[发明专利]一种1700MPa级高Cr-Si薄规格热成形钢的热轧制备方法

说明书

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种1700MPa级高Cr‑Si薄规格热成形钢的热轧制备方法。针对现有技术中存在的热成形用钢板需要加入冷轧才能制备，需要镀层才能进行热成形的问题，本发明提供一种低成本的1700MPa级高Cr‑Si合金化免镀层热成形钢，且提出了具有该成分的薄规格免镀层热成形钢的热轧制备方法。本发明的热成形钢制备工艺简单、成本低，制成的热成形钢组织均匀、力学性能和抗高温氧化性能优异。

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种1700MPa级高Cr-Si薄规格热成形钢的热轧制备方法。

背景技术

安全、环保、节能是当前汽车制造业发展的主题，采用高强度钢板制造的车身不仅可以有效减轻车身重量、降低油耗，还可以提高汽车的安全性和舒适性，是同时实现车体轻量化和提高碰撞安全性的最佳途径。随着汽车用先进高强钢强度的提高，塑性变形范围变窄，冲压力增大，零件成形回弹严重，尺寸和形状稳定性变差，对材料的成形性和焊接性造成不利影响，导致常规冷冲压成形非常困难，提高了汽车制造企业的加工难度和制造成本。而热成形技术通过将超高强钢室温下恶化的冷成形性转化为高温状态良好的热加工性能，可解决高强度钢冷成形回弹等问题。据乘用车市场信息联席会报告数据，2018年国内全年销售乘用车数量为2352.9万辆，每辆白车身用钢量约为700kg，热成形零件重量占比约15%，热成形钢用量总计达240余万吨。

现商业化稳定生产和技术最成熟的热成形钢为1500MPa（22MnB5）级和1800MPa（30MnB5）级Mn－B系列钢板。热成形钢在欧美车形上应用的比例较高，一般可达10％～20％。2015款沃尔沃XC90GenⅠ和XC90GenⅡ两款汽车车身采用多个热成形零件，分别占白车身总质量的7％和38％。研究表明，使用1500MPa（抗拉强度）级别的热成形钢取代800MPa级别的钢，可实现汽车车身20％以上的减重；若抗拉强度达到2000MPa，可进一步减重约13％。

热成形技术解决了复杂零件的冲压开裂、回弹严重及尺寸精度差等问题，其冲压成形的零件具有强度高、尺寸精度高、成形质量好、焊接性良好、可避免高强度钢冷成形的回弹问题等优点，因此在汽车轻量化用材中，热成形零件越来越受到重视。且热成形技术在汽车领域的使用，可有效保证在实现轻量化的同时，保持着良好的碰撞性能。根据钢板镀层分类，目前商业用热成形钢主要分为Al-Si镀层钢和无镀层钢，其中Al-Si镀层的主要作用是阻止奥氏体化过程中钢板表面脱碳和氧化，而且该镀层能够隔离钢板基体与外界环境，因此具有一定的防腐蚀作用，但Al-Si镀层的存在也阻碍了氢的扩散而常造成镀层开裂，并引发氢脆，且在热成形过程中会发生沾辊，导致辊道寿命降低，提高生产成本。而裸板在热冲压过程中表面易形成黑色氧化层，严重影响后续焊装质量及焊接强度，需进行抛丸处理，但抛丸易变形，且耐腐蚀性差。为保证门环精度，后续需持续优化抛丸工艺，确保门环量产精度及一致性。

由于中国汽车产量的持续攀升，轻量化节能减排的要求以及严格的汽车安全法规，为热冲压成形产品提供了广阔的市场，并由此为热成形钢和热冲压成形设备等提供了巨大的商机。但热冲压成形零部件存在着韧性不足以及潜在的氢致延迟断裂问题也不可忽视。

现有薄规格热成形用钢板均为热轧后附加冷轧工序生产，而这类1500MPa级或1500MPa以上级别的热成形钢由于合金含量高、淬透性强，因此冷轧过程中轧制力大，甚至超出冷轧机组上限，而采用中间退火加二次冷轧的复杂工序，常引起钢板边裂，板形不良等问题，大幅提高生产成本，降低生产效率与产品合格率。如果能够开发具有自主知识产权的直接热轧薄规格热成形用钢而免去冷轧工序，不但具有低成本和高效率的优势，而且大幅提高产品的质量与合格率。“以热代冷”方法制备热成形钢的合金成分设计与控轧控冷工艺对于热成形后的终态组织性能至关重要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种低成本的1700MPa级高Cr-Si合金化免镀层热成形钢，且提出了具有该成分的薄规格免镀层热成形钢的热轧制备方法。