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微合金化汽车大梁钢的奥氏体连续冷却转变吴浩方1，吴浩杰1，杜献智1，潘恩宝2，邸洪双2，朱伏先2（1. 宝钢集团梅山钢铁公司技术中心，南京；2. 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，沈阳）摘要：利用Gleeble1500热模拟机，研究了铌、钛、钒微合金化钢－BM510L汽车大梁钢的未变形奥氏体连续冷却转变和变形奥氏体的连续冷却转变。
用膨胀法与金相法相结合的方式得到了实验用钢的静态CCT曲线和动态CCT 曲线，并对这两种曲线和显微组织进行了对比讨论。
在900℃奥氏体化后，以0.5℃/s连续冷却至室温，组织为铁素℃时，珠光体消失，随着冷却速度体+珠光体，以1℃/s连续冷却至室温，组织中出现贝氏体，当冷却速度达到5/s℃，珠光的加大，贝氏体逐渐变的细小；奥氏体化后进行变形，变形缩短了相变经历的时间，当冷却速度达到10/s体消失，变形有利于细化晶粒，改善组织形态。
关键词：微合金化，汽车大梁钢，CCT，连续冷却转变Austenite Continuous Cooling Transformation ofMicroalloying Truck Beam SteelWU Haofang1, WU Haojie1, DU Xianzhi1，PAN Enbao2, DI Hongshuang2, ZHU Fuxian2(1. Technology Center of Baosteel Meishan Iron & Steel Group Co. ,Nanjing;2. State Key Laboratory of Rolling and Automation, Northeastern University, Shenyang)Abstract: The truck beam steel (BM510L) contains microallying elements Nb, Ti and V. The static continuous cooling transformation and dynamic continuous cooling transformation have been studied by means of a Gleeble1500 thermal mechanical simulator. Thermal expansion method with metallographic examination was adopted to obtain the static CCT and℃ the steel is the dynamic CCT diagrams. The two diagrams have been contrasted and discussed. After austenitizing at 900,℃ the microstructure of the steel is cooled down to room temperature at different cooling rates。
承钢钒微合金化汽车大梁钢C610L的开发张兴利王金柱张俊粉梁新维沈彦新王澎（河北钢铁集团承德分公司技术中心，河北，承德 067002）摘要：承钢从自身钒钛资源优势出发，采用单一钒作为微合金化元素，通过合理的成分设计及工艺控制，成功开发出610Mpa级汽车大梁用钢，其综合性能优良，满足用户使用需求。
关键词：610Mpa 单一钒微合金化汽车大梁Development and application of C610L for automobile frames only contain V micro-alloy in Chengde SteelZHANG Xingli; WANG Jinzhu; ZHANG Junfen; LIANG Xinwei;SHEN Y anxin;W ANG Peng(HEBEI IRON & STEEL CO.,LTD. CHENGDE BRANCH, ,Chengde,Hebei, 067002) Abstract: