包钢高强度汽车大梁钢开发

表２
垦 ！ｉ
轧制分为两个阶段进行，第一阶段为再结晶奥氏 体区域轧制。在高温轧制后快速进行再结晶，在此阶 段经过反复变形和再结晶，奥氏体晶粒得到细化；第二 阶段是未再结晶奥氏体区域轧制。轧制温度降低，奥 氏体再结晶将被抑制，此阶段经过轧制，随着压下量的 增加，奥氏体晶粒伸长，晶粒产生大量形变带。１＿仅 相变时，在＾ｙ晶粒界和形变带上都产生仅核，使ｄ的形 核点增多，仅晶粒将被进一步细化旧Ｊ。 因此精轧开轧温度是以保证终轧温度为依据设 定，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∞ｊ。ＢＴ６１０Ｌ精轧开轧温度设定 为不低于９５０ ｏＣ，根据不同厚度规格，精轧终轧温度 范围为８３５～８７５ ｏＣ，层冷模式为前段冷却，卷取温 度范围为５８５～６５５℃。
１．２化学成分设计
化学成分设计的基础是要满足力学性能要求， ＢＴ６１０Ｌ选择铁素体＋珠光体组织设计，采用低碳、 低硫、低磷，添加微合金元素铌和钛，强韧化机制以 细晶强化为主，附加析出强化和位错强化口］，从而 获得高强度、高韧性和稳定的冷成形性等优良的综 合性能。综上，ＢＴ６１０Ｌ化学成分设计见表２。
６．
４７３０．３Ｈ１进行了Ｉ级探伤，无裂纹、分层等内部缺
表５锅炉压力容器Ｑ３４５Ｒ的力学性能
陷，Ｉ级探伤合格。 ［３］
李远征，刘清有，贾书君，等．轧制工艺对中碳 锰钢的组织影响［Ｊ］．材料热处理技术，２０１ｌ，
（６）：６０—６６．
［４］
ＪＢ／Ｔ４７３０．３－２００５，承压设备无损检测第３ 部分：超声检测［ｓ］．
６８０℃。精
炼就位温度不低于１５６０。Ｃ，ＬＦ炉精炼过程用锰铁、铌
图１
夹杂物和金相组织
万方数据
３８
包钢科技
第４１卷
３．２力学性能
１１０
对所生产的４０炉ＢＴ６１０Ｌ进行力学性能检测， 力学性能控制稳定，符合企标要求，力学性能范围见
表３。
表３ ＢＴ６１０Ｌ力学性能控制水平（横向）
１００
２∞ 雷 蟾 是∞
ｍｍ的Ｖ型缺口半试样，进行２０℃、
ｏＣ、一２０℃、一４０℃、一６０℃系列冲击试验，冲击
韧性没有出现明显降低，ＢＴ６１０Ｌ脆性转变温度在
一６０℃以下，低温韧性良好，见图２。
（ａ）双冷弯
（ｂ）宽冷弯
图３冷弯试验
３．５残余应力检测
残余应力的存在将影响板料的成形性能和产品 质量，当裁剪钢板的时候，剪开的金属板件残余应力 得到释放，金属板件就会出现变形¨１。对两个厚度 规格的ＢＴ６１０Ｌ进行０。、４５。和９０。三个方向的残余 应力检测，结果表明，ＢＴ６１０Ｌ残余应力非常小，见表
注：碳当量ＣＥＶ＝∞［Ｃ］＋Ⅲ［Ｍｎ］／６＋Ｗ［Ｃｒ＋Ｍｏ＋ｖ］／５＋ ∞［Ｎｉ＋Ｃｕ］／１５
３．２产品力学性能 试制的Ｑ３４５Ｒ钢板的常规力学性能见表５，钢 参考文献
板的各项性能均满足国标要求，且余量较大，另外冷 弯试样表面完好、无裂纹；对试制钢板逐张按照ＪＢ／
Ｔ
ＧＢ７１３＿２００８，锅炉和压力容器用钢板国家 标准第１号修改单［Ｓ］． ［２］ 梁宝珠，洪君，刘孟启．锅炉和压力容器用 Ｑ３４５Ｒ钢板的研制［Ｊ］．宽厚板，２０１１，（２）：
（上接第３８页） ［２］
［３］
路峰，赵培林，周平．６１０ ＭＰａ级汽车大梁钢生 产实践［Ｊ］．山东冶金，２０１１，３３（５）：３８—４０． 卢军辉，王晓春，张慧，等．Ｎｂ—Ｔｉ微合金化
６１０
ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ
ｃｒａｃｋｉｎｇ［Ｊ］．ＩＳｌＪ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，
１９９９，３９（９）：８３３—８５５． ［６］ 肖广耀，葛影．汽车大梁钢６１０Ｌ轧制工艺
万方数据
第３期
包钢高强度汽车大梁钢ＢＴ６１０Ｌ开发
３７
反映冲压成型性能良好。
１
铁、钛铁等进行微合金化，用Ｓｉ—Ｃａ线进行钙处理。铸 机采用恒拉速控制，铸机拉速范围１．０～１．５
２．２加热
ｍ／ｍｉｎ。
力学性能与化学成分
１．１力学性能要求
板坯加热温度影响钢中Ｎｂ、Ｔｉ等微合金元素的 固溶程度和奥氏体晶粒的大小，从而影响变形过程 中奥氏体再结晶的状态，变形后奥氏体晶粒尺寸以 及碳氮化物的析出状态和数量。因此，板坯在加热 过程中要避免奥氏体晶粒明显长大，还要保证钢中 Ｎｂ、Ｔｉ合金化合物充分固溶，并且过高的加热温度 还会造成氧化铁皮生成，根据不同厚度规格，
摘要：包钢２
２５０
ｍｍ热连轧生产线，采用低碳、低硫、低磷，添加微合金元素铌和钛的合金设计方案，成功开发出
高强度汽车大梁用钢ＢＴ６１０Ｌ，该钢综合性能优良，强韧性匹配良好，具有优异的低温冲击韧性和冷弯成型性能，残 余应力小，完全满足用户使用要求。 关键词：高强钢；ＢＴ６１０Ｌ；汽车大梁 中图分类号：ＴＧ３３５．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—５４３８（２０１５）０３—００３６—０３
ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ，ｌｏｗ ｓｕｌｆｕｒ，ｌｏｗ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ａｄｄｉｎｇ ｓｕｃｈ ｍｉｃｒｏ ａｌｌｏｙ ｅｌｅｍｅｎｔｓ．ａｓ ｎｉｏｂｉｕｍ
ａｎｄ
ｔｉｔａｎｉｕｍ ｔｈｒｏｕｇｈ ２ ２５０ ｍｍ ｈｏｔ
ａｓ
ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ｏｆ Ｂａｏｔｏｕ Ｓｔｅｅｌ．Ｉｔ ｉｓ ｗｉｔｈ ｓｕｃｈ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｏｖｅｒａｌｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ＢＴ６１０Ｌ实物性能
ＢＴ６１０Ｌ夹杂物为Ｄｓ类０．５级，见图１（ａ），圆
３．１金相组织
冶炼铁水经ＫＲ脱硫处理，转炉出钢引Ｐ］≤
０．０１５％，ｗ［ｓ］≤０．０１５％，出钢温度１
６４０～１
形或近圆形的夹杂物降低了夹杂物对钢材塑性和韧 性的不利影响。金相组织以铁素体＋珠光体为主， 晶粒度为１３．０级左右，晶粒细小均匀，见图１（ｂ）。
第４ｌ卷第３期 ２０１５年６月
包钢科技
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｂａｏｔｏｕ Ｓｔｅｅｌ
Ｖ０１．４１．Ｎｏ．３
Ｊｕｎｅ，２０１５
包钢高强度汽车大梁钢ＢＴ６１０Ｌ开发
张秀飞１，曹晓明１，周学刚２，路
璐３
（１．内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心，内蒙古包头０１４０１０； ２．内蒙古包钢稀土钢板材有限责任公司热轧部，内蒙古包头０１４０１０； ３．内蒙古包钢稀土钢板材有限责任公司研发销售部，内蒙古包头０１４０１０）
７０
∞
２０ Ｏ ．２０ ＿４０
占Ｏ
试验温度／ｏＣ
３．３
冲击韧性
图２
ＢＴ６１０Ｌ冲击韧性
为保证大梁钢ＢＴ６１０Ｌ能够在低温环境下服 役，在钢板中部取横向试样，加工成５．０ ｍｍ×
１０ ｍｍ×５５ ０
３．４冷弯成型性能
汽车大梁钢在使用时要经过冲压或折弯成型， 因此必须保证大梁钢有优良的冷弯成型性能。选用 两个规格７．８ ｍｍ和５．０ ｍｍ的ＢＴ６１０Ｌ，在ｄ＝０条 件下进行宽冷弯和双冷弯试验，试样均未出现开裂 现象，ＢＴ６１０Ｌ冷弯性能优异，见图３。
４。
４
结论
（１）包钢２２５０热连轧生产线生产的ＢＴ６１０Ｌ，化
学成分和轧制工艺设计合理，可实现批量生产。
（２）ＢＴ６１０Ｌ夹杂物控制良好，组织细小均匀，
力学性能稳定；具有优异的低温冲击韧性和冷弯成 型性能，残余应力小，能够完全满足汽车生产厂家的 使用。
参考文献
表４
ＢＴ６１０Ｌ残余应力检测
［１］
注：＋表示拉应力，一表示压应力。
３．Ｒ＆Ｄ Ｎｅｉ
ａｎｄ勋胁Ｄｅｐｔ．ｏｆＲａｒｅ
Ｅａｒｔｈ Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ
Ｃｏ．Ｌｔｄ．ｏｆＢａｏｔｏｕ Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐ．，Ｂａｏｔｏｕ
０１４０１０，
Ｍｏｎｇｇｏｌ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｈｉ【ｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｆｒａｍｅ ｓｔｅｅｌ ＢＴ６１０Ｌ ｉｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｏｆ
３
ＢＴ６１０Ｌ化学成分（质量分数）
丛！ ．旦 ！ 盟垒 里
％
垒！！
≤０．１５≤Ｏ．５０≤１．７０≤Ｏ．０３０≤０．０２５≤Ｏ．０５≤０．０６≤０．０６
２
生产工艺
根据ＢＴ６１０Ｌ的性能要求，结合包钢２ ２５０热连轧 生产线的设备能力和生产条件，生产工艺流程如下： 铁水一铁水预处理一转炉顶底复吹冶炼一ｕ＇ 炉外精炼一板坯连铸一堆冷。 板坯加热一高压水除鳞一定宽压力机一Ｅ１Ｒ１ 粗轧机轧制一Ｅ２Ｒ２粗轧机轧制一（保温罩）一飞剪 切头尾一高压水除鳞一（Ｆ１一Ｆ７）精轧机轧制一加 密型层流冷却一卷取一托盘运输系统一取样、检 验一称重一入库。 ２．１冶炼和连铸
ｏｆ
Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｓｔｅｅｌ；ＢＴ６１０Ｌ；ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ
ｆｒａｍｅ
产量双双大幅增长，对高强度汽车用钢需求加大，对
随着汽车工业的发展，燃油经济性和环保控制 要求逐渐提高，汽车的高安全性成为行业发展的方 向。高强度汽车大梁用热轧钢板主要用来制造汽车 车架的纵、横梁，汽车大梁用钢板不仅要求具有较高 的强度，还要求具有良好的塑韧性、低的脆性转变温
ｔｏ
ｏｎ
验研究［Ｊ］．塑性工程学报，２００８，１５（４）：１２１
ＢＴ６１０Ｌ的均热温度设定范围是１ ２．３轧制与冷却
２１５—１ ２８５℃。
根据包钢企业标准Ｑ／ＢＧ５６０－－２０１４‘引，ＢＴ６１０Ｌ 的力学性能要求见表１。
表１ 如
／ＭＰａ ≥５００
ＢＴ６１０Ｌ力学性能技术指标（横向）
Ｒ。 Ａ
１８００冷弯，
６，＞３５ｍｍ ｄ＝１．０ａ
』丛塑
５５０—６７０
』丝
≥１８
度以及优异的加工性能。近年来国内汽车的消费和