[发明专利]一种铌微合金化Mn-B系超高强度钢板及其热处理工艺

说明书

技术领域

本发明公开了一种铌微合金化Mn-B系超高强度钢板及其热处理工艺，属于材料热处理技术领域，涉及微合金化及钢板热处理工艺。

背景技术

超高强度钢在汽车工业领域应用较为广泛。众所周知，含硼钢因其具有特殊的热成型性备受关注。它利用钛和硼微合金化的方法，通过热成型后急冷获得高的成形度和极高的强度。目前，超高强度钢 Mn-B 钢板在欧美和日本主要汽车制造企业已经开始应用和推广。世界上超高强度热成型钢几乎都属于硼钢系列钢种，因微量硼的加入可有效提高钢的淬透性，可通过成型模具中适宜的冷却速率获得全马氏体组织，从而使得零部件达到超高强度等级。事实上，早在上世纪五十年代硼在钢中的神奇作用就被人们发现了。由于硼元素与氧和氮元素有强烈的亲和作用,在钢中添加硼元素时须添加一些强氧化物和氮化物形成元素，如铝、钛等。固溶的硼偏析在晶界上，一定程度上抑制铁素体和贝氏体的形核,因而提高了钢材的力学性能，含硼钢的抗拉强度可达到1.5GPa以上，是普通钢材强度的3倍以上，被广泛应用于农机、汽车、耐磨机具等领域。常见的合金系列包括Mn-B、Mn-Mo-B、Mn-Cr-B、Mn-W-Ti-B等系列。然而，虽然铌是强氧化物和氮化物形成元素，但关于铌微合金化硼钢的生产制造和热处理工艺的报道较少。为此，本发明公开了一种铌微合金化Mn-B系超高强度钢板及其热处理工艺。

发明内容

本发明的目的是公开一种铌微合金化Mn-B系超高强度钢板及其热处理工艺，其板坯的（重量百分比)化学成分含量应符合：C 0.18%-0.38%，Si ≤0.6%，Mn 1.0%-2.0%，P≤0.015%，S≤0.005%，Nb 0.01%-0.06%，B 0.0005%-0.0040%，余量为Fe和不可避免的杂质。

热处理工艺制度为：奥氏体化温度880-930℃，保温时间0.5-3小时后水淬；回火温度190-280℃，保温时间3-40小时后空冷。

由此热处理工艺处理的钢板具有优良的力学性能，抗拉强度达到1100-1400MPa，屈服强度900-1100MPa，延伸率7-15%。铌元素的添加和利用不仅可以提高热处理钢板的强度等性能，还可以替代部分合金元素，减少合金元素的加入量，节约资源，降低成本。依据这一思路不仅可获得高性能、低成本的产品，而且可以发挥企业资源优势，实现降本增效的节约式发展模式。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作详细的描述。

钢板的（重量百分比）化学成分含量为：C 0.24%，Si 0.26%，Mn 1.36%， P 0.014%，S 0.004%，Nb 0.036%，B 0.0006%，余量为Fe和不可避免的杂质。

实施例1

钢板厚度为8mm，其热处理工艺制度为：奥氏体化温度900℃，保温时间45分钟后水淬。200℃低温回火，保温5小时，空冷。取样检测，其力学性能检测值见表1。

表1              力学性能检测值

实施例2

钢板厚度为8mm，其热处理工艺制度为：奥氏体化温度910℃，保温时间45分钟后水淬。200℃低温回火，保温5小时，空冷。取样检测，其力学性能检测值见表2。

表2               力学性能检测值

实施例3

钢板厚度为8mm，其热处理工艺制度为：奥氏体化温度920℃，保温时间45分钟后水淬。200℃低温回火，保温5小时，空冷。取样检测，其力学性能检测值见表3。

表3          力学性能检测值