[發明專利]一種2000MPa級熱成形鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 202111249235.0
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113957350B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 李騰飛;李化龍;施一新;劉志橋;馮慶曉;李婷婷;周東升;劉玉君;張志建
• 申請（專利權）人: 江蘇沙鋼集團有限公司;江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司;張家港中美超薄帶科技有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/38;C22C38/26;C22C38/24;C21D8/02;B22D11/06;C21D8/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳曦

本發明屬于鋼鐵生產技術領域，公開了一種2000MPa級熱成形鋼及其生產方法。本發明鋼水化學成分按質量百分比包括：C：0.32～0.40％；Si：0.30～0.50％；Mn：1.3～1.60％；Cr：0.9～1.2％；Nb：0.06～0.10％；V：0.03～0.06％；Al：≤0.003％；P：≤0.020％；S：≤0.004％，N：≤0.005％；O：0.005～0.008％，余量為Fe及不可避免的雜質元素。本發明基于薄帶鑄軋工藝，通過合理的成分設計、工藝參數提供了一種無帶狀組織、無脫碳層的2000MPa級熱成形鋼，彌補了現有熱成形鋼中存在帶狀組織的缺點，且彌補了現有裸板熱成形鋼中存在脫碳層的缺點。

技術領域

本發明屬于鋼鐵生產技術領域，具體涉及一種薄規格、無脫碳層、無帶狀組織2000MPa級熱成形鋼及其生產方法。

背景技術

汽車重量每降低10％，燃油效率可提高6～8％。汽車輕量化最重要的途徑之一是采用高強或超高強度鋼，從而能在不降低碰撞安全性時大幅降低汽車重量。但高強或超高強鋼在冷成形過程中，存在開裂、回彈和零件尺寸達不到精度要求等問題，1500MPa及以上超高強鋼問題尤為嚴重。

熱成形技術將高溫成型與淬火強化結合，能獲得強度≥1500MPa級別零部件，完美解決超高強與良好成型性能之間的矛盾。基于熱成形技術得以應用的鋼板稱之為熱成形鋼，其成分中添加C、Mn、Cr、Mo、B等提高鋼板淬透性元素，實現熱沖壓成形后形成馬氏體，達到鋼板超高強的指標。

由于微量B元素能顯著提高淬透性，Mn-B系合金廣泛用于熱成形的鋼種。鋼中添加B元素后，B在奧氏體晶界偏聚阻礙鐵素體形核心，熱成形后組織為全馬氏體組織，造成Mn-B系熱成形鋼延伸率較低。

Mn-B系熱成形鋼在使用過程中可依據防腐要求，或使用鍍層板或使用裸板。裸板采購價格低，但存在表層脫碳的問題，影響汽車安全性能。

對于常規連鑄工藝下的熱成形鋼，由于添加了較多C、Mn等元素，加之凝固速率較慢，枝晶間距大，枝晶偏析嚴重，其組織中常常伴隨有帶狀組織，嚴重影響鋼板性能。

中國專利文獻201710030911.2公開了《一種抗拉強度≥2000MPa的熱成形鋼的制備方法》。該方法屬于Mn-B系，未對帶狀組織、脫碳層進行說明。該方法中，生產工序上除去澆鑄、熱軋工序外還需酸軋、退火工序，能耗高，工序成本高。

中國專利文獻202011054654.4公開了《2000MPa級熱沖壓車輪輪惘用酸洗板及其制造方法》。該方法中的熱成形鋼厚度在3.0～6.0mm，屬于Mn-B系，未對脫碳層進行說明、帶狀組織≤1.0級。該方法中，鑄坯熱軋前需加熱、且經多道次熱軋，能耗高，工序成本高。

中國專利文獻201610713641.0《用薄板坯直接軋制的抗拉強度≥2100MPa薄熱成形鋼及生產方法》。該方法中的熱成形鋼厚度在0.8～2.0mm，屬于Mn-B系，未對帶狀組織、脫碳層進行說明。該方法中，鑄坯熱軋前需加熱、且經多道次熱軋，能耗高，工序成本高。

中國專利文獻201610713630.2《用薄板坯直接軋制的抗拉強度≥1900MPa薄熱成形鋼及生產方法》。該方法中的熱成形鋼厚度在0.8～2.0mm，屬于Mn-B系，未對帶狀組織、脫碳層進行說明。該方法中，鑄坯熱軋前需加熱、且經多道次熱軋，能耗高，工序成本高。

可見，上述現有技術的方法，至少存在如下缺陷：

(1)未解決嚴重影響熱成形鋼性能的帶狀組織問題；

(2)未解決裸板熱成形鋼的表層脫碳問題；

(3)大多屬于Mn-B系合金體系，斷后延伸率較低；

(4)未解決生產過程中能耗高、工序成本高的問題。

發明內容