From the superity of V&Ti resources, C610L has been developed by reasonable composition and process design in Chengde steel palnt which only contain V micro-alloy element. C610L can meet the requirment of consumer because of the good comprehensive properties. Keyword：610Mpa；only；micro-alloy with V；automobile frame1 前言随着国内重型汽车工业的快速发展，以及节约资源和环保意识的加强，用户对减轻汽车重量、降低油耗、提高汽车结构件强度以及安全性能等提出了更高的要求，因此，汽车大梁用钢板高强化是发展的大势所趋。
低成本510L汽车大梁钢生产实践吴刚;荆涛;金世铨【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P39-41,60)【作者】吴刚;荆涛;金世铨【作者单位】本钢集团产品研究院，辽宁本溪 117000;本钢集团热连轧厂，辽宁本溪 117000;本钢集团产品研究院，辽宁本溪 117000【正文语种】中文内容导读为达到汽车的轻量化发展，在传统生产工艺的基础上，利用廉价的Ti-Fe替代昂贵的Nb-Fe，突出钛的析出强化，实现了轻量低成本汽车大梁钢510L生产。
生产实践表明，当钢中Ti≥0.04%，汽车大梁钢510L对轧制工艺的波动较为敏感，钢板存在强度波动较大的问题。
通过化学成分和轧制工艺的不断优化，轻量低成本汽车大梁钢510L生产逐步稳定。
随着人们对生活品质与环境质量要求的不断提升，节能与安全越来越成为国内外汽车制造业追求的主要发展方向。
在降低油耗、减少排放、节能环保的诸多措施中，降低车重效果最为明显。
据统计，汽车车重每减轻10%，可以节省原油3%～7%［1］。
作为汽车重要零件之一的汽车大梁，特别是汽车承重梁，更是有效减轻汽车重量的主要零部件。
随着冶金工业生产设备和工艺技术的长足进步，应用微合金技术开发高强钢，使品种钢的结构和用量发生了深刻的变化，微合金元素的开发与应用充实了低合金钢的物理冶金内容和强韧化原理［2］。
近年来，国内外先进汽车厂正逐步增加高强钢的使用量，而且随着钢铁冶金技术和TMCP技术的逐渐成熟，以及含钛钢强化原理的逐渐完善，钛微合金元素在钢中的应用逐步增加。
与铌铁、钒铁等微合金元素相比，钛铁更具有成本优势。
钛在钢中的作用主要有：1）钛能与钢中氮、碳原子结合，形成稳定碳氮化钛、氮化钛及碳化钛等，能有效地阻止奥氏体晶粒长大，从而改善材料的焊接性能；2）w（Ti）≥0.04%［3］，配合合理的控轧控冷工艺，在钢中形成弥散细小的碳化钛，起到沉淀强化和细晶强化作用；3）钛能球化钢中的夹杂物，从而改善材料的低温冲击性能、各项异性及冷弯性能等。
包钢CSP 铌微合金化汽车大梁用钢板的研制董瑞峰1,王雪莲2,闫 波1(11包钢钢联股份有限公司薄板坯连铸连轧厂,内蒙古 包头 014010;21包钢(集团)公司带钢厂,内蒙古 包头 014010)摘 要:通过对薄板坯高温变形奥氏体再结晶和未再结晶区变形的有效控制,在包钢CSP 生产线上成功地开发出了Nb 微合金化汽车大梁用高强度钢带QSt E380TM 、FAS355L 。
分析表明,开发的含Nb 钢带组织细小、均匀,具有优异的韧性和成型性能,其性能完全满足汽车车箱纵梁、横梁的冲压和装配要求。
