張春一

（梅山鋼鐵公司制造管理部，江蘇 南京 210039）

梅鋼低成本高表面汽車大梁鋼B510L開(kāi)發(fā)

張春一

（梅山鋼鐵公司制造管理部，江蘇 南京 210039）

在現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化成分體系及工藝路徑，利用梅鋼1780產(chǎn)線的TMCP技術(shù)成功開(kāi)發(fā)出了經(jīng)濟(jì)型汽車大梁鋼B510L。結(jié)果表明，梅鋼經(jīng)濟(jì)型B510L組織均勻，性能穩(wěn)定，表面基本無(wú)紅鐵皮缺陷，產(chǎn)品過(guò)程能力充足，成型性及表面質(zhì)量完全能夠滿足用戶加工和使用要求，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

低成本；高表面；汽車大梁鋼；B510L

0　引言

B510L屬于汽車大梁用鋼，主要制作汽車的橫梁、縱梁、附梁、結(jié)構(gòu)件等，承受較大的靜載荷和一定的沖擊及振動(dòng)載荷，因此鋼板必須要有良好的強(qiáng)韌性、焊接性及冷成形性等。國(guó)內(nèi)外各條熱軋產(chǎn)線大梁鋼B510L基本屬于常規(guī)產(chǎn)品，采用的強(qiáng)化元素主要是C、Mn強(qiáng)化以及Nb、Ti、V等微合金強(qiáng)化。梅鋼2001年已開(kāi)發(fā)出了適合主流市場(chǎng)的汽車大梁鋼B510L，用戶使用較好，但由于產(chǎn)品在同質(zhì)化市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)激烈，盈利能力較低。同時(shí)，汽車鋼下游用戶對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量要求越來(lái)越高，而原產(chǎn)品屬于含硅設(shè)計(jì)，表面易發(fā)生銹紅鐵皮缺陷，用戶對(duì)表面質(zhì)量的抱怨越來(lái)越多。梅鋼為強(qiáng)化產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，借助新一代TMCP技術(shù)細(xì)晶強(qiáng)化原理，利用以水代金的思想，在原B510L產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了經(jīng)濟(jì)型高表面汽車大梁鋼B510L。

1　技術(shù)要求

B510L執(zhí)行寶鋼股份企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/BQB 310-2014《汽車結(jié)構(gòu)用熱連軋鋼板及鋼帶》，化學(xué)成分與性能要求見(jiàn)表1。

2　產(chǎn)品設(shè)計(jì)

（1）成分設(shè)計(jì)。梅鋼生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型B510L的原則是：在保證材料強(qiáng)度、冷彎及焊接等性能穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，分析各化學(xué)成分的作用，探索低成本高表面汽車大梁鋼B510L的生產(chǎn)的途徑。提高碳含量，對(duì)提高強(qiáng)度有利，但是過(guò)高的碳含量會(huì)在鋼中形成較多粗大脆性的碳化物顆粒，對(duì)塑性和韌性不利，碳含量過(guò)高還會(huì)在鋼板中心形成偏析帶，對(duì)彎曲性能成型性不利。錳可以起到固溶強(qiáng)化的作用，同時(shí)能擴(kuò)大γ區(qū)，降低γ→α轉(zhuǎn)變溫度，細(xì)化鐵素體晶粒和珠光體片間距。但Mn含量高，會(huì)相應(yīng)增加鋼的成本。所以，為實(shí)現(xiàn)降低成本的目的，采用了提C降Mn的成分設(shè)計(jì)。硅固溶在鋼板基體中有明顯的強(qiáng)化效果，但是硅含量過(guò)高對(duì)鋼板塑性和韌性不利，同時(shí)硅含量過(guò)高會(huì)在熱軋板表面形成銹紅鐵皮缺陷，影響產(chǎn)品外觀及后續(xù)表面處理。所以為提高材料表面質(zhì)量，Si含量設(shè)定為0.05%～0.25%。

