CN113462962A - 一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法 - Google Patents

一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，涉及热镀锌技术领域。本发明的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分：C：0.10‑0.36％，Si：≤0.5％，Mn：0.5‑1.5％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01‑0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，Mo：≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质。通过控制各工艺流程参数和基体C含量，以获得5～10μm深度范围的脱碳层，使钢板基体获得均匀的铁素体和珠光体组织，同时改善热成形后的冷弯性能，使材料具有低裂纹敏感性和防漏镀性能。

Description

一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造 方法
技术领域
本发明涉及热镀锌技术领域，更具体地说是一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法。
背景技术
对于热成形零件，其热成形后强度可达1500MPa，甚至有些产品可达到2000MPa，但同时也存在塑韧性不足等问题，热成形后延伸率只有5％左右，VDA冷弯角只有大约55°左右(铝硅涂层板)。
随着人们对车身碰撞安全性能的研究不断深入，发现车身发生碰撞时，首先会因为材料应变失效而发生零件失效。也有研究者对比分析了零件碰撞性能与材料基础性能之间的关系，发现VDA弯曲角度是预测热成形钢碰撞性能的最佳相关材料参数。
经检索，关于如何提高带涂层的热成形钢冷弯角，已经有很多工作者开展了相关研究，如中国专利，申请号为：2018104012595、申请日为：2018年4月28日、授权公告日为：2019年9月20日，提出了一种减薄镀层的方式来提高铝硅涂层板的VDA冷弯角的方法；另外，通过在原材料基板上预制脱碳层也可以提高热成形后涂层板的弯曲性能，又如中国专利，申请号为：2013800578176、申请日为：2013年9月6日、授权公告日为：2017年3月8日，提出了一种用于制造经压制硬化的涂覆钢部件的方法和能够用于制造所述部件的预涂覆钢板，该专利是在22MnB5钢板涂镀之前预先在钢板基体表面形成深度P50％(碳含量等于基体钢板碳含量的50％处的深度)为6～30μm的脱碳区，并且特征在于该板在基材与金属预涂层之间不包含铁氧化物层，尽管该脱碳区中存在氧化物(其对应于该区域的氧富集)，但仍可以获得高弯曲值。
如中国专利，申请号为：2010800558253、申请日为：2010年12月3日、授权公告日为：2015年1月21日，提出在含有0.1～25wt％的H2、H2O和其余的N2以及由技术条件决定的不可避免的杂质，并且，该退火气氛具有在-20℃和+60℃之间的露点，其中，退火气氛中H2O/H2的比值最高为0.957。将扁钢制品加热到600～1100℃的保持温度，并保持10～360s的持续时间；由此使退火处理之后得到的扁钢制品具有10～200μm厚度的可延展的边缘层，这样的边缘层能够避免由于成形导致的材料裂缝或形成缺口的危险。
再如，如中国专利，申请号为：2020109188596、申请日为：2020年9月4日、申请公告日为：2020年10月16日，提出了一种脱碳处理的带铝或带铝合金预镀层的预镀层钢板，以及由其制成的热冲压成形构件。通过脱碳层深度的控制使最终获得的热冲压成形构件不仅具有高的韧性(VDA弯曲角)，而且还具备高的最大弯曲载荷(VDA峰值力)，以改善热冲压成形构件的碰撞安全性。
对比上述专利可发现，发明人均意识到，在预涂覆热成形钢原材料基体上预制一层延展性较好的脱碳层，有利于提升热成形后材料的韧性(VDA弯曲角)，尤其是申请号为2020109188596的专利，进一步提出了通过合理的脱碳层控制，从而达到不降低冷弯峰值力的效果。然而，由于带钢在预涂覆之前的热处理过程中，主要依靠辐射传热使钢带具备一定的温度，几乎不可能在工业线上通过退火工艺+气氛调整获得均匀厚度且不影响峰值力的脱碳层效果；另外，目前现有技术只关注到材料起裂即判断为失效，并未关注起裂后裂纹扩展的影响。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术无法获得均匀厚度且不影响冷弯峰值力的脱碳层，本发明提出一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，包括炼钢→铸坯→热轧→酸洗冷轧→连退→涂镀→光整→卷取→落料→热成形等工艺流程，通过控制各工艺流程参数，以及调整基体C含量，以获得5～10μm深度范围的脱碳层，使材料具有低裂纹敏感性和防漏镀性能。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分：C：0.10-0.36％，Si：≤0.5％，Mn：0.5-1.5％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，Mo：≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质；其形成的组织为均匀的铁素体和珠光体组织，并且其基体的脱碳层深度范围为5～10μm。通过调整基体C含量，从而在脱碳层厚度一定的情况下，获得足够高的冷弯峰值力；冷弯时，当达到冷弯峰值力后，冷弯力与位移之间的斜率随脱碳层厚度发生变化，即脱碳层的厚度会对裂纹的扩展造成一定的影响，裂纹扩展速度越慢，材料抗断裂能力越强。
进一步的技术方案，所述Nb、V、Ti中三种元素中的一种以上进行组合。
进一步的技术方案，对于1500MPa强度级别，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分为：C：0.23-0.24％，Si：≤0.5％，Mn：1.2-1.3％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，B：0.002％～0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步的技术方案，所述Nb、V、Ti三种元素中的两种以上进行组合，所述Ti：0.015～0.035％。