关键词:Nb 微合金化;CSP ;汽车大梁用钢板中图分类号:TG 113;TG 335155 文献标识码:A 文章编号:1003-9996(2006)01-0008-03Development of Nb Micro 2alloyed H ot 2rolled Steel Plate for Automobile Frame in B aotou CSP PlantDON G Rui 2feng 1,WAN G Xue 2lian 2,YAN Bo 1(11Baotou Steel Union Co.,Ltd.,Baotou 014010,China ;21Baotou Steel (Group )Co.,Baotou 014010,China )Abstract :The Nb micro 2alloyed steels of QSt E380TM and FAS355L for automobile frame were develo ped in Bao 2tou CSP Plant.The controlled rolling technology was applied ,and fine structure and good performances of plate were obtained.It can meet the demands of punching and assembling of the vertical and transverse beam of automobile.K ey w ords :Nb micro 2alloying ;CSP ;steel plate for automobile frame收稿日期:2005-07-06作者简介:董瑞峰(1972-),女(汉族),内蒙古呼和浩特人,工程师。
第21卷第6期 2011年6月中国冶金China M etallurg yVo l.21,N o.6June 2011汽车大梁钢610L 的研究马正伟, 王俊海, 亓俊鸿, 谷国华(山东泰山钢铁集团新材料研究所,山东莱芜271100)摘 要:利用真空中频感应熔炼炉按照设计的化学成分冶炼出汽车大梁钢610L 铸锭,将铸锭锻造成厚度为130mm 方坯后,用最大轧制力为3500kN 的试验轧机根据制定的试轧方案经过12道次轧制成厚度度为10mm 的钢板,并将钢板进行解剖分析。
分析结果表明:钢板的化学成分符合预先设定的低碳高锰微合金的原则;钢板的抗拉强度达到610M Pa 以上,伸长率低于24%;钢中出现贝氏体组织,晶粒度达到11级。
从而确定研发钢种的成分,确定了轧钢过程中的控制要点。
关键词:汽车大梁钢610L ;研发;层流冷却;贝氏体中图分类号:T F 777.2 文献标志码:A 文章编号:1006 9356(2011)06 0001 04Research on Automobile Beam Steel 610LM A Zheng w ei, WANG Jun hai, QI Jun ho ng , GU Guo hua(N ew M aterial Research Institute o f Shandong T a ishan Steel G roup,L aiw u 271100,Shandong,China)Abstract:A n automo bile frames steel 610L w as melt in vacuum inter mediate frequency inductio n w ith t he pre set chemical co mpo sitio n,for ged into a billet in 130mm thickness,using r olled into g aug e 10mm of steel plate w ith 12pass according to the pro gr am develo ped o n ex per imental ro lling mill w ith the maximum ro lling for ce 3500kN.T he results fro m the plate test show that the chemical composit ion of steel plat e co nforms t o the pr inciples that pre set low carbon hig h mang anese micro alloy s;the tensile strength of steel reaches mor e than 610M Pa;the elongation is less than 24%;there are bainite micro st ructur