热轧汽车用钢的研发现状分析范文

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摘要：总结分析某钢厂车轮钢、大梁钢、车厢钢、桥壳钢和汽车结构钢的生产现状和产品特点，并进行展望。

关键词：汽车用钢；产品；现状；展望

1前言

中国汽车工业协会数据显示，2017年中国汽车销量2887.89万辆，其中乘用车占比85.59%，商用车占比14.41%，连续多年中国汽车产销量位居世界第一位。随着我国汽车行业的高速发展，汽车用钢已经成为各大钢铁企业发展重点，在一定程度上也是钢铁企业产品研发能力的试金石。为满足汽车工业的需求，提高热轧产品的市场竞争力，某钢厂在2032和1450热连轧生产线及2800中厚板生产线，研究开发了车轮钢、大梁钢、车厢钢、桥壳钢和汽车结构钢等系列热轧汽车用钢，产品广泛应用于各类商用车及乘用车。本文总结分析该厂汽车用钢研发现状，并进行展望。

2主要工艺设备和工艺路径

2.1轧钢生产线介绍某钢厂热轧板带厂具有2条热连轧钢带生产线，其中2032mm生产线于2005年投产，1450mm生产线于2010年投产，主要设备为进步进式加热炉、粗轧机、精轧机组、全自动层流控制冷却线、在线表检仪、板形仪、自动卷取机等。热轧宽带钢生产线采用了多项轧钢新技术，如：粗轧加强型立辊和宽度自由控制（AWC）、精轧厚度控制（AGC）等，保证产品尺寸精度高、板形好、性能稳定。2条生产线的产能达700万吨/年。中板厂2800生产线主要设备是带液压AGC功能和平面形状控制系统的2800mm四辊可逆式粗轧机、连续推钢式加热炉、在线矫直机，配备双边剪（或圆盘剪）的2条精整线，先进的步进式冷床、可逆式翻板机、矫直厚度达100mm的厚板矫直机，年轧钢能力达160万吨，2011年又投入年热处理能力为17万吨的常化炉。

2.2热轧汽车用钢生产工艺路线板坯生产流程：铁水预处理—顶底复吹转炉冶炼—LF精炼/RH精炼—板坯连铸。热连轧钢带生产流程：板坯加热—高压水除鳞—粗轧—热卷箱—精轧除鳞—精轧—层流冷却—卷曲—（平整/横切开平）—检验取样—包装标识及入库。热轧钢板生产流程：板坯加热—高压水除鳞—粗轧—精轧—热矫直—精整定尺—检验及取样—喷印标识及入库。

3某钢厂热轧汽车结构用钢研发现状

3.1车轮钢钢制车轮一般由轮辐和轮辋焊接组成，轮辐主要通过旋压或冲压而成，轮辋需要先焊接再冲压，轮辐和轮辋焊接成车轮后还需要表面涂装。车轮不仅是汽车重要的安全结构件，且属于外观件，因此，要求钢板具有严格的尺寸公差、高的表面质量、良好的成型性、良好的耐疲劳和焊接等性能，且要求力学性能稳定和均匀[1]。车轮钢加工后的宏观实物及微观组织见图1。该钢厂已经开发了抗拉强度300MPa、370(380)MPa和470MPa等3个级别的商用车车轮钢，产品厚度为5～16mm，主要销往当地及其周边的钢圈厂。根据产品特点，生产过程重点是进行夹杂物和组织均匀性的控制，强度主要来源于碳和锰的固溶强化，470MPa级车轮钢强度较高，还添加了少量的铌，组织均为均匀细小的铁素体和珠光体，表1为该厂典型的车轮钢及力学性能。

3.2大梁钢大梁钢主要是用来制作商用车底盘车架，其车架总成包括横梁、纵梁、加强件等，汽车大梁属于商用车的承重件和安全件。汽车大梁主要采用冲压和滚压成型，再进行铆接装配及后续的涂装。随着国家相继出台商用车排放、装载量、能耗等方面的政策和法律法规，大梁钢的强度逐渐由常规的510MPa过渡到600MPa，甚至部分商用车底盘直接采用700～800MPa级超高强度大梁板。汽车大梁钢对夹杂物、冲击韧性、带状组织、成形性、板形、耐疲劳性等要求非常高，是目前热轧汽车用钢中生产难度最大的钢种系列之一。大梁钢加工后的宏观实物及微观组织见图2。该钢厂已经开发了抗拉强度510MPa、590MPa、610MPa和750MPa等4个级别的大梁板，产品主要销往柳州、十堰和成都等地的汽车厂。根据产品特点，主要采用低碳、高锰、铌钛复合的成分设计，轧制过程重点进行板形和组织性能的控制，组织为细小的铁素体、珠光体及少量贝氏体的复合组织，带状组织2.0级以下[2]，表2为某钢厂典型的大梁钢及其力学性能。

