[发明专利]用中薄板坯轧制Rm≥1500MPa高韧性热冲压钢及生产方法

说明书

用中薄板坯轧制Rm≥1500MPa高韧性热冲压钢，其组分及wt%为：C:0.23～0.28%，Si：0.21～0.35%，Mn：4.6～5.4%，P≤0.008%，S≤0.005%，Als：2.6～3.4%，Cr：0.21～0.58%，Ti：0.021～0.025%或Nb：0.015～0.030%或V：0.10～0.30%或其中两种及以上以任意比例的混合，N≤0.005%；生产方法：常规冶炼并精炼；连铸成坯；入均热炉前的除鳞处理；加热并均热；轧制之前的高压水除鳞；轧制；冷却；卷取；热冲压加热处理；冲压成形。本发明既能保证抗拉强度不低于1510MPa，屈服强度不低于910MPa，热冲压成形后无回弹，零件尺寸精度高的前提下，还使其延伸率由不超过8%提高到11%以上，满足了汽车轻量化对超高强度下对延伸率的要求。

技术领域

本发明涉及一种汽车零部件用钢及其生产方法，具体地属于用中薄板坯轧制Rm≥1500MPa高韧性热冲压钢及生产方法，且适用于生产的产品厚度2至10mm。

背景技术

车身轻量化是汽车节能减排的重要途径；作为车身制造的主要原料，汽车用钢的强度与塑性提升，对于汽车轻量化水平和被动安全性能的提高具有重要应用价值。目前，已开发的第三代超高强钢同时具有超高材料强度和高韧性，但其零部件在冲压加工成形却面临成形压力大、成型工艺复杂、模具磨损严重、部件回弹等难题。

热冲压成形技术利用金属材料高温状态良好成形性，有效降低加工变形抗力，提升零件尺寸精度及模具寿命，受到国内外车企的高度青睐。然而，传统热成形钢的设计主要从钢的淬透性出发，以保证零件在模内成形冷却过程中淬火形成全马氏体组织，达到1500MPa以上的零件强度。全马氏体组织的热成形零件虽然可以获得很高的强度，但其塑性较差。目前，国内外现有抗拉强度1500MPa级热成形钢的断后延伸率低于10%，无法有效吸收汽车碰撞能量，逐渐成为了制约传统热成形钢在车身应用比例的瓶颈。提高热成形钢及其制件的韧性及强塑积，同步实现超高强度高韧性，是当今汽车用热成形钢研究的重要方向。

除此之外，原料成本是热成形钢可否批量应用的关键问题。传统热成形钢的生产工艺流程为：脱硫铁水→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→板坯加热→热连轧→酸洗+冷连轧→连续退火→（预涂层）→精整包装→落料→加热→模具冲压淬火；其存在生产工艺流程较长，成本较高的不足。近年来，中薄板坯连铸连轧工艺逐步发展成熟，产品质量得到大幅提升；传统冷轧热成形钢可采用短流程的连铸连轧工艺替代，直接轧制超高强度钢板，从而大幅降低了原料钢板的生产成本。如中国专利公开号为CN 106119692 A的文献，发明了一种用中薄板坯直接轧制的抗拉强度≥1500MPa热成形钢，所发明带钢的化学成分质量百分比：C：0.21～0.25%，Si：0.26～0.30%，Mn：1.00～1.30%，P：≤0.01%，S：≤0.005%，Als：0.015～0.060%，Cr:0.25～0.30%,Ti：0.026～0.030%或Nb：0.026～0.030%或V：0.026～0.030%或其中两种及以上以任意比例的混合，B：0.003～0.004%，Mo：0.17～0.19%，N≤0.005%，余为Fe及不可避免的杂质。其冶炼后浇铸成薄板坯后，进行除鳞、加热、轧制，控制终轧温度830～870℃；冷却后进行卷取，控制卷取温度为635～665℃。采用该技术生产的热成形钢，热冲压淬火后零件为全马氏体组织，抗拉强度1520～1625MPa，断裂延伸率仅有6.2～7.8%，韧性较低。