Ti微合金化540 MPa级高扩孔钢的开发

李 博，王朋飞，张玉文，任振远

（唐山不锈钢有限责任公司，河北 唐山063105）

当前，我国汽车工业的发展不仅使高强度钢板的用量不断加大，而且对钢板的质量和性能提出了更高的要求[1]。使用传统汽车车桥托架用钢SPFH540成分体系及热轧工艺，其热轧性能虽然优异，满足用户需求，但大量合金元素的加入会导致成本的增加、同时无法满足SP系列高扩孔性能的要求[2]。针对各车型的不同需要，唐山不锈钢有限责任公司（全文简称唐钢）致力于在保证钢板表面质量和性能的基础上，使汽车车桥托架用钢进一步向系列化、高强化方向发展。为降低成本、提高产品的扩孔性能，本文参考日标NES-M2021-2009-N，开发汽车车桥托架用钢SP252-540F。

1 客户端问题

唐钢某下游客户，曾使用SPFH540产品生产冲压翻边结的构件，但在使用过程中出现大比例的开裂情况，开裂率达20%以上。样品开裂形貌如图1，成分性能如表1、表2所示，金相组织如图2。

图1 SPFH540开裂情况

表1 开裂SPFH540产品成分 %

SPFH540产品的微合金采用Nb-Ti复合体系

表2 开裂SPFH540产品性能

图2 开裂SPFH540产品组织（500倍）

SPFH540晶粒度均为12级。

2 产品设计

为降低生产成本，改善产品扩孔性能，解决产品开裂，对产品成分进行重新设计，通过控轧控冷，在保证产品强度的同时，使产品具备较高的扩孔性能。

2.1 成分设计

SP252-540F产品成分要求见表3，性能要求见表4，成分性能满足SPFH540要求。

表3 化学成分设计 %

表4 性能要求

SP252-540F产品采用低碳、常规锰成分设计，为降低生产成本，微合金元素采用单Ti进行成分设计。SP252-540F与SPFH540相比，除微合金元素外其余成分相近，通过成本测算，SP252-540F成本要比SPFH540低约80元/t。

2.2 过程设计

根据1580产线实际及本产品的特性，设计本产品的生产工艺流程：转炉→LF炉→常规板坯连铸机→1580热轧。

炼钢生产采用自动化炼钢，提高成分、温度的命中水平，保证产品成分的精准控制。通过优化生产节奏，从而保证拉速的稳定控制，生产时保持恒拉速控制。连铸采用低过热度控制，减少中心偏析对产品均匀性的影响，采用保护浇注，避免浇注过程产生氧化物夹杂。

为保证产品强度及扩孔性能，热轧采用控轧控冷技术，通过控制冷却路径，中温卷取控制，保证强度足够的前提下，产品具备较高的铁素体比例。冷却路径示意图如图3。

图3 冷却路径示意图

3 产品实际控制及使用情况

3.1 成分控制（见表5）

表5 化学成分实际控制 %

实际成分控制与设计成分相近。

3.2 成品性能（见表6）

SP252-540F产品物理性能满足目标要求，实际扩孔率较SPFH540高30%以上。

3.3 热轧组织（见图4）

表6 实际物理性能控制

SP252-540F与SPFH540晶粒度均为12级，但在500倍时可以看出，SP252-540F晶粒相对更细，晶粒更均匀。

图4 产品组织控制情况（500倍）

3.4 客户端使用情况

结合客户SPFH540产品冲压翻边的加工方式，为客户推荐性能相近，但扩孔翻边性能更好的SP252-540F产品，经过客户端使用验证，基本消除开裂问题。

4 结论

本产品通过成分工艺设计，SP252-540F符合原SPFH540要求，且扩孔性能优良。通过实际使用，本产品能够替代SPFH540且生产成本更低，吨钢创效能力可提高约80元/t。