專利名稱：一種抗拉強度500MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種低合金結構鋼及其制造方 法，屬鋼鐵材料制造領域。
背景技術：
在本發明前，中國專利申請號CN201010597659. I公開了“一種熱軋可焊接細晶粒結構鋼S355ML鋼板及其生產方法”，該鋼板的Si、Mn含量分別為coSi0. 20 O. 50%、ω^Ι. 20 I. 60%，在冶煉工序，還須進行鋼包爐精煉和真空精煉，該鋼的屈服強度在390 450MPa，抗拉強度520 570MPa，伸長率在25 28%，性能富余量較大；中國專利申請號CN201019000011. 9公開的“一種LQ380G車輪用鋼的生產方法”，通過調整C、Si、Mn的比例，加入微量Ti合金元素，C、Ti含量分別為coc O. 06 O. 08%、ωΤ O. 005 O. 015%，還通過調整溫度制度，降低鋼坯加熱溫度，提高精軋終軋溫度和卷取溫度，實現LQ380G車輪用鋼伸長率的提高；中國專利申請號CN201010017998.8公開的“一種含Nb汽車用熱軋窄帶鋼的生產工藝”，其Mn、Nb含量為WsfaO. 90 I. 25%、ω,,Ο. 03 O. 05%，還通過冶煉原料準備、電弧爐冶煉、鋼包爐精煉和真空精煉、連鑄過程中電磁攪拌和熱連軋工藝控制，生產出汽車用熱軋窄帶鋼；一種公開出版物(谷春陽.鞍鋼SM490A熱軋帶鋼組織性能控制研究.鞍鋼技術.2004，(I): 19- 22)對SM490A熱軋帶鋼出現冷彎裂紋、延伸率偏低等問題進行了分析研究后，確定了合理的化學成分范圍和軋制工藝制度，其化學成分中的Mn含量為Colin
I.00 I. 13%，還通過Nb來提高鋼材的綜合性能。又有如美國專利US20090866382公開了“高強度熱軋鋼帶及其制造方法”，對鋼中的Ti及Ti與N的含量關系作出了嚴格的限定，增加了生產控制難度；美國專利US20080934039公開的“具有優異疲勞性能和延展性能的熱軋鋼帶及其制造方法”，采用超低碳(ω。0.015 O. 040%)設計理念，Mn含量OsfaO. 9 I. 8%，還對Ti、C含量及Ti/C 的比值提出了要求；一種公開出版物(Birzer, F. Sheet Purchase Specificationsand Tests With Respect to Manufacturing Process. Sheet Metal Working ’84(BIechbearbeitung ’84). 1984(7-8 Nov) : 51-80)對不同成分的鋼進行了冷彎試驗研究，提出應控制碳化物的尺寸在一定范圍內，才能得到好的延伸性，試驗所用一組鋼中的
ωΑ1 0. 061%, ωΤ 0. 18%。
發明內容
本發明的目的是提供一種抗拉強度500MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼及其制造方法，本發明熱軋鋼的化學成分簡單，只添加強化效果好而成本低廉的合金元素Ti ;發揮冶金工藝裝備的能力，獲得適合冷彎成型加工的綜合性能，生產工藝窗口較寬，適合大生產操作。所述目的是通過如下方案實現的一種抗拉強度500MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼，是由下述重量百分比的成分組成c 0. 085 O. 18，Si ( O. 20,Mn :0. 50 O. 90, P ^ O. 025，S 彡 O. 020, Al 0. 010 O. 050，Ti :0. 020 O. 060，余量為Fe及不可避免的雜質。在上述成分中，優選采用下述重量比例的一種或多種成分C O. 088 O. 135，Si O. 14 O. 19，Mn O. 71 O. 89，P O. 021，S O. 015，A10. 034 O. 047, TiO. 041 O. 058。還可以優選采用下述重量比例的一種或多種成分C O. 14 O. 175，Si O. 05 O. 13,Mn O. 51 O. 67, P O. 016，S O. 007, A10. 013 O. 037，TiO. 022 O. 040。以下詳述本發明中C、Si、Mn、P、S、Al、Ti限定量的理由。C在鋼中以間隙原子的形式存在，能非常有效地提高鋼材強度，是最為經濟的強化 元素，為保證發明鋼的強度達到設計要求，且體現低成本理念，C含量下限是O. 085% ;隨著鋼中碳含量增加，鋼材的伸長率和沖擊韌性下降，考慮到本發明鋼主要用作冷彎成型的原材料，高延性是發明鋼最重要的性能要求，同時，冷彎成型產品大多是閉口形狀，需要采用高頻焊接工藝成型，因此，還要兼顧鋼材的焊接性，因而C含量不能太高，所以C含量上限是
