具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买获得或者可通过现有方法获得。

本发明实施例提供的技术方案为了提供一种车厢板用热轧带钢，总体思路如下：

根据本发明一种典型的实施方式，提供一种车厢板用热轧带钢，所述车厢板用热轧带钢的化学成分以质量分数计为：C：0.05％～0.1％，Si：0.03％～0.15％，Mn：1.5％～2.0％，P＜0.02％，S＜0.005％，Al：0.02％～0.05％，Nb：0.03～0.05％，Ti：0.08％～0.12％，Cr：0.25％～0.5％，N：≤40ppm，其余为Fe及不可避免的杂质。

本申请通过优化组成元素进而形成以上化学成分的车厢板用热轧带钢，是基于以下原理：

C：0.05％～0.1％，C是决定碳钢室温组织和力学性能的主要元素，在亚共析范围内，抗拉强度随C含量升高而升高，适当提高C含量利于获取珠光体组织。C含量过少不利于强度的控制，过多不利于焊接性能。

Si：0.03％～0.15％，Si含量的增加会提高铁素体基体的强度，促进铁素体组织形成，一般硅含量在0.3％以内，有利于提升带钢强度，Si含量过多易形成红鳞铁皮，不利于表面质量控制，同时当Si含量＞1％时，是的材料变脆，降低了材料的塑性、冲击韧性及可焊性。

Mn：1.5％～2.0％，添加1.5％以上的Mn提高基体强度，且细化珠光体片层间距，含量过高会影响材料的抗锈性和可焊性。

P：≤0.02％，S：≤0.005％，P与S在连铸过程中极易偏析，对材料性能产生不利影响，应尽严格控制钢中P与S含量。

Ti：0.08％～0.12％，Ti元素为强碳化物形成元素，可与C结合形成TiC弥散分布在基体，同时可细化晶粒。Ti含量过少时，Ti优先与钢种的N、S元素结合，形成大尺寸的TiN和Ti₄C₂S₂，不利于强度的提升，过多造成成本浪费，同时不利于韧性的控制。

Al：0.02％～0.05％；铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性；过多不利于焊接性能。

Nb：0.03～0.05％；采用Nb元素强化，主要目的在于细化奥氏体晶粒，以细化成品的组织；过高的Nb含量会生成δ铁素体或其他脆性相，降低材料的韧性和加工性能。

Cr：0.25％～0.5％，添加适量的Cr元素发挥固溶强化作用，促进珠光体组织形成，Cr元素的加入可提高钢的强度、硬度和耐磨性，具有高的抗氧化性，与C元素可形成稳定的细小碳化物均匀分布在钢基体中，从而减缓C元素的扩散，在表层形成一层致密紧固的氧化膜，从而阻止钢坯表面进一步氧化，以达到提升强度的同时，减小薄铁皮厚度。过多的Cr不利于塑性和韧性。

N≤40ppm，钢种的N与Ti优先结合形成高熔点大尺寸的TiN颗粒，通过控制N元素含量，以增加钢中有效Ti含量，减少大颗粒TiN含量，从而提高小尺寸TiC析出数量，以提高强度；

终上所述，本发明实施例中采用Nb-Ti-Cr元素设计，配合轧制工艺，使得车厢板具有高强度、高耐磨性、表面光洁、板形及冷弯性能优良的特点。

作为一种可选的实施方式，所述车厢板用热轧带钢的金相组织以体积百分数计为：≥90％铁素体和≤10％珠光体。

作为一种可选的实施方式，所述铁素体的晶粒尺寸为3μm～5μm。细化晶粒尺寸，保证产热轧板材的强度。

作为一种可选的实施方式，所述车厢板用热轧带钢的厚度为3～14mm。

本发明还提供了所述车厢板用热轧带钢的制备方法，所述制备方法包括：

S1、采用所述的车厢板用热轧带钢的化学成分进行冶炼和连铸，获得板坯；

S2、将所述板坯进行加热、粗轧、精轧，获得热轧板；

步骤S2中，

将所述板坯采用加热炉进行加热，出炉温度为1200～1260℃，在炉时间170～300min；该温度范围有利于Nb\Ti复合强化元素回熔，出炉温度过低不利于合金元素回熔，出炉温度过高不利于烧损、表面质量及组织控制。

