[发明专利]一种天然气汽车气瓶用高强合金钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金钢生产技术领域，更具体地讲，涉及一种天然气汽车气瓶用高强合金钢及其制造方法。

背景技术

天然气（CNG）汽车气瓶属高压容器，气瓶水爆压是气瓶安全设计的一个重要指标，它与材料的强度有关。为满足水爆试验的断裂特性和断口形貌，就必须使材料有合理的屈强比以及较高的延性和韧度，这些性能既与材料的成分有关、又与材料的热处理工艺有关。

Cr-Mo系列汽车气瓶用高强合金钢在水火电及煤化工领域具有广泛的应用途径。然而，生产抗拉强度（Rm）≥980MPa、延伸率（A）≥14%的Cr-Mo系列高强度合金钢，由于钢中需添加较高的强淬透性元素，对于一个以普通转炉冶炼，大方坯连铸，普通热轧机组轧制生产为主的企业，如何生产出性能达标的高品质产品具有一定的难度。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种适应性强且抗拉强度（Rm）≥980MPa、延伸率（A）≥14%的Cr-Mo系列汽车气瓶用高强合金钢。

本发明的一方面提供了一种天然气汽车气瓶用高强合金钢的制造方法。所述方法包括步骤：冶炼和连铸以形成目标钢坯，所述目标钢坯的成分按重量百分比计为不大于0.32%的C、0.15～0.35%的Si、0.35～0.65%的Mn、0.70～1.00%的Cr、0.15～0.25%的Mo、不大于0.010%的P、不大于0.008%的S、不大于0.0002%的H、Cu+Ni+As+Sn+Sb+Pb+Bi≤0.050%，以及余量的Fe和不可避免的杂质；加热钢坯至1180～1280℃；粗轧，采用5道次方式轧制，其中单道次压下率不小于20%；精轧，控制精轧的开轧温度为990～1040℃，控制精轧的终轧温度为870～900℃；以10～30℃/s的冷却速度将精轧后的轧件冷却至650℃后空冷卷取。

在本发明的制造方法的一个示例性实施例中，所述精轧步骤的轧制速度为3.0～12.0m/s。

在本发明的制造方法的一个示例性实施例中，所述冷却步骤以层流冷却方式进。

在本发明的制造方法的一个示例性实施例中，所述方法还包括设置在加热步骤与粗轧步骤之间的除磷步骤。

本发明的另一方面提供了一种天然气汽车气瓶用高强合金钢。所述天然气汽车气瓶用高强合金钢采用如上所述的方法制得。

在本发明的天然气汽车气瓶用高强合金钢的另一个示例性实施例中，所述天然气汽车气瓶用高强合金钢的成分包括0.17～0.24%的C、0.41～0.58%的Mn。

与现有技术相比，本发明能够得到屈服强度≥835MPa、抗拉强度≥980MPa、延伸率≥14%并且-40℃时冲击功≥47J的高品质的Cr-Mo系列汽车气瓶用高强合金钢产品。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的天然气汽车气瓶用高强合金钢及其制造方法。

根据本发明一方面的天然气汽车气瓶用高强合金钢的成分按重量百分比计为不大于0.32%的C、0.15～0.35%的Si、0.35～0.65%的Mn、0.70～1.00%的Cr、0.15～0.25%的Mo、不大于0.010%的P、不大于0.008%的S、不大于0.0002%的H、Cu+Ni+As+Sn+Sb+Pb+Bi≤0.050%，以及余量的Fe和不可避免的杂质。优选地，其中含有0.17～0.24%的C、0.41～0.58%的Mn。

根据本发明另一方面的天然气汽车气瓶用高强合金钢的制造方法包括以下步骤：冶炼和连铸以形成目标钢坯，所述目标钢坯的成分按重量百分比计为不大于0.32%的C、0.15～0.35%的Si、0.35～0.65%的Mn、0.70～1.00%的Cr、0.15～0.25%的Mo、不大于0.010%的P、不大于0.008%的S、不大于0.0002%的H、Cu+Ni+As+Sn+Sb+Pb+Bi≤0.050%，以及余量的Fe和不可避免的杂质；加热钢坯至1180～1280℃；粗轧，采用5道次方式轧制，其中单道次压下率不小于20%；精轧，控制精轧的开轧温度为990～1040℃，控制精轧的终轧温度为870～900℃；以10～30℃/s的冷却速度将精轧后的轧件冷却至650℃后空冷卷取。

优选地，所述精轧步骤的轧制速度为3.0～12.0m/s。

采用本发明的制造方法得到的天然气汽车气瓶用高强合金钢具有良好的力学性能，具体为：屈服强度≥835MPa、抗拉强度≥980MPa、延伸率≥14%，并且其-40℃时冲击功≥47J。