3.3车厢钢汽车车厢用钢主要用于制造商用车车厢厢体，随着我国对治理超载工作的加大以及高速公路计重收费工作的开展，公共物流领域车辆对降低自重的要求也越来越强烈。常规车厢通常采用Q235B和Q345B这类普通结构钢，随着商用车轻量化的发展，车厢用钢迅速提高至500MPa强度级别。该钢厂也根据市场需求，先后开发出厚度2～20mm的LG600XT和LG750XT高强度车厢板，相对Q235B，钢板减薄量达到约30%，车厢整体重量降低明显。目前某钢厂车厢板主要销往柳州和十堰地区的改装车厂，目前正在拓展成都市场，2010年至今累计市场投放量超过12万吨，2017年又在2800中厚板生产线开发出薄规格超宽LG600XT钢板。车厢钢加工后的宏观实物及微观组织见图3。车厢板不仅要求钢板强度高，还要求钢板平直。某钢厂生产的高强度车厢钢，主要采用钛微合金化的低成本成分设计，通过细晶强化和析出强化获得超高的强度，转炉过程严格控制氧、氮、硫的含量，轧钢过程精准控制轧制温度和冷却速度，以保证钢中的碳氮化物能均匀细小析出并获得细小的铁素体，表3为某钢厂典型的车厢钢及其力学性能。

3.4桥壳钢汽车桥壳桥壳，是安装主减速器、差速器、半轴、轮装配基体，其主要作用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等，它是汽车行驶系统的主要构件之一。微型车车桥一般采用SAPH400之类的汽车结构钢冷冲而成，载重汽车车桥大多采用10～14mm的钢板冷冲或者热冲后再焊接处理，受到环保及成本等因素影响，目前桥壳逐步转为冷冲成形。因此，要求钢板具有良好的冲压成形性能，即要求钢质纯净、延伸率高、组织均匀、焊接性能好。桥壳钢加工后的宏观实物及微观组织见图4。该钢厂与某车桥公司联合开发LQK510桥壳钢，通过铌钛复合成分设计，炼钢工序采用LF精炼控制夹杂物，中板轧制过程通过适当延长加热时间和低温大压下工艺，使钢板获得均匀细小的铁素体和珠光体组织，带状组织控制在3级以内，钢板具有良好的延伸率，能满足冷冲压成形，表4为某钢厂典型的桥壳钢及其力学性能。

3.5汽车结构用钢热轧汽车结构钢种类繁多，一般多为小的结构件，主要包括日标及德标的SAPH、QSTEM、SPFH系列汽车结构用钢，因为加工的零件复杂多样，且涉及到焊接，往往需要有较好的冷冲压成形性，碳质量分数不超过0.12%。目前越来越多的汽配厂希望使用表面质量好，酸洗状态交货的汽车结构用钢，这也制约某钢厂汽车结构用钢的市场开拓。汽车结构钢加工后的宏观实物及微观组织见图5。该钢厂目前主要生产SAPH系列的汽车结构用钢，该系列钢种属于普碳系列，转炉工序通过严格控制P、S、Si等元素及夹杂物，热轧工序通过控轧控冷获得高的延伸率和低的屈强比，使钢板获得良好的成形性和焊接性能。2013年该钢厂又与广东某汽配公司合作，开发适合折弯的SS400-L和Q345B-L热卷，表5为某钢厂典型的汽车结构钢及其力学性能。

4展望

近十年来，某钢厂成功开发车轮、车厢、大梁、桥壳和汽车结构件共5大系列19个牌号的热轧汽车用钢，部分牌号产品顺利通过IATF16949汽车质量体系认证，产品成功应用于广西、湖北、四川等地的多家整车及零部件生产企业。通过生产热轧汽车用钢，某钢厂炼钢和轧钢工艺技术水平得到大幅提升，产品结构进一步优化。该厂正在进行热连轧工艺装备的升级改造以及沿海项目的推进，未来在热轧汽车用钢的研发、生产和应用上将开展以下几个方面的工作，以满足我国汽车工业轻量化的发展需要。（1）重点开发屈服强度700MPa以上的第三代热轧汽车结构用钢[3]，另外，根据未来发展考虑开发汽车结构用酸洗板。（2）重点开展热轧高强度汽车板组织性能均匀性控制、低残余应力控制、高精度板形尺寸控制、表面质量综合控制、成形性控制等方面的研究。（3）重点进行热轧汽车用钢的市场推广，通过EVI模式，充分了解汽车厂家对产品的技术要求，为用户新产品开发及选材提供更优的产品和个性化服务。

参考文献

1梅蓉俊，陈凌峰，梅冰.宝钢热轧汽车用钢生产现状及发展趋势.轧钢，2004，（4）：29

2樊雷，邓深，袁勤攀.柳钢750MPa超高强度汽车大梁板试制开发.柳钢科技，2014，（1）：10～13

3王新江，韦弦，万国喜.安钢商用汽车轻量化用钢研究进展.河南冶金，2015，(4)：2

作者：袁勤攀 邓深 樊雷 杨跃标 单位：技术中心