[发明专利]一种2000MPa级抗延迟开裂热成形钢及其生产方法

说明书

本发明涉及2000MPa级抗延迟开裂热成形钢，C：0.20％～0.40％，Si：0.20％～0.80％，Mn：0.5％～1.5％，P≤O.O06％，S≤0.004％，Als：0.050％～0.085％，Cr：1.0％～1.5％，Ni：0.50％～0.80％，Ti：0.020％～0.050％，Nb:0.020％～0.050％，Cu：0.20％～0.40％；B：0.002％～0.005％，余为Fe及不可避免的杂质。具有2000MPa的抗拉强度，又极大地提高了材料的延伸性，拥有良好的强塑积，还有较好的抗延迟开裂的性能，本发明适用于采用普通冷轧工艺生产热成形钢，有更好的应用前景和经济效益。

技术领域

本发明涉及冶金行业高强钢生产领域，尤其涉及一种2000MPa级抗延迟开裂热成形钢及其生产方法。

背景技术

随着汽车行业的快速发展，轻量化和安全性成为汽车产业发展的主要方向。使用热成形钢是当前提髙汽车碰撞安全性最为有效的措施，也是轻量化的重要途径。目前应用最多的是低碳Mn-B系钢板，淬火后其组织为均匀的马氏体，抗拉强度在1300～1800MPa，部分企业也开发出2000MPa级别热成形钢，主要应用在A柱、B柱、前后保险杆、铰链加强板、车门防撞梁、中通道等部位。

然而，随着强度提高，钢的延迟开裂问题也随之出现。延迟开裂是材料在静止应力的作用下，经过一定时间后突然发生脆性破坏的一种现象，它是材料—环境—应力之间相互作用的结果。研究已经证实，钢的延迟开裂是材料和材料服役环境中的氢造成的，是氢致材质劣化的一种形态，尤其是在抗拉强度达到2000MPa后延迟开裂现象极为显著。延迟开裂常常在材料所承受的外加应力水平显著低于其屈服强度时突然发生，具有不可预知性，往往导致较为严重的破坏和后果，成为制约超高强钢应用与发展的一个瓶颈。

氢陷阱对钢的延迟开裂有较大影响，有研究认为均匀弥散的不可逆氢陷阱可以有效地分散钢中的氢，减少氢的扩散，在一定程度上可以缓解材料的延迟开裂。许多研究表明钢中的析出相是良好的不可逆氢陷阱，钢中添加Nb、Ti和V等微合金元素，在钢中生成纳米尺寸的碳氮化析出物可以有效地捕获氢，使之成为不可逆氢从而抑制氢在钢中的运动，从而获得良好的耐延迟断裂性能。

现有发明专利CN201710030911.2公开了“一种抗拉强度≥2000MPa的热成形钢的制备方法”化学成分以质量百分比计为：

C：0.3％～0.5％，Si：1.2％～1.7％，Mn：1.4％～2.0％，Al：0.01％～0.07％，Cr≤1.5％，P≤0.008％，S≤0.005％，B：0.001％～0.01％，Ti：0.05％～0.1％，Nb：0.01％～0.08％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；

采用冶炼、热轧、冷轧、罩式退火得到热成形钢，奥氏体化淬火后，屈服强度R_p0.2＝1000MPa～1200MPa，抗拉强度R_m≥2000MPa，延伸率A₅₀＝8％～9％；采用罩式退火工艺，将热成形前的基料强度降至屈服强度424MPa～588MPa，抗拉强度616MPa～760MPa，延伸率A₅₀提高至17.3％～20.4％。

发明专利CN201910549621.8公开了“一种1800MPa级热成形钢及其制造方法”的成分按重量百分比计如下：

C:0.31％～0.52％，Si：0.30％～0.40％，Mn：1.4％～2.1％，p≤0.010％，S≤0.010％，Cr：0.31％～0.51％，Nb：0.08％～0.11％，Mo：0.11％～0.21％，RE：0.02％～0.1％，Ni：≤2.0％，余量为Fe及不可避免的杂质。制造方法包括冶炼、连铸、热连轧、酸洗、冷轧、退火，热成形；通过上述方法可以获得的热成形钢的抗拉强度为大于1800MPa，延伸率大于8％；显微组织为马氏体+铁素体，其中马氏体体积分数含量为94％～96％，具有高强度，高延伸率的特点。