本發(fā)明涉及一種汽車(chē)用高強(qiáng)鋼，尤其是一種熱沖壓成形鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

隨著汽車(chē)輕量化的提出，加快了汽車(chē)用高強(qiáng)鋼的開(kāi)發(fā)速度，為鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。為了降低白車(chē)身自重，在汽車(chē)車(chē)身制造中，高強(qiáng)鋼的使用比例越來(lái)越高，同時(shí)沖壓新技術(shù)也不斷被提出并應(yīng)用。為兼顧輕量化、碰撞安全性、高強(qiáng)度沖壓件的回彈及模具磨損等問(wèn)題，熱沖壓成形鋼及成形技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。Arcelor公司首先開(kāi)發(fā)并批量生產(chǎn)了熱沖壓成形鋼板Usibor1500。其特點(diǎn)是在軋制成形后，材料組織為均勻的鐵素體＋珠光體，屈服強(qiáng)度為280～400MPa，抗拉強(qiáng)度為大于450MPa。經(jīng)過(guò)熱處理后，其組織為均勻的馬氏體，屈服強(qiáng)度可達(dá)1200MPa，抗拉強(qiáng)度可達(dá)1600MPa，為普通鋼板強(qiáng)度的3～4倍。保證了汽車(chē)車(chē)身安全性的同時(shí)，通過(guò)減薄車(chē)身鋼板，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)車(chē)身輕量化。

目前關(guān)于熱沖壓成形鋼的研究多集中在后續(xù)的熱沖壓工藝方面，而實(shí)際上為了滿(mǎn)足熱沖壓，前期的剪切落料和預(yù)成型工藝也極為重要，這就要求熱成形基料應(yīng)具有良好的冷加工性。為降低鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本，應(yīng)采用合適的生產(chǎn)工藝，并能夠滿(mǎn)足客戶(hù)的使用要求。公開(kāi)號(hào)為CN103469090A提出了一種高強(qiáng)度熱成形鋼的退火方法，即在兩相區(qū)（α+γ）保溫0.1-5h，然后以0.1-10℃/s的冷卻速度冷至A1以下某一溫度，保溫0.1-5h，最后以0.1-10℃/s的冷卻速度冷至室溫。這種方法雖然比傳統(tǒng)的罩退工藝，退火時(shí)間短，但對(duì)實(shí)際生產(chǎn)來(lái)說(shuō)較難實(shí)現(xiàn)。因此亟需一種可以批量化、低成本、穩(wěn)定生產(chǎn)熱沖壓成形鋼的工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有良好的冷加工性的熱沖壓成形鋼；本發(fā)明還提供了一種低成本、批量化的熱沖壓成形鋼的生產(chǎn)方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明成分的質(zhì)量百分含量為：C 0.18～0.25%，Mn 1.00～1.50%，Si 0.15～0.40%，P≤0.020%，S≤0.005%，Cr 0.10～0.30%，Ti 0.010～0.050%，Alt 0.020～0.060%，B 15ppm～50ppm，[N]≤40ppm，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。

本發(fā)明所采用合金元素的功用如下：

C：起固溶強(qiáng)化的作用，決定淬火后馬氏體相的強(qiáng)度，即決定熱沖壓成形鋼的最終性能。因此，C含量控制在0.18～0.25%。

Si：一方面可以抑制鋼中碳化物的析出，保證淬火后馬氏體相的碳含量，另一方面通過(guò)固溶強(qiáng)化，提高鋼的強(qiáng)度，同時(shí)Si含量過(guò)高會(huì)降低馬氏體鋼的韌塑性。故Si應(yīng)控制在0.15～0.40%。

Mn：對(duì)提高鋼的淬透性最強(qiáng)，通過(guò)加入較多的Mn元素保證鋼的淬透性，Mn含量過(guò)多會(huì)降低鋼的焊接性能。因此，Mn含量應(yīng)控制在1.00～1.50%。

Cr：能夠有效提高鋼的淬透性和防止高溫表面氧化，但Cr含量過(guò)高會(huì)惡化鋼的加工性能。因此，Cr含量應(yīng)控制在0.10～0.30%。

S：不可避免的雜質(zhì)，形成硫化物夾雜物會(huì)在晶界處偏析，惡化鋼的性能，因此應(yīng)控制在0.005%以下。

N：在鋼中形成氮化物，可起到強(qiáng)化作用，但過(guò)多的N會(huì)使鋼的塑性和韌性降低，故N應(yīng)控制在40ppm以下。

P：容易在鋼的晶界處偏聚，使鋼的韌脆性顯著增加，從而使氫致延遲斷裂敏感性升高，因此，P含量應(yīng)控制在0.020%以下。

Al：用在冶煉過(guò)程中脫氧定氮?jiǎng)硗膺€可以起到高溫抗氧化的作用，但過(guò)多的Al會(huì)形成氧化鋁夾雜物，惡化鋼的性能，因此Al含量應(yīng)控制在0.020～0.060%。