（2）生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)。經(jīng)濟(jì)型B510L生產(chǎn)工藝原設(shè)計(jì)的區(qū)別在于：煉鋼由LF+RH雙聯(lián)工藝變更為只過(guò)LF爐。為保證鋼水的純凈度，LF由淺處理變更為L(zhǎng)F深處理的處理方式。同時(shí)，熱軋采用了梅鋼1780機(jī)組的TMCP技術(shù)。①煉鋼工藝設(shè)計(jì)。根據(jù)大梁鋼的成分設(shè)計(jì)及使用要求，B510L煉鋼工藝的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)是LF深處理，提高鋼水純凈度。LF處理目的在于成份和溫度調(diào)整、脫氧、去除夾雜、脫硫，最終將出鋼S、P的含量控制在：S≤0.01%，P≤0.02%。②熱軋工藝設(shè)計(jì)。根據(jù)大梁鋼的化學(xué)成分及性能要求，B510L熱軋工藝的控制原則是：細(xì)化晶粒、得到等軸狀的鐵素體晶粒、盡量消除帶狀組織。在工藝的選擇上主要考慮板中間坯厚度、終軋卷取溫度及冷卻方式等因素。熱軋板帶要獲得超細(xì)晶粒組織，必須要保證在較低奧氏體臨界溫度（Ar3附近）實(shí)施大變形量。通過(guò)奧氏體未再結(jié)晶區(qū)較低的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行軋制，得到內(nèi)部有變形帶的扁平狀?yuàn)W氏體晶粒，增加晶界面積，增加相變形核核心，在隨后的層流冷卻過(guò)程中轉(zhuǎn)變成細(xì)小的鐵素體晶粒，發(fā)揮細(xì)晶強(qiáng)化的作用。因此終軋溫度過(guò)高，則無(wú)法發(fā)揮細(xì)晶強(qiáng)化作用，終軋溫度過(guò)低，一方面增加軋機(jī)負(fù)荷，另一方面則會(huì)進(jìn)入兩相區(qū)軋制導(dǎo)致混晶的發(fā)生，因此將終軋溫度設(shè)定為800～840℃。中間坯厚度是保證精軋有足夠的壓下率，但是過(guò)大的中間坯厚度會(huì)增加精軋?jiān)O(shè)備的負(fù)荷，并且影響軋制速度，降低生產(chǎn)效率。所以根據(jù)最終產(chǎn)品厚度，將中間坯厚度設(shè)定為40～49mm。變形后快的冷卻速度可以抑制鐵素體晶粒長(zhǎng)大，同時(shí)低的卷取溫度還能夠消除元素偏析形成的帶狀組織，提高材料的冷彎成型性能。但是卷取溫度過(guò)低，容易形成魏氏組織反而會(huì)降低材料的塑性和韌性。綜合考慮，將熱軋卷取溫度設(shè)定為500～540℃。冷卻方式采用前段超快冷。

表1　B510L技術(shù)條件

3　產(chǎn)品質(zhì)量與分析

（1）金相分析。取工業(yè)試制B510L試樣，進(jìn)行金相分析，其組織為鐵素體+珠光體，晶粒度級(jí)別是10級(jí)，見(jiàn)圖1、圖2。

圖1　金相組織×500　

圖2　晶粒度×100

（2）力學(xué)性能分析。收集2015年試制以來(lái)B510L的生產(chǎn)實(shí)績(jī)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)型B510L性能控制穩(wěn)定，波動(dòng)較小，產(chǎn)品過(guò)程能力充足。詳見(jiàn)表2。

表2　B510L性能情況

（3）用戶使用情。2015年5月以來(lái)，梅鋼共生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型B510L 5 000 t，規(guī)格覆蓋2.3～9.0 mm，用于制作汽車橫梁、縱梁、車廂底板等汽車結(jié)構(gòu)件。用戶反映梅鋼B510L成型性及焊接性能穩(wěn)定，完全能夠滿足用戶加工和使用要求，同時(shí)克服了常規(guī)大梁鋼產(chǎn)品的表面紅鐵皮缺陷，受到了用戶的一致好評(píng)。

4　結(jié)語(yǔ)

第一，梅鋼開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)型高表面汽車大梁鋼B510L產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理，性能控制穩(wěn)定，波動(dòng)較小，產(chǎn)品過(guò)程能力充足；第二，用戶使用證明梅鋼B510L加工成型性能穩(wěn)定，表面質(zhì)量良好，完全能夠滿足用戶加工和使用要求，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；第三，通過(guò)計(jì)算，梅鋼開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)型高表面汽車大梁鋼B510L較常規(guī)產(chǎn)品噸鋼降低成本約50元，提高了產(chǎn)品的盈利能力。

U463

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1671-0711（2016）08（下）-0019-02