CN108707825A - 一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法 - Google Patents

一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108707825A
CN108707825A CN201810607644.5A CN201810607644A CN108707825A CN 108707825 A CN108707825 A CN 108707825A CN 201810607644 A CN201810607644 A CN 201810607644A CN 108707825 A CN108707825 A CN 108707825A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel plate
hot press
550mpa
formed production
ductility
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810607644.5A
Other languages
English (en)
Inventor
葛锐
胡宽辉
周少云
祝洪川
彭文杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Iron and Steel Co Ltd filed Critical Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN201810607644.5A priority Critical patent/CN108707825A/zh
Publication of CN108707825A publication Critical patent/CN108707825A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0273—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

本发明属低合金钢制造领域，该工艺采用低合金成分设计，其组分及重量百分比为：C：0.08～0.10％，Si：0.25～0.40％，Mn：1.10～1.50％，P：≤0.02％，S：≤0.01％，Als：0.01～0.10％，N：≤0.005％，Nb：0.025～0.05％，其余为铁和不可避免的微量元素。其生产工艺路线为：钢水冶炼—连铸—热轧—酸洗—冷轧—退火处理，开发出的热冲压成形用高塑性钢板的抗拉强度≥550MPa，且延伸率≥18％，其适用于厚度0.5mm～2.5mm的非镀层薄钢板生产，以降低热成形零件的生产原料成本，可吸收汽车碰撞能量、提高碰撞安全性水平。

