梅钢低成本高表面汽车大梁钢B510L开发

张春一

（梅山钢铁公司制造管理部，江苏 南京 210039）

梅钢低成本高表面汽车大梁钢B510L开发

张春一

（梅山钢铁公司制造管理部，江苏 南京 210039）

在现有产品设计的基础上，通过优化成分体系及工艺路径，利用梅钢1780产线的TMCP技术成功开发出了经济型汽车大梁钢B510L。结果表明，梅钢经济型B510L组织均匀，性能稳定，表面基本无红铁皮缺陷，产品过程能力充足，成型性及表面质量完全能够满足用户加工和使用要求，提高了产品的市场竞争力。

低成本；高表面；汽车大梁钢；B510L

0　引言

B510L属于汽车大梁用钢，主要制作汽车的横梁、纵梁、附梁、结构件等，承受较大的静载荷和一定的冲击及振动载荷，因此钢板必须要有良好的强韧性、焊接性及冷成形性等。国内外各条热轧产线大梁钢B510L基本属于常规产品，采用的强化元素主要是C、Mn强化以及Nb、Ti、V等微合金强化。梅钢2001年已开发出了适合主流市场的汽车大梁钢B510L，用户使用较好，但由于产品在同质化市场中竞争激烈，盈利能力较低。同时，汽车钢下游用户对产品表面质量要求越来越高，而原产品属于含硅设计，表面易发生锈红铁皮缺陷，用户对表面质量的抱怨越来越多。梅钢为强化产品的市场竞争力，借助新一代TMCP技术细晶强化原理，利用以水代金的思想，在原B510L产品设计的基础上，开发了经济型高表面汽车大梁钢B510L。

1　技术要求

B510L执行宝钢股份企业标准Q/BQB 310-2014《汽车结构用热连轧钢板及钢带》，化学成分与性能要求见表1。

2　产品设计

（1）成分设计。梅钢生产经济型B510L的原则是：在保证材料强度、冷弯及焊接等性能稳定性的基础上，分析各化学成分的作用，探索低成本高表面汽车大梁钢B510L的生产的途径。提高碳含量，对提高强度有利，但是过高的碳含量会在钢中形成较多粗大脆性的碳化物颗粒，对塑性和韧性不利，碳含量过高还会在钢板中心形成偏析带，对弯曲性能成型性不利。锰可以起到固溶强化的作用，同时能扩大γ区，降低γ→α转变温度，细化铁素体晶粒和珠光体片间距。但Mn含量高，会相应增加钢的成本。所以，为实现降低成本的目的，采用了提C降Mn的成分设计。硅固溶在钢板基体中有明显的强化效果，但是硅含量过高对钢板塑性和韧性不利，同时硅含量过高会在热轧板表面形成锈红铁皮缺陷，影响产品外观及后续表面处理。所以为提高材料表面质量，Si含量设定为0.05%～0.25%。

（2）生产工艺设计。经济型B510L生产工艺原设计的区别在于：炼钢由LF+RH双联工艺变更为只过LF炉。为保证钢水的纯净度，LF由浅处理变更为LF深处理的处理方式。同时，热轧采用了梅钢1780机组的TMCP技术。①炼钢工艺设计。根据大梁钢的成分设计及使用要求，B510L炼钢工艺的关键控制环节是LF深处理，提高钢水纯净度。LF处理目的在于成份和温度调整、脱氧、去除夹杂、脱硫，最终将出钢S、P的含量控制在：S≤0.01%，P≤0.02%。②热轧工艺设计。根据大梁钢的化学成分及性能要求，B510L热轧工艺的控制原则是：细化晶粒、得到等轴状的铁素体晶粒、尽量消除带状组织。在工艺的选择上主要考虑板中间坯厚度、终轧卷取温度及冷却方式等因素。热轧板带要获得超细晶粒组织，必须要保证在较低奥氏体临界温度（Ar3附近）实施大变形量。通过奥氏体未再结晶区较低的温度范围内进行轧制，得到内部有变形带的扁平状奥氏体晶粒，增加晶界面积，增加相变形核核心，在随后的层流冷却过程中转变成细小的铁素体晶粒，发挥细晶强化的作用。因此终轧温度过高，则无法发挥细晶强化作用，终轧温度过低，一方面增加轧机负荷，另一方面则会进入两相区轧制导致混晶的发生，因此将终轧温度设定为800～840℃。中间坯厚度是保证精轧有足够的压下率，但是过大的中间坯厚度会增加精轧设备的负荷，并且影响轧制速度，降低生产效率。所以根据最终产品厚度，将中间坯厚度设定为40～49mm。变形后快的冷却速度可以抑制铁素体晶粒长大，同时低的卷取温度还能够消除元素偏析形成的带状组织，提高材料的冷弯成型性能。但是卷取温度过低，容易形成魏氏组织反而会降低材料的塑性和韧性。综合考虑，将热轧卷取温度设定为500～540℃。冷却方式采用前段超快冷。

表1　B510L技术条件

3　产品质量与分析

（1）金相分析。取工业试制B510L试样，进行金相分析，其组织为铁素体+珠光体，晶粒度级别是10级，见图1、图2。

图1　金相组织×500　

图2　晶粒度×100

（2）力学性能分析。收集2015年试制以来B510L的生产实绩，进行统计分析发现，经济型B510L性能控制稳定，波动较小，产品过程能力充足。详见表2。

表2　B510L性能情况

（3）用户使用情。2015年5月以来，梅钢共生产经济型B510L 5 000 t，规格覆盖2.3～9.0 mm，用于制作汽车横梁、纵梁、车厢底板等汽车结构件。用户反映梅钢B510L成型性及焊接性能稳定，完全能够满足用户加工和使用要求，同时克服了常规大梁钢产品的表面红铁皮缺陷，受到了用户的一致好评。

4　结语

第一，梅钢开发的经济型高表面汽车大梁钢B510L产品设计合理，性能控制稳定，波动较小，产品过程能力充足；第二，用户使用证明梅钢B510L加工成型性能稳定，表面质量良好，完全能够满足用户加工和使用要求，提高了市场竞争力；第三，通过计算，梅钢开发的经济型高表面汽车大梁钢B510L较常规产品吨钢降低成本约50元，提高了产品的盈利能力。

U463

A

1671-0711（2016）08（下）-0019-02