[发明专利]一种贝氏体非调质钢及其制备方法

说明书

本发明属于汽车用钢技术领域，涉及一种贝氏体非调质钢及其制备方法。该贝氏体非调质钢组成按化学质量百分数比计，为包括：C：0.22‑0.29％、Si：0.25‑0.40％、Mn：1.80‑2.00％、Cr：0.40‑0.60％、V：0.01‑0.08％、P：≤0.015％、S：0.020～0.050％、Ti：0.020～0.050％、Zr：0.020～0.040％、Al：≥0.010、N：0.010～0.020％、[O]≤15ppm，[H]≤2ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明在生产过程中，通过合理的成分设计、控轧控冷工艺及入坑缓冷温度设计，使钢材得到了优良的强韧性。采用低碳、高锰，微量V、Ti、Zr的设计，充分发挥固溶强化、析出强化以及细晶强化的作用，Zr使MnS的形态和分布得到有效改善，充分发挥MnS冶金作用；通过多水箱冷却技术以及缓冷温度的设计，使钢材的强韧性匹配度、均匀性、硬度、组织得到良好控制。

技术领域

本发明属于汽车用钢技术领域，具体涉及一种贝氏体非调质钢及其制备方法。

背景技术

非调质钢是在中碳钢的基础上加入钒、钛、铌微合金化元素，使其在加热过程中溶于奥氏体中，通过控温轧制和冷却，微合金元素钒、钛、铌将以细小的碳化物、氮化物形式在先析出的铁素体和珠光体中析出，这些析出物与母相保持共格关系，使钢强化，在轧(锻)后不用经过调质处理就能得到如同经过调质处理的合金结构钢或碳素结构钢所能达到的力学性能，简化了生产工艺并降低了能耗，使制造成本相比调质钢降低了25％～38％。

目前各大汽车结构件的生产厂都在极力开发低成本的可以替代调质钢的非调质钢，特别是具有良好综合性能的贝氏体非调质钢，基于此原因，亟待提供一种贝氏体非调质钢的制备方法。

发明内容

本发明提供一种汽车结构件用贝氏体非调质钢，通过合理的设计化学成分、控制冶炼及控轧控冷工艺，来提升钢材的洁净度、控制非金属夹杂物形态及分布、优化材料的组织和性能的均质性，使材料获得优良的力学性能、组织和疲劳寿命，使材料具有良好的综合性能。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种贝氏体非调质钢，用于汽车结构件，所述贝氏体非调质钢组成按化学成分质量百分比计，包括：C：0.22-0.29％、Si：0.25-0.40％、Mn：1.80-2.00％、Cr：0.40-0.60％、V：0.01-0.08％、P：≤0.015％、S：0.020～0.050％、Ti：0.020～0.050％、Zr：0.020～0.040％、Al：≥0.010、N：0.010～0.020％、[O]≤15ppm，[H]≤2ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选的，所述贝氏体非调质钢，用于汽车结构件，所述贝氏体非调质钢组成按化学成分质量百分比计，包括：C：0.26-0.28％、Si：0.25-0.40％、Mn：1.85-1.95％、Cr：0.50-0.60％、V：0.05-0.07％、P：≤0.015％、S：0.025～0.040％、Ti：0.030～0.045％、Zr：0.025～0.035％、Al：0.015-0.040％、N：0.013～0.017％、[O]≤15ppm，[H]≤2ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明提供一种贝氏体非调质钢的制备方法，用于汽车结构件，其制备方法包括：电炉冶炼——LF精炼——VD真空脱气——连铸——轧制——水箱水冷——冷床冷却——入坑缓冷——制得圆钢。

步骤1：电炉冶炼：采用电炉冶炼，主要原料为铁水+废钢，铁水比例≥40％。电炉终点C≥0.10％，P≤0.010％，出钢温度1640～1680℃，出钢前，加入纯铝块1.3～1.6kg/t钢，造渣料按9～12kg/t加入。出钢过程合金化加入19～21kg/t金属锰与3.5～4.5kg/t硅铁，而不采用硅锰、高锰及中锰等合金，金属锰纯度≥98％，硅铁含硅量≥78％，提升钢的纯净度，降低杂质元素含量，稳定钢的性能。