一种耐蚀性能良好的650MPa级厚规格钢及生产方法与流程

本发明涉及一种汽车用钢及生产方法，具体属于一种耐蚀性能良好的650mpa级厚规格钢及生产方法，特别适用于产品钢板厚度在16～24mm。

背景技术：

1、随着基础建筑行业发展和大型工程建设需求，矿用卡车应用量日益增多。矿业卡车等车辆使用工况苛刻，对车辆各构件服役可靠性要求较高。车轮是车辆的运动构件，承载较大载荷，尤其是矿卡用车辆使用条件恶劣，为保证矿卡轮辐的服役可靠性，要求材料具有良好的强度和韧性，同时具备耐酸土壤腐蚀的性能。

2、目前的矿用卡车车轮材料，基本集中在强度和成形性能开发，对于钢材在服役过程中的耐冲击性能和耐腐蚀性能未关注，导致实际服役过程中由于冲击失效或腐蚀失效造成的矿卡车轮零件寿命下降问题较多。因此本发明主要解决在满足车轮材料相应强度和延伸率的同时，提高材料耐冲击性能和耐腐蚀性能，从而提升矿卡车轮零件服役寿命。

3、经检索：

4、中国专利申请号为cn201410116557.1的文献，公开了一种《》重卡超厚钢制轮辐用钢及其制造方法，微量元素质量百分比：碳：0.07～0.12％；硅：0.05～0.15％；锰：0.7～1.1％；铌：0.01～0.03％；钛：0.01～0.03％；磷≤0.015％；硫≤0.005％；铝：0.02～0.05％；氮:≤0.006％，制造方法为经kr脱硫和lf法处理得到铸坯，进行粗轧与精轧，层流冷却，卷取得到所需钢，满足了重卡轮辐用钢对易旋压性、表面质量及性能稳定性的要求，大大降低了重卡车轮崩口破碎率。该文献未涉及韧性和耐腐蚀性能。

5、中国专利申请号为：cn202011378962.2的文献，公开了《一种540mpa级厚规格汽车轮辐用钢》，其包括：0.05～0.10wt％的c，1.00～2.00wt％的mn，0.05～0.30wt％的si，0.02～0.05wt％的nb，0.01～0.05wt％的ti，0.01～0.05wt％的als，p≤0.020wt％，s≤0.010wt％，余量为fe。金相组织为铁素体+珠光体，其屈服强度≥450mpa，抗拉强度≥540mpa，延伸率≥20％，180°冷弯试验d＝a合格，晶粒度≥10级。该文献未涉及韧性和耐腐蚀性能。

6、中国专利申请号为cn201610392108.9的文献，公开了《一种厚规格载重汽车轮辐用钢及其制备方法》，其由以下重量百分比成分组成：c：0.07～0.10％，si：0.01～0.20％，mn：0.85～1.00％，p：0.01％～0.025％，s：0.01％～0.015％，als：0.010～0.050％，其余为fe和不可避免的杂质。该文献未涉及耐腐蚀性能。

7、中国专利申请号为cn201410786247.0的文献，公开了《一种600mpa级的厚规格热轧轮辐用钢及其制造方法》，具体的涉及一种600mpa级的厚规格热轧轮辐用钢及其制造方法，所述轮辐钢的化学成分质量百分比为，0.06～0.12％c、0.20～0.60％si、0.80～1.20％mn、0.02～0.06％alt、0.50～1.00％cr、0.03～0.08％p、s≤0.005％，n≤0.006％余量为fe及不可避免的杂质。钢坯加热温度为1150～1250℃，精轧终轧温度760-840℃，轧后采用常规冷却工艺，以20～100℃/s的冷速冷却到350℃以下进行卷取。钢板具有优良的加工性能和疲劳性能，不添加nb、v、mo、ni等元素，节约了生产成本。该文献未涉及耐腐蚀性能。

8、中国专利申请号为：cn201810404146.0的文献，公开了《一种590mpa级轮辐用钢的生产方法》，其工艺：带钢出精轧；采用超快冷高压快速冷却工艺，将所述带钢冷却至640℃；按照常规层流冷却将所述带钢冷却至目标卷取温度；将所述带钢空冷到室温。其虽解决了现有技术中试验生产590mpa级别轮辐用钢时，无法达到标准要求，且为了提高抗拉强度而使得mn、nb、v等合金元素的加入量增加，造成成本增加，恶化带状组织及中心偏析的技术问题，达到了提高抗拉强度，满足标准要求，成本低的技术效果，但未涉及耐腐蚀性能。