O.18%。Si在鋼中以固溶形態存在于鐵素體或奧氏體中，顯著提高鋼的屈服強度，降低鋼的塑性和韌性，不利于冷彎成型加工；在煉鋼過程中用硅作為還原劑和脫氧劑的工藝成熟，成本低廉，所以Si含量上限是O. 20%οMn固溶于鐵素體和奧氏體中，擴大奧氏體區，降低鋼冷卻過程的相變點，提高鋼的淬透性，可提高鋼的屈服強度和抗拉強度，對延性無明顯影響；Mn還與鋼中的S形成較高熔點的MnS，避免在晶界上形成FeS薄膜，消除鋼的熱脆性，所以Mn含量下限為O. 50% ;但胞含量過高時，給冷彎成型加工帶來困難，導致冷彎成型產品具有較大的殘余應力，甚至影響冷彎產品的尺寸精度，影響使用性能，且Mn含量過高還對焊接性能有不利影響，Mn含量上限為O. 90%οP是鋼中的有害元素，增加鋼的冷脆性，降低塑性，使焊接性能變差，使冷彎性能降低，而降低P含量會增加生產成本，因此要求鋼中含磷量< O. 025%。S也是鋼中的有害元素，使鋼產生熱脆性，降低鋼的延性和韌性，使鋼材產生各向異性，對焊接性能也不利，而降低S含量也會增加生產成本，S含量上限是O. 020%。Al是煉鋼過程中的最為經濟有效的脫氧元素，一定含量的Al還能細化鋼材的晶粒，提高鋼材的強度和韌性，所以Al含量下限為O. 010% ;但八1含量過高易導致鋼中夾雜增多，對鋼材的延性不利，且本發明鋼還需要Ti在鋼中形成氧化物、氮化物來改善鋼材的冷彎成型性能，因此，Al含量的上限O. 05%。Ti是一種強碳化物和氮化物形成元素，在鋼中形成的TiN、Ti (C、N)等粒子非常穩定，能有效地釘扎晶界，阻止奧氏體晶粒長大，因而能夠細化晶粒，提高鋼材的韌性和強度，同時，由于冷彎產品大多需要采用高頻焊接工藝成型為閉口形狀，添加適量的Ti可提高焊接性能，所以下限為O. 020%。通過細化晶粒強化鋼材，會導致鋼材的延性降低，添加過量的Ti會導致鋼中夾雜物增多，降低韌性和延性，因此Ti的上限為O. 060%。本發明同時提供一種抗拉強度500MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼的制造方法。采用轉爐頂底吹煉，按低合金結構鋼工藝進行軋制，其特征在于出鋼后吹氬處理時間彡5分鐘，澆鑄時鋼水過熱度彡25°C;粗軋出口溫度彡1100°C，精軋終軋溫度780 880°C，
卷取溫度550 650°C。本發明具有如下優點I.本發明鋼采用經濟型強化元素C、Ti保證鋼材的冷彎成型性能，體現了低成本理念。2.通過冶煉、連鑄工藝參數控制，保證發明鋼具有良好的冷彎成型性能，冷彎產品
不開裂，薄規格長條狀冷彎產品不發生扭曲變形，冷彎產品尺寸精度高。
3.本發明鋼的生產工藝具有良好的適應性，制造成本低廉。4.本發明鋼的延性高，最適合制造較復雜斷面的冷彎型鋼產品。
具體實施例方式本發明鋼實施例的制備工藝為表I實施例的化學成分(質量分數，％)
權利要求
1.一種抗拉強度500MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼，其特征在于是由下述重量百分比的成分組成C 0. 085 0. 18，Si ( 0. 20，Mn :0. 50 0. 90，P 彡 0. 025，S 彡 0. 020， Al :0. 010 0. 050，Ti :0. 020 0. 060，余量為Fe及不可避免的雜質。
2.根據權利要求I所述的抗拉強度500MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼，其特征在于采用下述重量比例的一種或多種成分C 0. 088 0. 135, Si 0. 14 0. 19, Mn 0. 71 0. 89, P 0. 021, S 0. 015, A10. 034 0. 047，TiO. 041 0. 058。
3.根據權利要求I所述的抗拉強度500MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼，其特征在于采用下述重量比例的一種或多種成分C 0. 14 0. 175, Si 0. 05 0. 13, Mn 0. 51 0. 67, P 0. 016, S 0. 007, A10. 013 0. 037，TiO. 022 0. 040。
4.一種抗拉強度500MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼的制造方法，其特征在于出鋼后吹氬處理時間> 5分鐘，澆鑄時鋼水過熱度彡25°C;粗軋出口溫度彡1100°C，精軋終軋溫度780 880°C，卷取溫度550 650°C。
全文摘要
本發明提供一種抗拉強度500MPa級低成本高延性冷彎成型用鋼及其制造方法，所述鋼是由下述重量百分比的成分組成C0.085～0.18，Si≤0.20，Mn0.50～0.90，P≤0.025，S≤0.020，Al0.010～0.050，Ti0.020～0.060，余量為Fe及不可避免的雜質。所述制造方法體現了低成本思想，采用經濟型強化元素C、Ti保證鋼材的冷彎成型性能；轉爐冶煉后，通過吹氬進行爐外精煉，提高了發明鋼的冶金質量，也沒有過多地增加成本；還通過控制澆鑄時鋼水過熱度、粗軋出口溫度、精軋終軋溫度、卷取溫度等工藝參數，使發明鋼具有良好的冷彎成型性能，冷彎產品不開裂，薄規格長條狀冷彎產品不發生扭曲變形，冷彎產品尺寸精度高。
文檔編號C22C38/14GK102628141SQ20121014113
公開日2012年8月8日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者習天輝 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司