e and t he index 11of g rain size.T he com position of the steel and key po int of r olling pr ocess w ere affirmed by cur rent trial.Key words:auto mobile beam steel 610L ;research and dev elo pment;laminar coo ling ;bainite作者简介:马正伟(1982 ),男,硕士,工程师; E mail :zh iqiuo@; 收稿日期:2010 06 09随着中国汽车工业的飞速发展,各汽车制造厂对汽车用钢的需求量大大增加,对产品综合性能的要求也越来越高。
汽车大梁钢610L的试制开发陈培敦;马正伟;陈坤【摘要】按照低碳高锰微合金的成分设计原则,利用真空巾频感应熔炼炉冶炼并浇铸成130mm×350mm的铸坯,经过12道次轧制成厚度为10mm的钢板,实验室试制了汽车大梁钢610L.检测分析表明:钢中出现了贝氏体组织,伸长率偏低.工业试制在降低氧含量的前提下进行了Si-Ca线变质处理,同时降低轧制温度和严格控冷,得到了以针状铁素体+珠光体为主的组织,晶粒度12级,其抗拉强度在625MPa以上,延伸率在24%以上,成功开发了高强度610L钢.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2010(032)005【总页数】3页(P27-29)【关键词】汽车大梁钢;层流冷却;轧制温度;变质处理【作者】陈培敦;马正伟;陈坤【作者单位】山东泰山钢铁集团有限公司,山东,莱芜,271100;山东泰山钢铁集团有限公司,山东,莱芜,271100;山东泰山钢铁集团有限公司,山东,莱芜,271100【正文语种】中文【中图分类】TG142.4汽车大梁钢主要用于各类汽车车架纵梁、横梁等结构件。
随着汽车工业的发展，各汽车制造厂家对汽车用钢的需求量大大增加，根据汽车轻量化的要求，对汽车大梁钢综合性能的要求也越来越高，不仅要求具有更高的强度，而且还需要良好的塑性、韧性以及优良的冷弯性能［1-2］。
为此，泰钢试制开发了汽车大梁钢610L。
利用最高加热温度为1 700℃、坩埚容积为50 kg、中频频率为1 500～2 500 Hz 的真空中频感应熔炼炉，按照表1成分进行冶炼。
将冶炼的试验铸坯放入最高加热温度为1 350℃的加热炉中加热到1 240℃，驻炉200 min；利用最大轧制力为3 500 kN、轧制速度0～1.5 m/s的实验轧机按照表2工艺，轧制12道次至板厚10 mm；在自制水幕冷却设备上控制冷却；冷却后将试样放在石棉中缓冷模拟卷取温度。
精轧开轧温度930～950℃，终轧温度800～820℃；层流冷却5～8℃/s，冷后温度580℃。
低碳微合金化汽车大梁用钢B610L的研制开发张爱梅;吾塔;赵亮【摘要】文章介绍了通过采用合理的成分设计、洁净钢生产技术及控轧控冷工艺,实现了610M Pa级汽车大梁用钢的工业生产.生产结果表明:设计开发的B610L汽车大梁用钢具备优良的微观组织,稳定的力学性能,优异的冷成型性能,能够满足多种轻型车和载重车大梁用钢加工和使用要求.【期刊名称】《新疆钢铁》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P4-7)【关键词】汽车大梁钢B610L;微合金化;成分设计;性能【作者】张爱梅;吾塔;赵亮【作者单位】宝钢集团八钢公司制造管理部;宝钢集团八钢公司制造管理部;宝钢集团八钢公司制造管理部【正文语种】中文【中图分类】TG142.33汽车大梁用热轧钢板主要用于制造汽车车架的纵、横梁。
要求制造材料必须具有很高的强度及良好的塑性、韧性和冷弯成形性。
随着我国汽车工业的飞速发展，交通安全等问题也日益凸显。
在保证汽车强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车整体重量，提高汽车的动力性，减少燃料能耗，进而降低环境污染，这些要求已成为目前汽车工业发展的风向标。
因而广泛使用高强度汽车板则成为实现汽车轻量化的主要途径之一。
