[發明專利]一種鋁硅合金系鍍層熱成形鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202110666316.4
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113528940B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 徐德超;梁江濤;張博明;趙海峰;王振鵬;張士杰;李學濤;滕華湘;肖寶亮;張明生;李潤昌;王彭濤;徐海衛;于孟;巫雪松;鮑成人;張環宇;李研
• 申請（專利權）人: 首鋼集團有限公司;首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/54;C23C2/12;C23C2/40;B23P15/00
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 王瑞琳

本發明公開了一種鋁硅合金系鍍層熱成形鋼及其制備方法，所述鋼包括鋼基體和鋁硅合金鍍層；所述鋼基體的化學成分以質量分數計為：C：0.18～0.45％，Si：0.02～0.5％，Al≤0.1％，Mn：0.5～3.5％，Cr：0.01～0.7％，Mo：0.01～0.7％，B：0.001～0.005％，S≤0.005，P≤0.01％，N≤0.008％，O≤0.003％，Ni和Cu，其中，0.15％≤(Cr+Mo)≤1％，Ni+Cu≤0.5％；以及Ti：0.01～0.1％，Nb：0.01～0.1％和V：0.01～0.1％中的至少一種，且0.025％≤(Ti+Nb+V)≤0.25％；其余為Fe和不可避免夾雜。本發明優化合金成分，降低氫脆開裂風險，提高韌性。

技術領域

本發明涉及鋼材制備技術領域，特別涉及一種鋁硅合金系鍍層熱成形鋼及其制備方法。

背景技術

隨著汽車行業的發展，國際國內對汽車的安全、節能和排放的要求日益嚴格，白車身輕量化要求越來越高，高強鋼和超高強鋼得到長足發展。熱沖壓成形技術利用鋼板在高溫下塑性增加、成形抗力下降的特點，將初始強度較低的板料經高溫加熱后，在具有冷卻系統的模具內快速沖壓成形和淬火冷卻，可獲得超高強度零件，可很好的解決冷成型易開裂、回彈嚴重等問題。目前熱成形鋼熱浸鍍基板為酸軋帶鋼，生產的流程包括：冶煉、精煉、鑄坯、粗軋、精軋、卷取、平整、酸洗、冷軋、連續熱浸鍍退火和熱沖壓成形淬火，其生產流程長、能耗高、污染大。另外，隨著鋼鐵工業的發展，薄板坯連鑄連軋短流程工藝得到了發展，采用薄板坯連鑄連軋短流程工藝可以直接軋制生產1.0～3.0mm薄規格鋼板及鋼帶，一些原來只能使用冷軋高強鋼的薄規格零件已逐步被薄板坯連鑄連軋短流程工藝直接軋制高強度薄鋼板所代替，基于短流程的鋁硅合金系鍍層熱成形鋼基料，相比常規流程基料更具成本優勢。

但是無鍍層鋼板在熱成形加熱過程中，鋼板表面氧化，影響了鋼板的強度，熱成形部件需要經過噴丸或酸洗處理，氧化皮問題也易導致熱沖壓損傷模具。而鋁硅鍍層耐蝕性能優異，由于鋁的熔點較高，在高溫下能夠鋁硅鍍層與基體間快速相互擴散大量形成高熔點的金屬間化合物Fe-Al相、Fe-Al-Si相，最終形成穩定的高強高塑性的鋁硅鍍層涂覆的熱沖壓制品，熱沖壓無需拋丸，被廣泛應用于熱成形鋼。另外，由于熱成形淬火后全部為馬氏體組織，強度高但韌性不足，鋁硅鍍層在熱沖壓過程中，Al元素與水反應生成H原子，2Al+6H₂O＝2Al(OH)₃+3H₂，H易擴散至基體，在缺陷附近擴散并在缺陷處結合成分子氫，形成巨大內應力導致延遲斷裂發生，嚴重限制了熱沖壓用鋼產品的使用。

因此，如何制備一種塑性變形能力好的鋁硅合金系鍍層熱成形鋼，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明目的是提供一種鋁硅合金系鍍層熱成形鋼及其制備方法，韌性好，三點冷彎性良好，抗氫脆能力良好。

為了實現上述目的，本發明提供一種鋁硅合金系鍍層熱成形鋼，所述鋁硅合金系鍍層熱成形鋼包括鋼基體和鋁硅合金鍍層；所述鋼基體的化學成分以質量分數計為：C：0.18～0.45％，Si：0.02～0.5％，Al≤0.1％，Mn：0.5～3.5％，Cr：0.01～0.7％，Mo：0.01～0.7％，B：0.001～0.005％，S≤0.005，P≤0.01％，N≤0.008％，O≤0.003％，Ni和Cu，其中，0.15％≤(Cr+Mo)≤1％，Ni+Cu≤0.5％；以及

Ti：0.01～0.1％，Nb：0.01～0.1％和V：0.01～0.1％中的至少一種，且滿足：0.025％≤(Ti+Nb+V)≤0.25％；

其余為Fe和不可避免夾雜。

進一步地，所述鋁硅合金鍍層以質量分數計為：Al：80～95％，Si：5～12％，Fe：1～3％，其余為不可避免的雜質。