Description

一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法
技术领域
本发明属低合金钢制造领域，具体提供一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法。
背景技术
随着全球性能源危机的日益加剧与汽车尾气排放导致人类生存环境日趋恶化，节能减排已成为当今汽车工业发展亟需解决的重要命题。汽车轻量化是实现汽车节能减排的重要手段。高强钢及超高强钢的批量应用是实现汽车轻量化的重要途径。
然而，超高强度使得钢板在零件冲压成形中非常困难，零件尺寸精度难控制，冲压模具磨损严重，这就使得其使用具有很大的局限性。热成形技术的诞生，很好地解决了上述技术难题。该技术可以成形强度高达2200MPa的冲压件，而且高温下成形几乎没有回弹，具有成形精度高、成形性能好等优点，迅速成为汽车用超高强度零部件制造领域的热门技术。热冲压成形是将具有高淬透性的钢板坯料加热奥氏体化，随后通过输送装置将办理送入带有冷却系统的模具内冲压成形并保压淬火，最终获得超高强度冲压零件。淬火完成后的热成形零件基本是马氏体组织，强度非常高(≥1300MPa)、塑性较低(≤10％)。在复杂的载荷条件下，不仅需要热成形零件具有高强度以较大程度抵御碰撞冲击变形，同时也需要良好的韧性以吸收碰撞能量、减低碰撞冲击对驾乘人员的伤害。因此，在热冲压成形领域，急需具有超高强度且局部高塑性的热成形零件以同时满足汽车轻量化和碰撞安全性两方面的需求。
目前，国内外主要通过以下两种技术手段以实现热成形零件高强度、高塑性问题：①热成形模具局部热处理技术，使得零件局部以较低的速度冷却或回火热处理，从而获得多相组织以提高零件局部韧性。该技术具有局部强度控制精度较差、生产效率减低的弱点，这在一定程度上限制了其批量化生产应用。②激光拼焊技术，搭配使用高塑性热成形钢实现零件的高强度和高塑性。目前，国外Gestamp公司开发了HT400、HT550、HT700三个牌号的热冲压成形激光拼焊用高塑性钢板，以满足汽车轻量化发展市场需求。然而，上述牌号汽车用钢板生产方法尚处于技术垄断与封锁阶段，价格昂贵。
因此，如何开发一种适用于热冲压成形工艺的激光拼焊专用高塑性钢板成为本专利的研发重点。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，突破现有热冲压成形用高塑性钢板的生产与制造的技术垄断，本发明目的是开发一种抗拉强度≥550MPa且延伸率≥18％的热冲压成形用高塑性钢板的生产方法，其适用于厚度0.5mm～2.5mm的非镀层薄钢板生产，以降低热成形零件的生产原料成本。
为实现该目的，本发明提出一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法，具体技术方案如下：
一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法，该钢板组分及重量百分含量为：C：0.08～0.10％，Si：0.25～0.40％，Mn：1.10～1.50％，P：≤0.02％，S：≤0.01％，Als：0.01～0.10％，N：≤0.005％，Nb：0.025～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质。
具体的，包括如下步骤：
1)钢水冶炼：采用转炉冶炼，LF炉精炼；
2)薄板坯连铸：精炼处理的钢水，采用薄板坯连铸机进行浇注；
3)板坯经均匀加热后热轧，控制均热温度在1250～1300℃，终轧温度在850～920℃，
4)酸洗并冷轧，控制总压下率在60％～70％；
5)连续退火处理，退火温度控制在750～850℃。
更具体的，冷轧后的板材厚度为0.5mm～2.5mm。
更具体的，所述卷取温度650～700℃。
更具体的，退火温度控制在820～850℃。
更具体的，所制得的钢的抗拉强度≥550MPa，且延伸率≥18％。本发明成分范围设定的理由：
碳(C)：碳是钢中的基本元素，也是最经济、有效的强化元素。碳含量设计偏低，热冲压成形后强度下降；但碳含量过高则降低了钢的塑性，且对激光焊接性不利。因此从经济性和综合性能考虑，本发明中碳百分含量控制范围为0.08～0.10％。
硅(Si)：硅是固溶强化元素，固溶在铁素体中，有利于提高母材和热冲压成形后材料的强度。随着硅含量的增加，钢的强度显著提高，塑性明显下降，焊接性能下降。因此，硅含量控制范围为0.25～0.40％。
锰(Mn)：锰具有固溶强化作用，是提高材料强度重要元素之一；但锰含量添加过高容易对焊接性不利。因此将锰上限设定为1.50％，本发明添加锰含量为1.10～1.50％。
磷(P)、硫(S)：磷、硫为杂质元素。磷易于发生偏析，致使钢发生相界脆化，引起脆性断裂；硫对焊接性能有不利影响，同时形成夹杂物会降低钢材的疲劳性能，因此本发明要求P≤0.02％，S≤0.01％。
铝(Als)：铝是为了脱氧而添加的，当Als含量不足0.010％时，不能发挥其效果；另一方面，由于添加多量的铝容易形成氧化铝团块，因此，铝含量控制范围为0.01～0.10％。
氮(N)：氮在钢中越少越好，故要求N≤0.005％。
铌(Nb)：铌是微合金化元素，其作用机理主要是通过细化晶粒和沉淀析出强化来提高钢的强度，在钢中主要以Nb(C、N)形式存在，阻止奥氏体晶粒的长大，细化组织；同时，铌是提高钢的抗氢致延迟开裂性能的有利元素。本发明中铌含量范围为0.025～0.050％。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、本发明的钢板，厚度为0.5～2.5mm，其经过热成形模内淬火处理后具有较高的强度和优异的延伸率，抗拉强度≥550MPa且延伸率≥18％，可作为高塑性热冲压成形用钢板，吸收汽车碰撞能量、提高碰撞安全性水平；
2、本发明的钢板，采用低C组分设计，有利于实现与其它超高强度热成形薄钢板之间的激光拼接焊；
3、本发明方法的整个制备过程对设备和技术要求不苛刻，生产工艺简单，易于实现工业化生产。
附图说明
图1是本发明冷轧薄钢板典型金相组织：铁素体+珠光体；
图2是本发明薄钢板热成形模内淬火后典型金相组织：铁素体+贝氏体。
具体实施方式
本发明各实施例按照钢水冶炼→连铸→热轧→酸洗→冷轧→退火处理→剪切落料→加热→热冲压成形的工艺路线进行实施。
具体生产步骤如下：
1)钢水冶炼：采用转炉冶炼，LF炉精炼。
2)薄板坯连铸：精炼处理的钢水，采用薄板坯连铸机进行浇注；
3)板坯经均匀加热后热轧，控制均热温度在1250～1300℃，终轧温度在850～920℃，卷取温度650～700℃；
4)进行酸洗并冷轧，控制总压下率在60％～70％；
5)进行连续退火处理，退火温度控制在820～850℃；
6)进行平整，控制平整延伸率在1.1～1.3％；
7)进行精整及剪切卷取；
8)在氮气的保护气氛下加热，加热温度900～950℃，保温时间3～10分钟；
9)进行热冲压成形和模具内部淬火处理，控制其冷却速度在20～50℃/秒；
10)取出构件，待用。
表1实施例钢的化学成分及其重量百分比取值
案例 C Si Mn P S Als N Nb
1 0.085 0.38 1.22 0.017 0.005 0.035 0.002 0.033
2 0.088 0.25 1.28 0.014 0.006 0.026 0.003 0.028
3 0.092 0.28 1.36 0.008 0.004 0.030 0.002 0.037
表2实施例冷轧退火态的薄钢板实际力学性能
表3实施例热成形模内淬火处理后的实际力学性能
本发明技术领域的科研人员可根据上述作内容和形式非实质性的改变而不偏离本发明所实质保护范围，因此，本发明不局限于上述具体的实施例。