Ti：形成碳、氮化物，一方面可以形成沉淀強(qiáng)化，另一方面在鋼奧氏體化時(shí)，可起到阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用，從而保證淬火后鋼的強(qiáng)度。因此Ti含量應(yīng)控制在0.010～0.050%。

B：對(duì)鋼的淬透性有明顯的效果，同時(shí)細(xì)小的硼化物在晶界處偏聚，強(qiáng)化晶界，提高鋼的韌性，但當(dāng)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)50ppm時(shí)，會(huì)使B在晶界處過(guò)量析出，降低鋼的韌性。因此，B含量應(yīng)控制在15～50ppm。

本發(fā)明方法包括加熱、熱軋、冷軋、連續(xù)退火和平整工序；所述熱軋采用的鑄坯成分的質(zhì)量百分含量如上所述。

本發(fā)明方法所述加熱工序的均熱溫度為1150～1250℃，在爐總時(shí)間為90～150分鐘。

本發(fā)明方法所述熱軋工序：采用前段冷卻，終軋溫度為850～900℃，卷取溫度為560～650℃。

本發(fā)明方法所述冷軋工序的冷軋壓下量≥50%。

本發(fā)明方法所述連續(xù)退火工序：保溫溫度780～830℃，保溫時(shí)間100～200s，緩冷結(jié)束溫度650～700℃，快冷結(jié)束溫度400～450℃，過(guò)時(shí)效溫度370～400℃。

本發(fā)明方法所述平整工序的平整延伸率為0.6%～1.6%。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明鋼帶具有良好的冷加工剪切性能，表面質(zhì)量?jī)?yōu)異，成本低廉。

本發(fā)明方法通過(guò)控制熱軋、冷軋和連續(xù)退火以及平整等工藝參數(shù)來(lái)生產(chǎn)熱沖壓成形鋼的方法，具有實(shí)施難度小，成本較低，生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定，成品性能優(yōu)異的特點(diǎn)；可以有效降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。采用連續(xù)退火工藝生產(chǎn)熱沖壓成形鋼，較罩退工藝生產(chǎn)效率高，節(jié)約成本，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。

本發(fā)明方法通過(guò)調(diào)整成分設(shè)計(jì)、熱軋、冷軋、退火及平整工藝參數(shù)，生產(chǎn)出高性能的熱沖壓成形鋼帶；產(chǎn)品性能為：抗拉強(qiáng)度介于500～700MPa，屈服強(qiáng)度300～500MPa，延伸率20%以上；具有良好的冷熱成形性和淬透性，成形后強(qiáng)度級(jí)別能達(dá)到1500MPa，具有低回彈性，能夠有效的提高零件的精度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1～12：本熱沖壓成形鋼采用下述具體工藝生產(chǎn)而成。

（1）各實(shí)施例采用采用表1所述化學(xué)成分的鑄坯進(jìn)行生產(chǎn)。

表1：實(shí)施例1～12鑄坯的化學(xué)成分（wt%）

（2）工藝過(guò)程為：加熱→熱軋→冷軋→連續(xù)退火→平整→卷取入庫(kù)，控制各工序的參數(shù)如下所述：加熱工序采用步進(jìn)式加熱爐加熱，均熱段鑄坯的加熱溫度為1150～1250℃，在爐總時(shí)間為90～150分鐘；熱軋工序采用前段冷卻，終軋溫度為850～900℃，卷取溫度為560～650℃；冷軋工序的冷軋壓下量≥50%；連續(xù)退火工序的保溫溫度780～830℃，保溫時(shí)間100～200s，緩冷結(jié)束溫度650～700℃，快冷結(jié)束溫度400～450℃，過(guò)時(shí)效溫度370～400℃；平整工序的平整延伸率為0.6%～1.6%。各實(shí)施例的具體工藝參數(shù)見(jiàn)表2。

表2：實(shí)施例1～12的工藝參數(shù)

（3）實(shí)施例1～12所得熱沖壓成形鋼進(jìn)行性能檢測(cè)，試樣標(biāo)距為80mm，平行段的寬度為20mm，檢測(cè)得到的力學(xué)性能見(jiàn)表3。

表3：實(shí)施例1～12所得產(chǎn)品的力學(xué)性能