技术实现思路

1、本发明在于克服现有技术存在的耐腐蚀性能的不足，提供一种在保证屈服强度≥500mpa，抗拉强度650～780mpa，延伸率≥24％下，使其-20℃冲击功≥200j，相对于q355b的腐蚀速率≤5％的耐蚀性能良好的650mpa级厚规格钢及生产方法。

2、实现上述目的的措施：

3、一种耐蚀性能良好的650mpa级厚规格钢，其组分及重量百分比含量为：c：0.05～0.10％，si≤0.50％，mn：1.4～1.8％，p≤0.030％，s≤0.010％，nb：0.025～0.060％，ti：0.040～0.070％，sb：0.05～0.2 6％、al：0.45～1.0％，余量为平衡铁及不可避免的杂质。

4、优选地：sb的重量百分含量在0.08～0.21％。

5、优选地：al的重量百分含量在0.50～0.66％。

6、一种耐蚀性能良好的650mpa级厚规格钢的生产方法，其步骤：

7、1)常规冶炼并连铸成坯；

8、2)对铸坯加热：控制铸坯入炉温度不低于920℃，铸坯加热温度在1220～1270℃；

9、3)进行粗轧，并控制粗轧结束温度在1000～1080℃；

10、4)进行精轧，控制终轧温度在800～840℃；

11、5)进行快速冷却，在冷却速度为70～130℃/s下冷却至580～660℃；

12、6)进行卷取：控制卷取温度在500～570℃；

13、7)备用。

14、优选地：所述铸坯加热温度控制在1220～1245℃。

15、优选地：所述在快速冷却速度为90～130℃/s下冷却至585～635℃。

16、本发明中各组分及主要工艺的作用及机理

17、碳：碳是廉价的固溶强化元素。根据本钢种的应用范围，主要用于车轮轮辐等成形零件，一般采用冲压或旋压方式进行加工，如果其含量小于0.05％，则不能满足强度要求，如果其含量大于0.10％，则不能满足材料的良好成形性能。所以，将其含量限定在0.05～0.10％范围。

18、锑：sb可在钢表面形成sb2o5耐蚀性氧化膜，在阳极微区形成sbocl的沉淀附着、填充腐蚀裂纹或空洞，提高阻挡侵蚀性cl-渗透的能力，提高钢在酸洗土壤等环境下的耐蚀性能；但sb易富集在晶界影响钢的成型性和韧性；因此本发明sb含量控制为0.05％～0.26％，优选的在0.08％～0.21％。

19、铝：al的加入可以减小钢的腐蚀电流密度，其腐蚀产物中形成具有阳离子选择性的feal2o4，抑制了cl-向金属基体侵入，使锈层与基体的结合更为紧密，提高了锈层的保护性。本发明将al含量控制为0.45％～1.0％，优选的在0.5％～0.66％。

20、锰：锰是提高强度和韧性最有效的元素。如果其含量小于1.40％，则不能满足材料强度要求；但是添加多量的锰，会导致增加钢的淬透性，由于焊接硬化层的出现而使裂纹敏感性增高，且增加钢材的合金成本。鉴于此，

21、将其上限定为1.80％，所以，将其含量限定在1.40～1.80％范围。

22、钛：钛是提高钢材强度的最经济元素之一。配合合适的工艺发挥tic的析出，可使钢材达到设计的强度级别。如果钛低于0.04％，析出数量不足会导致强度达不到设计下限，钛高于0.07％会导致抗拉强度超出上限要求。所以，将其含量限定在0.04～0.07％范围。

23、本发明之所以控制铸坯加热温度在1220～1270℃，是由于需要将板坯中析出的ti元素和nb元素充分加热固溶。

24、本发明之所以控制粗轧结束温度在1000～1080℃，是由于保证粗轧结束后晶粒尺寸不宜过大。

25、本发明之所以控制精轧终轧温度在800～840℃，是由于控制精轧结束后钢材晶粒尺寸，并促进后续冷却过程中铁素体相变。

26、本发明之所以控制冷却速度为70～130℃/s下冷却至580～660℃，是由于是由于通过高冷速，抑制钢板在冷却过程中的晶粒长大，保证良好强度和延伸率。

27、本发明之所以控制卷取温度在500～570℃，是由于保证钢板获得最终需要的铁素体比例和晶粒尺寸，从而是钢板获得良好的冲击韧性。

28、本发明与现有技术相比，本发明在保证屈服强度≥500mpa，抗拉强度650～780mpa，延伸率≥24％下，使其-20℃冲击功≥200j，相对于q355b的腐蚀速率≤5％。