控制粗轧终止温度RT2为980～1080℃；该温度过高表面质量、组织由不利影响，过低不利于轧制稳定性；

控制精轧终轧温度FDT为810～880℃，末机架轧制速度≥3.5m/s；终轧温度过高，会形成粗大的铁素组织，过低会增加轧制力，同时造成带钢在两相区轧制，不利于组织均匀性控制；机架轧制速度小于3.5m/s时，造成在层冷冷却速率较低，不利于细化组织，同时不利于铁皮控制；其中，不同的厚度规格采用不同的轧制温度，对7mm以上厚度采取该范围内低的较低终轧温度(比如830℃)，以减小三次铁皮的生成量，配合稀疏冷却，以增加层冷开水组数，实现层冷过程中与空气的隔绝，以减小铁皮生成；

S3、将所述热轧板层流冷却至580～620℃下卷取，获得车厢板用热轧带钢。

步骤S3中，

该卷取温度580～620℃有利于提高TiC的有效析出量，配合缓冷工艺，增加TiC析出的同时，消除钢板残余应力，改善板形，同时可有效隔离层冷过程中带钢与大气的接触，减小三次铁皮的生成；卷取温度过高造成带钢铁皮厚度偏厚，同时析出物尺寸会相对较大，过低不利于TiC的析出，从而影响成品性能；

层流冷却采用前段上2下2模式，层流冷却上集管水量与下集管水量比为1：1.2；通过稀疏冷却减小冷却速率，促进FeO的共析反应生成Fe₃O₄，以提高Fe₃O₄比例，改善铁皮的粘附性和延展性，使得铁皮较薄的同时提高与基体的协调变形能力，从而减少剥落程度。层流冷却上集管水量与下集管水量采用1：1.2，有利于板卷上下温度均匀性控制，从而获得厚度方向均匀的组织以及获得较好的板形；

钢卷下线后入缓冷坑，缓冷时间45～50h。这样设置的原因为缓冷时有利于消除板卷内应力以及增强TiC的析出，若缓冷时间过长影响库存周转和订单交付，缓冷时间过短则达不到缓冷效果，无法很好的释放板卷内应力；

综上可知，本发明采用Nb-Ti-Cr成分体系，采用铌钛铬微合金化，以析出强化和细晶强化为主要强化手段，配合热连轧温度控制和冷却方式的调整，能够获得屈服强度大于700MPa，抗拉强度大于800MPa，断后总延伸率大于20％，塑性和冷弯性能优良、耐磨性良好的高表面高强度汽车结构用钢。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请的一种车厢板用热轧带钢及其制备方法进行详细说明。

S1、实施例1-实施例8以及对比例1-3分别采用如表1所示的化学成分，按表1设计的合金成分配比，在温度为1630℃进行熔炼，后铸造成板坯；

表1 各实施例和对比例的化学成分质量分数

S2、将实施例所述板坯进行加热后，连铸板坯加热温度1200～1250℃，在炉时间170～300min，经过粗轧、精轧获得热轧板，粗轧终止温度为1000～1080℃，终轧温度810～860℃；

S3、将所述热轧板层流冷却至580～620℃下卷取，获得车厢板用热轧带钢。

各实施例与对比例的工艺参数具体见表2所示；

表2

对各组别的成品取样进行力学性能测试，结果见表3。显微组织的各相尺寸和体积分数数据由板材厚度四分之一处观察测量得出。显微组织的各相尺寸和体积分数数据由板材厚度四分之一处观察测量得出。

表3-热处理前后实施例与对比例的力学性能

由表3的数据可知：

对比例1中N为60ppm，大于本发明实施例的范围，其余同实施例1，由于N元素含量偏高，消耗了部分Ti，从而影响了带钢强度；

对比例2中Nb-Ti-Cr元素的含量不在本发明实施例的范围内，其余同实施例1，虽然增加了Nb-Ti-Cr含量，但是整体对强度的贡献并不是线性关系，因此造成合金成本的浪费。

对比例3中，未采用本发明实施例的工艺，其余同实施例1，卷取温度过高，造成其铁皮厚度相对偏厚，同时强度显著下降。

本发明实施例1-8最后制备得到的车厢板用热轧带钢，屈服强度大于700MPa，抗拉强度大于800MPa，断后总延伸率大于20％，塑性和冷弯性能优良、耐磨性良好。

附图3-4的说明：

图3为本发明实施例4板厚四分之一处的显微组织，板材微观组织为：铁素体(体积分数为93％，晶粒平均尺寸为5μm)+片状珠光体组织(体积分数为7％)；

图4为本发明对比例3板厚四分之一处的显微组织示意图。板材微观组织为：铁素体(体积分数为96％，晶粒平均尺寸为5μm)+片状珠光体组织(体积分数为4％)；

由图3-图4可知，相比于对比例，本发明实施例提供的车厢板用热轧带钢热处理后板厚各处组织更为均匀，无显微带状组织，具备更优异的冲击韧性与疲劳性能。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。