[发明专利]一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢及其制备方法，属于汽车用钢技术领域；本发明提供的钢按重量百分比计，所述钢的化学成分为：C：0.20‑0.25％，Si：0.2‑1.6％，Al：0.02‑1.6％，Mn：1.0‑4.0％，Cr：0.1‑0.5％，Mo：0.1‑0.5％，B：0.001‑0.005％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，N：≤0.01％，O：≤0.003％，Ti、Nb、V中的至少一种，其余为Fe和不可避免夹杂；其中，1.0％≤Al+Si≤2.0％；所述Ti含量为0.02‑0.10％，所述Nb含量为0.02‑0.10％，所述V含量为0.02‑0.15％；具有抗拉强度为1300‑1700MPa，屈服强度Rp0.2为800‑1100MPa，延伸率A50为8‑15％。

技术领域

本发明属于汽车用钢技术领域，具体涉及一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢及其制备方法。

背景技术

高强度和超高强度钢的使用对汽车车身轻量化具有积极有效的作用，但随着车身用钢强度不断提高，其塑性出现大幅度下降、成形性能大大降低，成形过程中易产生开裂和回弹，严重影响零件的形状和尺寸精度。热冲压成形技术利用钢板在高温下塑性增加、成形抗力下降的特点，将初始强度600MPa左右的板料高温加热，随后在具有冷却系统的模具内快速冲压成形和淬火冷却，可获得1300MPa的超高强度零件，可很好的解决冷成型易开裂、回弹严重等问题。

然而，由于热成形淬火后全部为马氏体组织，强度高但韧性不足，传统22MnB5热冲压用钢，热冲压后其强度可以达到1300MPa以上，而延伸率只有5-8％。复杂的载荷条件要求热冲压成形钢不仅有较高的强度而且有好的塑性和韧性。但是，目前还没有较好的成本较低的一种能提高热冲压用钢的塑性且不损害其强度的方法来解决这一问题。如何在不降低强度的情况下，提高钢的塑性成为热成形技术中亟待解决的问题之一。

专利申请号CN104160050B公布的热冲压用钢板及其制造方法和热冲压钢材，C：0.18～0.26％、Si：0.02～0.05％、Mn：1.0～1.5％、P：＜0.03％、S：＜0.02％、Al：0./01～0.5％、N：＜0.1％、Cr：＜2％、Mo：0～1.0％、V：0～0.5％、W：0～0.5％、、Ni：0～5.0％、B：0～0.01％、Ti：0～0.5％、Nb：0～0.5％、Cu：0～1.0％、余量为铁及不可避免杂质，其专利主要通过控制夹杂物尺寸和数量改善热冲压用钢的耐氢脆特性，并未能改善其塑性。

申请号为CN201110269388的中国专利“一种汽车用高强韧性热成形钢板的热处理方法”，公开了一种汽车用高强韧性热成形钢板的热处理方法，属于汽车用高强钢技术领域，为解决目前热成形用钢板在成形后强度高但塑性不好等问题，解决问题的技术措施：将成分质量百分含量为：C：0.2～0.4％、Si：0.1～0.5％、Mn：1.0～2.0％、Cr：0.1～0.5％、B：0.001～0.005％、Ti：0.01～0.05％、Al：0.01～0.1％、P：＜0.02％、S：＜0.01％、N：＜0.01％、O：＜0.0030％，余量为铁及不可避免杂质的热成形用钢板在冲压成形后在100～500℃范围内，进行1～5min的回火处理，显著提高热成形钢的塑性，改善热冲压成形后钢板的韧性。该专利介绍了一种钢板的热处理方法，其回火处理时间较长，生产效率较低。

专利申请号CN103255340A提供了一种汽车用高强韧性热成形钢板，主要成分为wt％：C：0.1-0.5，Si：0.5-1.5，Mn：1.2-2.4，Ti：0.01-0.05，B：0.001-0.005，S：≤0.01，P：≤0.01，其余为Fe；制备方法包括：对具有所述组成的钢板用钢以20-100℃/s的速度加热到奥氏体化温度恒温一段时间后热轧，使奥氏体晶粒细化；以50-120℃/s的速度淬火到50-370℃，获得部分过饱和马氏体和未发生马氏体相变的残余奥氏体；在200-500℃的回火温度等温5-600s，使碳由马氏体向残余奥氏体分配以稳定奥氏体；淬火到室温，获得细化马氏体和残余奥氏体的复相组织。此专利同样需要等温回火过程，较现在已有热冲压线的成本增加，另外，该专利未充分考虑Al、Cr等合金元素作用。