[发明专利]一种控制热成形后强度下降的桥壳钢及其制备方法、桥壳

说明书

本发明涉及一种控制热成形后强度下降的桥壳钢及其制备方法、桥壳，属于钢铁冶炼与轧制技术领域，本发明提供的控制热成形后强度下降的桥壳钢由如下质量分数的化学元素组成：C：0.26‑0.30％；Si：0‑0.1％；Mn：1.8‑2.2％；P：≤0.010％；S：≤0.005％；Al：0.02‑0.05％；V：0.01‑0.03％；N：0‑0.003％；其余为Fe及不可避免的杂质；该桥壳钢板的屈服强度大于600MPa，抗拉强度大于700MPa，延伸率大于20％，板形与表面质量优，热成形后的屈服强度大于550MPa，抗拉强度大于650MPa，并具有优异的表面质量的效果。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼与轧制技术领域，特别涉及一种控制热成形后强度下降的桥壳钢及其制备方法。

背景技术

桥壳作为主要支承汽车荷重的结构，其轻量化研究是当下人们大量研究的问题之一。一般非断开式驱动桥和轮毅、制动器及制动鼓的总质量，约占轿车总质量的3.5-5％，对于重型货车，驱动桥所占比例更大。

中、重型卡车驱动桥一般采用14mm-18mm厚钢板冲压成形，对材料的拉延成形性能、焊接性能与疲劳性能均有较高的要求；由于受到冲压设备限制一般采用热冲压工艺成形，而国内外热冲压桥壳用钢普遍采用普碳钢或大梁钢替代，造成热加工性能差、表面质量差、废品率高、产品质量不稳定等不良问题，尤其是热成形后强度严重下降，导致桥壳成品与板材性能差异巨大，严重限制了桥壳的轻量化与整车承载能力的提升。

热冲压工艺要求钢板在中频感应炉中加热到840℃～900℃左右，然后进行冲压，冲压后空冷。热冲压工艺成形压力小、尺寸精度高、疲劳性能好，因此得到了广泛应用。因对材料性能不熟悉，大部分用户仅对钢板进行入厂检验，而热冲压后钢板力学性能下降幅度很大，导致热冲压后钢板的力学性能远低于要求值。例如采用510L制造桥壳时，在热冲压后，屈服强度下降了149MPa，抗拉强度下降了162MPa，导致性能不能满足抗拉强度大于等于510MPa的要求；采用Q460C制造桥壳时，在热冲压后，屈服强度下降了124MPa，抗拉强度下降了158MPa，导致性能无法满足抗拉强度大于等于580MPa的要求。

由于强度的显著下降，导致桥壳成品的性能显著低于设计强度，从而导致承载能力不足，安全性下降，严重时出现卡车断桥的现象。为此，控制热成形后强度下降率对于汽车制造商至关重要。国内对桥壳用钢开发了众多产品，但极少数考虑最终热成形工艺对强度的影响，其中申请号为201410432234.3的专利，公开了“一种600MPa级汽车桥壳钢及其生产方法”，通过添加较高的V、N元素含量及精确的控轧控冷工艺控制，生产出600MPa 级汽车桥壳用热轧带钢，同时可保证800℃以上热成形后桥壳的各项力学性能指标。但是该项专利添加了较高的V/N合金，成本较高，工艺控制窗口较窄，而且表面质量问题多发。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的控制热成形后强度下降的桥壳钢及其制备方法、桥壳。

本发明实施例提供一种控制热成形后强度下降的桥壳钢，所述钢由如下质量分数的化学元素组成：C：0.26-0.30％；Si：0-0.1％；Mn：1.8-2.2％；P：≤0.010％；S：≤0.005％；Al：0.02-0.05％；V：0.01-0.03％；N：0-0.003％；其余为Fe及不可避免的杂质。

可选的，所述钢的显微组织为铁素体与珠光体，所述铁素体的平均晶粒尺寸为5.0- 10.0μm。

可选的，所述显微组织中含有平均粒径为1-50nm的纳米级析出相。

可选的，所述钢的厚度为10-18mm。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种控制热成形后强度下降的桥壳钢的制备方法，用于制备上述控制热成形后强度下降的桥壳钢，包括以下步骤：