[發明專利]MnCr合金化熱成形用鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201410104533.4
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103882323A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 劉永剛;張建;朱國輝;谷海容;周志斌;詹華;陳其偉;張武;李沁怡;張軍;湯亨強;汪永國;張慶安
• 申請（專利權）人: 馬鋼（集團）控股有限公司;馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 奚志鵬

技術領域

本發明屬本發明屬于超高強度汽車用鋼鐵材料領域，特別涉及合金化熱成形用鋼的生產技術。

背景技術

隨著能源和環境問題的日益尖銳，為了應對能源短缺和環境污染的挑戰，達到減少能耗和廢氣排放，對交通運輸工具輕量化的要求愈加迫切。汽車的油耗主要取決于發動機的排量和汽車的總質量。在保持汽車整體品質、性能和造價不變的前提下，通過降低汽車自身重量來提高輸出功率、降低噪聲、提升操縱性、可靠性，提高車速、降低油耗、減少廢氣排放量、提升安全性是汽車輕量化的最終目標。

汽車輕量化是一個系統工程，包括通過產品結構和形狀的設計優化實現輕量化，采用先進的加工技術應用實現輕量化，以及合理應用輕量化材料實現輕量化。超高強度鋼的廣泛使用是汽車輕量化的重要途徑之一。“超輕鋼制車身”聯盟所作的研究表明，如果在車身中超高強度鋼板的應用量達80％，可以在不增加成本的情況下，汽車車身的重量比普通鋼結構車身降低20％。如果超高強度鋼的屈服強度提高到1000MPa，則可以比同等強度、剛度的低碳高強度鋼（HSLA）零件減重50％以上，同時還可提高材料的抗疲勞、抗碰撞性能。因此，超高強度鋼板的應用將成為實現汽車輕量化的重要途徑。

然而，超高強度鋼板的高剛度、高回彈性、高的成形力要求以及易產生裂紋使傳統的冷沖壓工藝不能滿足超高強度部件的制造要求。因此近年來提出了熱沖壓成形工藝以解決以上問題并獲得板料的優良成形性能和超高強度部件。鋼板熱沖壓新技術是一種將特殊的高強度鋼板加熱到奧氏體溫度范圍，快速移動到模具，快速沖壓，在壓機保壓狀態下通過模具（而不是空氣）對零件進行淬火冷卻（并要保證一定的冷卻速度），最后獲得超高強度沖壓件（組織為馬氏體，強度在1500MPa?左右甚至更高）的新型成形工藝。

目前，典型的熱成形用鋼為22MnB5。其中合金元素硼主要通過改變界面特性而增加奧氏體的淬透性，有關這類典型的熱成形用鋼已有一些專利公開。例如，申請號為201110117615.9?的中國專利“抗拉強度1300MPa級汽車安全件用鋼及其生產方法”和申請號為200810112020.2的中國專利?“一種熱成型馬氏體鋼”鋼中都加入B?：0.0005?～0.005％。對于這種典型的熱成形用鋼，由于需要在煉鋼過程中加入硼，所以往往要求煉鋼過程具有較高的真空度以保證合金元素硼能夠達到要求的含量。但是在實際過程中，這種控制往往增加了煉鋼的難度，而且硼的含量也比較難以控制。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明利用錳和鉻作為主要的合金元素，降低了煉鋼的控制難度，簡化了煉鋼過程，提高了鋼的成分控制精度，從而增大熱成形用鋼的成品率和生產效率。

為解決上述技術問題，本發明提供一種MnCr合金化熱成形用鋼，其特征在于，主要含有以下重量百分比的化學元素：C?0.15~0.25%，Si?0.10~0.25%，Mn?1.5%~2.2%，?Cr?2.0%~2.5%。

本發明提供還提供一種MnCr合金化熱成形用鋼的生產方法，其特征在于，主要工藝參數控制如下：鑄坯出爐溫度控制：1230-1250℃，熱軋終軋溫度控制在920-950℃，熱軋卷取溫度控制在630-660℃，沖壓冷速：18-22℃/s。

鑒于現有技術成分設計中存在不足的現狀，本發明提供了超高強度汽車用鋼鐵材料的成分設計，利用錳和鉻作為主要的合金元素，取代目前典型的熱成形用鋼中硼的作用，簡化了煉鋼過程，提高了鋼的成分控制精度，從而增大熱成形用鋼的成品率和生產效率。本發明所生產的熱成形部件的力學性能為屈服強度Rp=1030MPa，抗拉強度Rm=1510MPa，均勻延伸率Agt=5%。熱成形后顯微組織全部為馬氏體。

附圖說明

下面結合附圖對本發明詳細說明。

圖1：本發明CCT曲線。

圖2：本發明熱成形后的顯微組織。

具體實施方式

鋼水的化學成分見表1，其余為Fe和不可避免的雜質元素。

表1????????實施例化學成分，wt%