研究结果表明[1]，钢板的抗拉强度从400MPa提高到600MPa，钢板厚度可从16mm降低到12 mm，而吸收的冲击能指数基本保持不变，汽车减重率可提高约15%。
八钢公司近年来陆续开发了B510L、B550L等多个牌号汽车大梁用钢，投入市场，用户使用后反映良好。
为了使八钢生产的汽车大梁用钢系列化，满足用户轻量化的需求，结合八钢炼钢、轧制装备特点，通过工业试制与应用跟踪，成功开发出抗拉强度610MPa的汽车大梁钢B610L。
1 B610L钢的技术要求及生产工艺1.1 性能要求根据下游用户要求，汽车大梁用B610L热轧钢带化学成分及力学性能要求见表1、表2。
表1 B610L成分的交货标准 w t,%表2 B610L钢力学性能与工艺性能1.2 成分设计成分设计的基础是要满足力学和工艺性能的要求,结合汽车大梁钢B610L的性能要求、服役环境，主要设计目标为实现高强度、高韧性、稳定的冷成型性能。
在进行成分设计时，重点考虑采取以下措施：（1）控制C、Mn含量，改善材料焊接性能；（2）控制S含量，减少S化物夹杂，以改善疲劳性能;（3）添加合金元素Nb、V、Ti、Al用来提高钢的强度，合金元素对钢板的强度、塑性、焊接等各项性能均会产生不同的影响。
C是钢中的一个非常重要的元素，它的含量会对钢的微观组织产生直接的影响，从而极大地影响最终产品的机械性能。
较高含量的C元素能大幅度提高钢的强度，同时降低钢的塑性和可焊性。
Mn也是一个非常重要的元素，它主要以代位固溶的方式对钢产生强化作用，对提高钢的韧性有很好的作用，有利于提高钢板强度的。
另一类元素有Nb、V、Ti、Al，通过固溶、晶粒细化、析出第二相粒子等强化方式，达到提高强度的目的。
针对B610L的具体性能要求，研究分析了C、Si、Mn、Nb、Ti、V等强化元素的变化对材料各项性能的影响,确定八钢B610L钢的化学成分设计采用低碳结合高锰，并通过添加Nb、V、Ti进行微合金化的工艺路线。
最终实现有效促进C、N化物粒子析出，通过沉淀强化及细晶强化等策略，稳定高强度汽车大梁钢的各项性能。
成分设计详情见表3。
表3 B610L汽车大梁钢的成分设计 %1.3 生产工艺根据B610L成分设计特点和1750mm热轧生产线的特点，其工艺路线为：铁水预处理→120t顶底复吹转炉→冶炼→LF精炼→板坯连铸→合格连铸坯准备→加热→高压水除鳞→可逆粗轧5道次→热卷箱→开卷→飞剪切头尾→高压水除鳞→精轧机组→层流冷却→卷取→卸卷、打捆。
2 工艺控制技术2.1 冶炼与连铸由于汽车大梁钢对钢水纯净度要求较高，生产时需要严格控制钢中S、P含量，在生产B610L汽车大梁钢过程中采用洁净钢生产技术。
（1）铁水预处理，入转炉铁水硫控制在0.005%以下。
（2）强化转炉冶炼操作，提高转炉的脱S、脱P率。
出钢前向钢包底加入200kg 的铝渣球，对钢包顶渣进行改质，利于脱硫和去除夹杂，为精炼造还原渣提供良好的条件，利于提高钢水纯净度。
（3）采用埋弧操作，有效控制LF精炼钢水裸露氧化和增氮。
LF精炼增氮量控制在15×10-6以下；LF深脱硫，钢中S含量降低到0.005%以下。
（4）钙处理。
对非金属夹杂物进行变性处理，使Al2O3变性为钙铝酸盐，易于上浮去除。
（5）精炼出站后，进行软吹氩，时间大于8min，促进钢中夹杂物充分上浮去除，利于钢水成分、温度的均匀，提高钢水纯净度。
（6）板坯连铸浇注过程采用大包和中包低碳覆盖剂，防止钢水降温过快，连浇钢水过热度控制在30℃以内，长水口和浸入式水口采用氩封保护浇注，减少钢液的二次氧化。
2.2 轧制工艺（1）加热制度。
板坯加热温度的设计是要使钢的奥氏体晶粒不明显长大，又保证钢中合金化合物的充分固溶,防止板坯存在“过烧”和“过热”的现象，板坯加热采用步进梁式加热炉加热，加热时间160～190min，其中均热时间30～40min；保证炉膛温度二加段为1280℃，均热段温度为1200℃，板坯从加热炉出来温度控制1170±30℃。
板坯出炉后，经多道次粗轧，通过反复变形和再结晶，使奥氏体晶粒不断得到细化。
（2）终轧温度。
终轧温度和卷取温度是热轧带钢控制轧制和控制冷却的主要参数。
为了保证板坯再结晶的程度，尽量对原奥氏体进行细化，在粗轧阶段增加对板坯的压下量；板坯经过奇道次轧制后，得到中间坯的厚度34～42mm，从粗轧抛钢时中间坯的温度为1010～1030℃。
