表面质量不利影响明显增大，特别是使热轧钢板生成红铁皮，经酸洗后在钢板表面留下麻点，成为车轮疲劳过程的裂纹源，因此本专利技术设定的Si含量为0.25％～0.35％。锰：锰是提高强度和韧性最有效的元素，使钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度提高；使钢中临界转变温度降低，起到细化珠光体的作用，也间接地提高珠光体钢强度的作用；但是添加过量的锰，会对产品的成分偏析产生不利影响。因此将锰含量限定在1.35～1.55％的范围。磷：为了避免磷元素使材料的冷冲压成形性能、韧性、疲劳性能发生恶化，设定其含量上限为0.005％，所以将其含量控制在0.005％以下。硫：硫是非常有害的元素。钢中的硫常以锰的硫化物形态存在，这种硫化物夹杂对钢材的疲劳性能不利，需将钢中硫含量控制得越低越好。因此，将钢中硫含量控制在0.0015％以下铝：加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，铝还可以起到脱氧的作用，是强氧化性形成元素，和钢中氧形成Al2O3在炼钢时去除。铝过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接性能优良的车轮钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.031～0.061%，Si：0.250～0.350%，Mn：1.35～1.55%，P：≤0.005%，S：≤0.0015%，O：≤0.0015%，N：≤0.0020%，Als：0.015～0.045%，Nb：0.010~0.020%，余量为Fe及不可避免的杂质；并控制焊接裂纹敏感系数按U.C.S.=230C +190S+75P +45Nb–12.3Si–5.4Mn‑1≤8.0。

【技术特征摘要】
1.一种焊接性能优良的车轮钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.031～0.061%，Si：0.250～0.350%，Mn：1.35～1.55%，P：≤0.005%，S：≤0.0015%，O：≤0.0015%，N：≤0.0020%，Als：0.015～0.045%，Nb：0.010~0.020%，余量为Fe及不可避免的杂质；并控制焊接裂纹敏感系数按U.C.S.=230C+190S+75P+45Nb–12.3Si–5.4Mn-1≤8.0。2.生产如权利要求1所述的一种焊接性能优良的车轮钢的方法，其步骤：1）经过转炉冶炼后进入LF炉进行炉外精炼；并在LF炉进行炉外精炼全过程采用吹氩搅拌；2）进行RH真空处理；控制真空处理结束时，钢水中的P≤0.008%，S≤0.005%，真空处理时间不低于25min;；成分微调之后进行钙处理，并按照680～880g/吨钢喂入S...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立新，赵江涛，梁文，魏兵，杨海林，张扬，胡俊，刘永前，刘斌，刘昌明，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42