Claims (6)

1.一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法，其特征在于：该钢板组分及重量百分含量为：C：0.08～0.10％，Si：0.25～0.40％，Mn：1.10～1.50％，P：≤0.02％，S：≤0.01％，Als：0.01～0.10％，N：≤0.005％，Nb：0.025～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)钢水冶炼：采用转炉冶炼，LF炉精炼；
2)薄板坯连铸：精炼处理的钢水，采用薄板坯连铸机进行浇注；
3)板坯经均匀加热后热轧，控制均热温度在1250～1300℃，终轧温度在850～920℃，
4)酸洗并冷轧，控制总压下率在60％～70％；
5)连续退火处理，退火温度控制在750～850℃。
3.根据权利要求2所述550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法，其特征在于：冷轧后的板材厚度为0.5mm～2.5mm。
4.根据权利要求2所述550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法，其特征在于：所述卷取温度650～700℃。
5.根据权利要求2所述550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法，其特征在于：退火温度控制在820～850℃。
6.根据权利要求2所述550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法，其特征在于：所制得的钢的抗拉强度≥550MPa，且延伸率≥18％。
CN201810607644.5A 2018-06-13 2018-06-13 一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法 Pending CN108707825A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810607644.5A CN108707825A (zh) 2018-06-13 2018-06-13 一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810607644.5A CN108707825A (zh) 2018-06-13 2018-06-13 一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108707825A true CN108707825A (zh) 2018-10-26