中间坯进入精轧机轧制，通过机架间的冷却水达到对轧制钢带的冷却，确保终轧温度在860℃。
（3）卷取温度。
卷取温度是含铌钒微合金钢获得细晶强化和沉淀强化的关键参数,过低的卷取温度不利于沉淀强化,过高的卷取温度不利于晶粒细化,卷取温度控制在600～640℃,能够获得细晶强化和沉淀强化的合理配合。
八钢1750mm热轧生产线带立辊粗轧机，具有AWC宽度自动控制和SSC短行程控制功能，粗轧最大轧制压力为42000 kN，均有除鳞装置，去除二次氧化铁皮。
六架四辊式精轧机，精轧机之间设有五套液压活套，以保证带钢厚度和宽度精度。
高位水箱的层流冷却装置，能根据带钢温度、厚度、钢种及轧制速度，开启的喷水组数和调节水量，将带钢由终轧温度冷却至所要求的卷取温度，稳定和提高产品的机械性能；三助卷辊式的地下卷取机，助卷辊具有自动踏步控制（AJC）功能，保证卷取质量。
为了使板卷得到具有较高级别晶粒度的高倍组织，较好的冲击韧性，并避免回复再结晶，结合设备情况，热轧轧制工艺将终轧FT6定为（860±20）℃，卷取CT定为（620±20）℃，层冷模式设定为前段快冷。
热轧工艺参数见表4。
表4 热轧工艺参数3 大梁用钢B610L热轧板卷工业化生产3.1 B610L冶炼成分实绩图1 B610L板坯主要成分含量分布工业化生产阶段，统计了2014年1月至2015年4月生产的30炉B610L成分控制情况，各元素含量完全达到设计要求，且波动范围很小，主要成分含量分布见图1。
熔炼成品C控制精度高，C含量的波动控制在±0.015%以内，C元素和其他合金元素的高精度控制为轧制钢材的性能稳定性创造了良好条件；硫含量控制在0.005%以下，降低了MnS夹杂以利于冲压成型。
3.2 B610L热轧板卷的组织和夹杂对试制的B610板卷用ASTME45 A方法进行抽检钢中A、B、C、D类非金属夹杂物级别检验，结果均小于1.0级，钢质纯净，夹杂物颗粒细小，见图2。
由此可以证明钢水纯净度较高。
有研究表明：低合金钢经过微钛处理后，钢中夹杂物由硫化物和硅酸盐类变为细小的氧化物。
夹杂物由长条的尖角状变成圆形或近圆形，从而降低了有害夹杂物对钢材塑性、韧性的不良影响,使成品板卷具有良好的冷成型性能。
采用光学显微镜对B610板卷进行微观组织分析。
试样经研磨和抛光后，用4%硝酸酒精腐蚀，用奥林巴斯PMG3倒置金相显微镜B610L钢的金相组织，如图3所示。
图2 B610L热轧板卷夹杂物图3 B610L热轧板卷金相组织由图3可见，高强度汽车大梁钢B610L微观组主要为细小的多边形铁素体+珠光体，平均晶粒度可达11级，带状组织小于2级。
3.3 强度及塑性对2014年1月至2015年4月生产的50批次B610L钢的屈服强度、抗拉强度和伸长率进行了统计分析，统计结果见表5。
表5 B610L钢性能的统计分析其力学性能分布见图4。
图4 B610L力学性能分布图从表5及图4可以看出,各项力学指标均满足技术条件的要求，性能波动较小，不同卷性能均匀，表明轧制过程温度控制控制良好。
4 汽车大梁钢B610L实际应用B610从2014年4月推向市场以来，已累计生产2000t，供山西大运、三一重工等汽车厂家，用于制造卡车纵梁、横梁、支撑结构件等，钢材冲压性能表现良好，没有发现冲压开裂现象，冷成型性能和翻边、扩孔性能良好，产品质量稳定，受到用户的认可。
制造的大梁如图5所示。
图5 使用B610L制造的大梁5 结束语（1）采用低碳微合金化冶炼工艺，在1750mm热轧常规板坯产线，生产低碳微合金化汽车大梁钢B610L,其化学成分和工艺规程设计合理，可以实现批量生产。
（2）八钢开发生产的B610L大梁钢力学性能均匀稳定，表面质量优良，且具有良好的冲压性能，钢卷的实物质量均达到了技术标准的要求。
（3）钢卷表面质量和冷弯成形性能好，冶炼过程采用洁净钢的冶炼技术，有效地控制了钢中夹杂物含量及形态分布，降低了夹杂物对产品性能的影响，显微组织主要为铁素体+珠光体组织，具有较好的力学性能；制作的大梁产品尺寸精度高，质量稳定，综合成材率高。
参考文献[1]王国栋，刘相华，吴迪.节约型钢铁材料及其减量化加工制造[J].轧钢，2006，23（2）：1～5.。
