梅鋼低成本高表面汽車大梁鋼B510L開發

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開發

張春一

（梅山鋼鐵公司制造管理部，江蘇 南京 210039）

在現有產品設計的基礎上，通過優化成分體系及工藝路徑，利用梅鋼1780產線的TMCP技術成功開發出了經濟型汽車大梁鋼B510L。結果表明，梅鋼經濟型B510L組織均勻，性能穩定，表面基本無紅鐵皮缺陷，產品過程能力充足，成型性及表面質量完全能夠滿足用戶加工和使用要求，提高了產品的市場競爭力。

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、結構件等，承受較大的靜載荷和一定的沖擊及振動載荷，因此鋼板必須要有良好的強韌性、焊接性及冷成形性等。國內外各條熱軋產線大梁鋼B510L基本屬于常規產品，采用的強化元素主要是C、Mn強化以及Nb、Ti、V等微合金強化。梅鋼2001年已開發出了適合主流市場的汽車大梁鋼B510L，用戶使用較好，但由于產品在同質化市場中競爭激烈，盈利能力較低。同時，汽車鋼下游用戶對產品表面質量要求越來越高，而原產品屬于含硅設計，表面易發生銹紅鐵皮缺陷，用戶對表面質量的抱怨越來越多。梅鋼為強化產品的市場競爭力，借助新一代TMCP技術細晶強化原理，利用以水代金的思想，在原B510L產品設計的基礎上，開發了經濟型高表面汽車大梁鋼B510L。

1　技術要求

B510L執行寶鋼股份企業標準Q/BQB 310-2014《汽車結構用熱連軋鋼板及鋼帶》，化學成分與性能要求見表1。

2　產品設計

（1）成分設計。梅鋼生產經濟型B510L的原則是：在保證材料強度、冷彎及焊接等性能穩定性的基礎上，分析各化學成分的作用，探索低成本高表面汽車大梁鋼B510L的生產的途徑。提高碳含量，對提高強度有利，但是過高的碳含量會在鋼中形成較多粗大脆性的碳化物顆粒，對塑性和韌性不利，碳含量過高還會在鋼板中心形成偏析帶，對彎曲性能成型性不利。錳可以起到固溶強化的作用，同時能擴大γ區，降低γ→α轉變溫度，細化鐵素體晶粒和珠光體片間距。但Mn含量高，會相應增加鋼的成本。所以，為實現降低成本的目的，采用了提C降Mn的成分設計。硅固溶在鋼板基體中有明顯的強化效果，但是硅含量過高對鋼板塑性和韌性不利，同時硅含量過高會在熱軋板表面形成銹紅鐵皮缺陷，影響產品外觀及后續表面處理。所以為提高材料表面質量，Si含量設定為0.05%～0.25%。

（2）生產工藝設計。經濟型B510L生產工藝原設計的區別在于：煉鋼由LF+RH雙聯工藝變更為只過LF爐。為保證鋼水的純凈度，LF由淺處理變更為LF深處理的處理方式。同時，熱軋采用了梅鋼1780機組的TMCP技術。①煉鋼工藝設計。根據大梁鋼的成分設計及使用要求，B510L煉鋼工藝的關鍵控制環節是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熱軋工藝設計。根據大梁鋼的化學成分及性能要求，B510L熱軋工藝的控制原則是：細化晶粒、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晶粒組織，必須要保證在較低奧氏體臨界溫度（Ar3附近）實施大變形量。通過奧氏體未再結晶區較低的溫度范圍內進行軋制，得到內部有變形帶的扁平狀奧氏體晶粒，增加晶界面積，增加相變形核核心，在隨后的層流冷卻過程中轉變成細小的鐵素體晶粒，發揮細晶強化的作用。因此終軋溫度過高，則無法發揮細晶強化作用，終軋溫度過低，一方面增加軋機負荷，另一方面則會進入兩相區軋制導致混晶的發生，因此將終軋溫度設定為800～840℃。中間坯厚度是保證精軋有足夠的壓下率，但是過大的中間坯厚度會增加精軋設備的負荷，并且影響軋制速度，降低生產效率。所以根據最終產品厚度，將中間坯厚度設定為40～49mm。變形后快的冷卻速度可以抑制鐵素體晶粒長大，同時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。但是卷取溫度過低，容易形成魏氏組織反而會降低材料的塑性和韌性。綜合考慮，將熱軋卷取溫度設定為500～540℃。冷卻方式采用前段超快冷。

表1　B510L技術條件

3　產品質量與分析

（1）金相分析。取工業試制B510L試樣，進行金相分析，其組織為鐵素體+珠光體，晶粒度級別是10級，見圖1、圖2。

圖1　金相組織×500　

圖2　晶粒度×100

（2）力學性能分析。收集2015年試制以來B510L的生產實績，進行統計分析發現，經濟型B510L性能控制穩定，波動較小，產品過程能力充足。詳見表2。

表2　B510L性能情況

（3）用戶使用情。2015年5月以來，梅鋼共生產經濟型B510L 5 000 t，規格覆蓋2.3～9.0 mm，用于制作汽車橫梁、縱梁、車廂底板等汽車結構件。用戶反映梅鋼B510L成型性及焊接性能穩定，完全能夠滿足用戶加工和使用要求，同時克服了常規大梁鋼產品的表面紅鐵皮缺陷，受到了用戶的一致好評。

4　結語

第一，梅鋼開發的經濟型高表面汽車大梁鋼B510L產品設計合理，性能控制穩定，波動較小，產品過程能力充足；第二，用戶使用證明梅鋼B510L加工成型性能穩定，表面質量良好，完全能夠滿足用戶加工和使用要求，提高了市場競爭力；第三，通過計算，梅鋼開發的經濟型高表面汽車大梁鋼B510L較常規產品噸鋼降低成本約50元，提高了產品的盈利能力。

U463

A

1671-0711（2016）08（下）-0019-02