Family

ID=63872738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810607644.5A Pending CN108707825A (zh) 2018-06-13 2018-06-13 一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108707825A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112962021A (zh) * 2021-01-25 2021-06-15 唐山钢铁集团有限责任公司 激光拼焊后用于整体热冲压成形的强塑钢板及生产方法
CN113957349A (zh) * 2021-10-26 2022-01-21 江苏沙钢集团有限公司 一种600MPa级热成形钢及其生产方法
CN114959441A (zh) * 2021-02-26 2022-08-30 宝山钢铁股份有限公司 一种热冲压钢板、热冲压部件及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101376944A (zh) * 2007-08-28 2009-03-04 宝山钢铁股份有限公司 一种高强度高屈强比冷轧钢板及其制造方法
CN104862597A (zh) * 2015-05-27 2015-08-26 钢铁研究总院 一种利用残余奥氏体提高冷轧双相钢伸长率的方法
CN105039848A (zh) * 2015-06-30 2015-11-11 唐山钢铁集团有限责任公司 500－600MPa级冷轧退火低合金高强钢的生产方法
CN105714186A (zh) * 2016-04-01 2016-06-29 唐山钢铁集团有限责任公司 连续退火低合金高强度钢板及其生产方法
CN106893933A (zh) * 2017-04-06 2017-06-27 首钢总公司 一种低合金高强度钢的生产方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101376944A (zh) * 2007-08-28 2009-03-04 宝山钢铁股份有限公司 一种高强度高屈强比冷轧钢板及其制造方法
CN104862597A (zh) * 2015-05-27 2015-08-26 钢铁研究总院 一种利用残余奥氏体提高冷轧双相钢伸长率的方法
CN105039848A (zh) * 2015-06-30 2015-11-11 唐山钢铁集团有限责任公司 500－600MPa级冷轧退火低合金高强钢的生产方法
CN105714186A (zh) * 2016-04-01 2016-06-29 唐山钢铁集团有限责任公司 连续退火低合金高强度钢板及其生产方法
CN106893933A (zh) * 2017-04-06 2017-06-27 首钢总公司 一种低合金高强度钢的生产方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘和平: "《高性能热变形Q&P钢的组织与性能》", 31 July 2015, 国防工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112962021A (zh) * 2021-01-25 2021-06-15 唐山钢铁集团有限责任公司 激光拼焊后用于整体热冲压成形的强塑钢板及生产方法
CN114959441A (zh) * 2021-02-26 2022-08-30 宝山钢铁股份有限公司 一种热冲压钢板、热冲压部件及其制造方法
CN113957349A (zh) * 2021-10-26 2022-01-21 江苏沙钢集团有限公司 一种600MPa级热成形钢及其生产方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113106338B (zh) 一种超高强度高塑性热冲压成形钢的制备方法
CN111575580B (zh) 一种高强韧和高强塑积汽车钢及其制备方法
CN106119694B (zh) 用中薄板坯直接轧制的抗拉强度≥1900MPa热成形钢及生产方法
CN108754319B (zh) 采用ESP产线生产的抗拉强度≥1800MPa级热成形钢及方法
CN102181790B (zh) 抗拉强度1300MPa级汽车安全件用钢及其生产方法
CN106086665B (zh) 一种屈服强度530MPa级热轧汽车用厚钢板及生产方法
CN107723608B (zh) 一种大压下高扩孔率热轧贝氏体双相钢及其制备方法
CN105803334B (zh) 抗拉强度700MPa级热轧复相钢及其生产方法
CN106191678B (zh) 用中薄板坯直接轧制的抗拉强度≥1700MPa热成形钢及生产方法
CN108396225B (zh) 一种700MPa级含钛热轧双相钢板及其制造方法
CN106947919B (zh) 一种高韧性热成形钢及其生产方法
CN105950984B (zh) 抗拉强度650MPa级热轧复相钢及其生产方法
CN105441786B (zh) 抗拉强度1500MPa级热冲压成形用薄钢板及其CSP生产方法
CN102363858A (zh) 一种750MPa～880MPa级车辆用高强钢及其生产方法
CN106086684A (zh) 用薄板坯直接轧制的抗拉强度≥1900MPa薄热成形钢及生产方法
CN110331326A (zh) 一种1000MPa级薄规格热轧高强双相钢板及其制备方法
CN106119703A (zh) 一种980MPa级热轧双相钢及其制造方法
CN103320700A (zh) 一种1500MPa级汽车安全件用钢及其生产方法
CN107829037A (zh) 热冲压成形用钢板、热冲压成形构件及梯度力学性能控制方法
CN101824581A (zh) 一种屈服强度450MPa级高强耐候钢板及其生产方法
CN114107636B (zh) 一种2000MPa级超高强韧轮辐用热轧热成形钢及其制备方法
CN109023087A (zh) 抗拉强度为650MPa级良好焊后成形性的车轮用钢及其生产方法
CN106636911A (zh) 用薄板坯直接轧制的900MPa级热轧薄钢板及其制造方法
CN105543666B (zh) 一种屈服强度960MPa汽车大梁钢及其生产方法
CN108707825A (zh) 一种550MPa级热冲压成形用高塑性钢板的生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181026

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication