[发明专利]具有良好疲劳性能和焊接性能的高强桥壳钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有良好疲劳性能和焊接性能的高强桥壳钢及其制备方法，该钢的化学成分及重量百分比如下：C：0.04～0.07％，Si：0.05～0.15％，Mn：1.3～1.6％，P：≤0.013％，S：≤0.004％，Nb：0.045～0.07％，Ti：0.01～0.02％，N：≤0.003％，Alt：0.010～0.030％，O：0.001～0.002％，且Ti‑2×O‑3.4×N＜0.007，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明钢的力学性能达到了R_eL≥530MPa，R_m≥600MPa，A≥20％，经用户加工成零件，成型合格率100％，经台架试验，零件垂直弯曲疲劳寿命≥85万次，具有良好疲劳性能的易焊接性能。

技术领域

本发明涉及冶金技术，具体地指一种具有良好疲劳性能和焊接性能的高强桥壳钢及其制备方法。

背景技术

汽车车桥作为汽车承载的零部件，也是汽车主要的安全部件。而作为制造汽车车桥的桥壳钢，自然也成为汽车设计人员和钢铁企业技术人员的重点考虑对象。专业人士对该类材料的关注重点，已经从强度、成型性能往零件的疲劳性能等方面转移。而零件的疲劳性能，则需要通过台架实验来检验。然而在台架实验过程中，屡次发现材料提前失效，对失效材料的分析发现，钢中含有的TiN颗粒对车桥的失效有很大的影响。TiN颗粒具有的规则外观，其对材料失效前裂纹的产生具有直接关系。学者们也证实，6μm的TiN颗粒对疲劳性能的影响与25μm的氧化物相当。因此，减少钢中存在的TiN颗粒，是生产具有良好疲劳性能的高强度桥壳钢的关键。帘线钢中通过减低钢中的Ti、N含量来降低TiN的析出，但是车桥零部件之间存在很多焊接部位，因此钢中添加Ti元素来提高焊缝的焊接性能是钢种设计人员的设计规范。因此，如何兼顾高强桥壳钢的疲劳性能和焊接性能便成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种具有良好疲劳性能和焊接性能的高强桥壳钢及其制备方法，该高强桥壳钢不但具有良好的疲劳性能，还具有极佳的焊接性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有良好疲劳性能和焊接性能的高强桥壳钢，其化学成分及重量百分比如下：C：0.04～0.07％，Si：0.05～0.15％，Mn：1.3～1.6％，P：≤0.013％，S：≤0.004％，Nb：0.045～0.07％，Ti：0.01～0.02％，N：≤0.003％，Alt：0.010～0.030％，O：0.001～0.002％，且Ti-2×O-3.4×N＜0.007，其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步地，所述具有良好疲劳性能和焊接性能的高强桥壳钢，其化学成分及重量百分比如下：C：0.042～0.050％，Si：0.12～0.14％，Mn：1.51～1.55％，P：0.010～0.013％，S：0.0028～0.0034％，Nb：0.060～0.068％，Ti：0.017～0.019％，N：0.0022～0.0028％，Alt：0.015～0.018％，O：0.0014～0.0016％，且Ti-2×O-3.4×N＜0.007，其余为Fe及不可避免的杂质。

一种上述具有良好疲劳性能和焊接性能的高强桥壳钢的制备方法，依次包括冶炼、精炼、Si-Ca处理、连铸、加热、粗轧、精轧、层流冷却及卷取步骤，所述Si-Ca处理步骤中，控制Ca/S比为1.0～3.0；所述连铸步骤中，冷却模式采用强冷，冷却水量Φ与连铸坯拉速V_拉的关系为Φ(L/min)＝3.34×10³×V_拉(m/min)；所述加热步骤中，加热温度为1180～1220℃；所述层流冷却步骤中，采用前段冷却，且为间拔式冷却，水冷冷速为80～120℃/s；所述卷取步骤中，卷取温度为570～620℃。

进一步地，所述连铸步骤中，采用电磁搅拌，连铸拉速为1.2～1.4m/min，连铸水量为4012～4678L/min。

进一步地，所述精轧步骤中，精轧温度为820～880℃。