博一建材讯：作为汽车大梁，主要承受较大的静载荷和一定的冲击、振动，因此对它的性能有两方面的要求，一是要具有一定的强度，较好的塑性和韧性；二是由于汽车大梁多是冷冲压成型，冲压中容易产生裂纹，因此要求16MnL具有良好的冲压性能
作为汽车大梁，主要承受较大的静载荷和一定的冲击、振动，因此对它的性能有两方面的要求，一是要具有一定的强度，较好的塑性和韧性；二是由于汽车大梁多是冷冲压成型，冲压中容易产生裂纹，因此要求16MnL具有良好的冲压性能。涟钢CSP生产线于2004年2月投入生产，根据市场需求和CSP工艺具有大压下、以及快速冷却能得到细小的晶粒尺寸、材料强度较高等特点。涟钢于2004年8月试制了不含微合金元素的汽车大梁钢16MnL，从用户的使用情况看，产品的力学性能、外观尺寸、板型等均能满足用户的要求，但也存在冷成型过程中开裂的问题。针对这一现状，本文在进行大量的对比分析后认为：CSP生产线生产的16MnL的金相组织含有贝氏体是造成其冷成型开裂的主要因素，碳、锰含量偏高、中心偏析和带状组织严重以及轧制工艺等均对16MnL冷成型性能有较大的影响。
与涟钢CSP生产线匹配的转炉公称容量为100t，转炉提供的粗炼钢水100％经过LF炉精炼，工艺流程为：3×100t转炉→3×105tLF精炼炉→二台CSP连铸机→二座辊底式均热炉→一台高压水除磷机→七机架精轧机组→层1
从中可以看出：
（1）来自不同钢卷号开裂的二块大梁板试样涟钢1＃、涟钢2＃，其碳、硅、锰含量在相应内控标准的下限甚至有的低于其内控标准允许范围，但均产生了严重的贝氏体组织。
（2）涟钢1＃试样与珠钢生产的大梁板试样化学成分接近，但屈强比较珠钢高、延伸率较珠钢低。
（3）涟钢1＃试样与攀钢生产的P510L相比，夹杂物和带状组织级别相近或相同，C类夹杂物均为2.5级、带状组织均为3级，但攀钢的P510L冷成型时没有产生开裂，涟钢的16MnL冷成型产生开裂现象，主要区别在于涟钢的16MnL的金相组织含有严重的贝氏体组织。
一涟钢汽车大梁板生产工艺改进前后的力学性能统计和使用情况
涟钢生产的16MnL力学性能统计发现，钢卷下线入库。涟钢CSP薄板坯连铸连轧生产线还采用了当今先进的CSP技术，如电磁制动、等温结晶器冷却系统、液芯压下等。
涟钢、珠钢和攀钢510级汽车大梁板检测分析涟钢试生产16MnL的内控成分和主要技术指标为：C0.16％～0.20％、Si0.25％～0.50％、Mn1.25％～1.45％、P≤0.025％、S≤0.012％、σs≥355MPa、σb510～610MPa、δ5≥24％。在汽车大梁制造厂家，先后选取了加工方式、产品完全相同而冷成型结果不一样的五块试样进行了分析。对三炉成分低于内控标准炉号的分析在试生产过程中，有三炉钢的碳或锰含量没有达到内控成分要求，按理说此三炉钢的性能应较低，但这三炉钢的力学性能较内控标准屈服强度高出90～110MPa，抗拉强度高出70～80MPa，而且轧制规格越薄屈服强度越高。钢板强度有大量的富余，而延伸率富余不多。
1、金相组织、晶粒度、夹杂物
2004年8月至11月生产的汽车大梁板屈服强度和抗拉强度的平均值分别达到了470和595MPa，延伸率平均值为26.8％，屈强比平均值为0.79，屈服强度和抗拉强度的平均值分别较标准高出了115和85MPa。针对涟钢16MnL力学性能高的特点，于2004年12月开始，在碳、硫、锰含量没有调整，硅、锰稍许降低（Si0.25％￣0.35％，Mn1.1％￣1.3％）的情况下，钢卷卷取温度由600～620℃调至640～650℃，终轧温度仍保持860℃。
2005年1至3月份生产的汽车大梁板在用户使用后反映良好，开裂缺陷大幅减少。卷取温度提高后，材料的屈服强度和抗拉强度都降低了，延伸率提高了，屈强比下降了，材料的冷成型性能得到改善，但强度仍然较高，屈服强度和抗拉强度的平均值分别较标准仍高出85和75MPa，有个别钢板在边部发蓝区一侧弯曲时产生严重的开裂，而未发蓝的一侧完好。经对同一支大梁开裂的一侧和不开裂的一侧进行分析，开裂的一侧（3＃样）局部有严重的贝氏体，并且中心碳偏析比较严重，而没开裂的一侧（4＃样）中心碳偏析同样严重，但没有贝氏体。经对3＃、4＃样分析（厚度7.8mm）其化学成分为，％：C0.18，Si0.34，Mn1.24，P0.018，S0.005。力学性能为：σs420MPa，σb555MPa，δ533％。金相组织、晶粒度及夹杂物情况见表3。从以上分析、检测及3结果可知，钢卷出厂力学性能均属正常。
2、化学成分对性能的影响
碳、锰、硅含量的影响在16MnL汽车大梁板中，基本成分应是低碳、稍高的锰和适量的硅。对于传统的大梁板轧制工艺，一般以加入合金元素钛、铌、钒的方式来强化，以降低碳的含量。对于CSP生产线来说，由于CSP工艺所生产产品具有晶粒尺寸较小、析出物弥散分布、强度较高等特点，涟钢在开发汽车大梁板过程中，没有加入其它细化晶粒的合金元素，而是基于碳―锰钢，通过合理的成分设计和先进的CSP控轧控冷工艺，得到汽车大梁板所需要的组织和性能。
从试制的情况来看，尽管碳、锰含量在内控标准的下限，甚至低于内控标准要求的下限值，但材料的力学性能均远远超出了标准要求，强度较高且有大量富余，而延伸率的平均值并不高，屈强比高。造成力学性能高的主要原因是薄板坯厚度较薄，它在连铸时的冷却速率大于传统的厚板坯，其二次、三次枝晶较短。某些研究已经表明，枝晶间距可由厚板坯的90～300μm减小到薄板坯的50～120μm，从而使成品晶粒细化。对于传统工艺，在连铸和以后的冷却过程中，合金元素以碳、氮化合物的形式析出，在再加热过程中，受加热温度和时间条件限制，合金元素的溶解较直接轧制工艺少。
薄板坯连铸连轧工艺铸后直接高温均热热轧，溶解量相对较高。如果有合金元素的加入，则一方面阻止奥氏体晶粒长大，另一方面又能阻止奥氏体再结晶的发生，因而更加细化晶粒。
这就使得薄板的金相组织均以铁素体组织为主，晶粒细小、比较均匀、呈等轴状，力学性能普遍较高。由于CSP工艺较传统热轧板生产工艺有较大的区别，所以CSP生产线生产16MnL时，其化学成分不能简单的参照GB3273―89标准，为了提高16MnL的冷成型性能，碳、锰含量应适当下调。
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