进一步的技术方案，对于1800MPa强度级别，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分为：C：0.33-0.36％，Si：≤0.5％，Mn：1.2-1.3％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，Mo：≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步的技术方案，所述Nb、V、Ti三种元素中的一种以上进行组合，所述Nb：0.03％～0.05％，当Nb含量小于0.03％时，易造成细化晶粒效果不明显；当Nb含量大于0.05％时，会造成不必要的浪费。
一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板的制造方法，包括如下步骤：
步骤一、热轧：出炉温度为1000～1250℃，终轧温度为850～910℃，卷取温度为500～600℃；
步骤二、酸洗：去除热轧过程中产生的氧化铁皮；
步骤三、冷轧：冷轧压下率为50％～65％，使得基体组织充分的回复再结晶，且有利于冷弯性能的改善；
步骤四、退火：
预热段：带钢由室温被加热至140～180℃；
加热段：带钢由预热段温度被加热至760℃～790℃，同时进行加湿控制，其中H2O单侧通入量为3.0～4.0m3/h，使得既能满足脱碳的效果，又不会出现“漏镀”缺陷进而影响性能；
均热段：带钢在目标温度为760℃～790℃进行均热处理；
缓冷段：将带钢从均热温度冷却至700℃；
快冷段：带钢从缓冷温度冷却至645℃～665℃，以保证涂镀质量；通入N2/H2混合气，其中混合气中H2含量比例为3％～5％，混合气的通入量为100～200m3/h；
步骤五、涂镀：带钢入铝硅液前，温度降低至640℃～670℃，且炉内露点≤-40℃，从而避免带钢出现“漏镀”风险；
步骤六、热成形：加热温度：800～1000℃；加热时间为3～10min；保压时间为4～15s，冷却速度≥30℃/s。
进一步的技术方案，步骤四中，带钢在退火炉中的带速为1.2～2.0m/s，以避免在炉时间长，脱碳且氧化严重，不利于镀层表面质量，易形成“漏镀”缺陷；并能够避免脱碳程度不足，造成脱碳不均，影响冷弯性能，且不利于冷弯下压力达到最大值后阻碍裂纹的进一步扩展。
进一步的技术方案，步骤五中，所述热浸镀工艺中热浸镀镀液组成以质量百分计为：Si：8～11％，Fe：2～4％，余量为铝或铝合金以及不可避免的杂质。
进一步的技术方案，步骤六中，对于1800MPa级热成形钢，热成形加热时，炉内露点≤-5℃，以避免在热冲压过程中易出现开裂风险。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，包括炼钢→铸坯→热轧→酸洗冷轧→连退→涂镀→光整→卷取→落料→热成形等工艺流程，通过控制各工艺流程参数，以及调整基体C含量，以获得5～10μm深度范围的脱碳层，基体获得均匀的铁素体和珠光体组织，使材料具有低裂纹敏感性和防漏镀性能；
(2)本发明的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分：C：0.10-0.36％，Si：≤0.5％，Mn：0.5-1.5％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，Mo：≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质，通过调整基体C含量，从而在脱碳层厚度一定的情况下，获得足够高的冷弯峰值力；冷弯时，当达到冷弯峰值力后，冷弯力与位移之间的斜率随脱碳层厚度发生变化，即脱碳层的厚度会对裂纹的扩展造成一定的影响，裂纹扩展速度越慢，材料抗断裂能力越强；
(3)本发明的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分为：C：0.33-0.36％，Si：≤0.5％，Mn：1.2-1.3％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，Mo：≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述Nb、V、Ti三种元素中的一种以上进行组合，对基体的组织均匀性起到良好的作用，对降低裂纹敏感性有较大的影响；所述Nb：0.03％～0.05％，当Nb含量小于0.03％时，易造成细化晶粒效果不明显；当Nb含量大于0.05％时，会造成不必要的浪费；
(4)本发明的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，带钢由预热段温度被加热至760℃～790℃，同时进行加湿控制，脱碳主要是通过提高加热段的温度和气氛(加大H2O量)来控制脱碳层的深度，其中H2O单侧通入量为3.0～4.0m3/h，使得既能满足脱碳的效果，又不会出现“漏镀”缺陷进而影响性能；
(5)本发明的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，带钢从缓冷温度冷却至645℃～665℃，以保证涂镀质量；通入N2/H2混合气，其中混合气中H2含量比例为3％～5％，混合气的通入量为100～200m3/h；
(6)本发明的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，带钢入铝硅液前，温度降低至640℃～670℃，且炉内露点≤-40℃，从而避免带钢出现“漏镀”风险；
(7)本发明的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，带钢在退火炉中的带速为1.2～2.0m/s，以避免在炉时间长，脱碳且氧化严重，不利于镀层表面质量，易形成“漏镀”缺陷；并能够避免脱碳程度不足，造成脱碳不均，影响冷弯性能，且不利于冷弯下压力达到最大值后阻碍裂纹的进一步扩展；
(8)本发明的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板及制造方法，对于1800MPa级热成形钢，热成形加热时，炉内露点≤-5℃，以避免在热冲压过程中易出现开裂风险。
附图说明
图1为不含铌的基体原始奥氏体晶粒金相图；
图2为铌含量为0.020wt％时的基体外侧原始奥氏体晶粒金相图；
图3为铌含量为0.032wt％，压下率55％时的基体外侧原始奥氏体晶粒金相图；
图4为铌含量为0.055wt％时的基体外侧原始奥氏体晶粒金相图；
图5为铌含量为0.032wt％，压下率65％时的基体外侧原始奥氏体晶粒金相图；
图6为铌含量为0.032wt％，压下率70％时的基体外侧原始奥氏体晶粒金相图；
图7为1500MPa级热成形钢的VDA位移-加载力曲线示意图；
图8为热成形前有初始脱碳层条件下基体组织形貌图；
图9为热成形前无初始脱碳层条件下基体组织形貌图；
图10为热成形后有初始脱碳层条件下基体组织形貌图；
图11为热成形后无初始脱碳层条件下基体组织形貌图；
图12为热成形后“漏镀”缺陷形貌图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分：C：0.10-0.36％，Si：≤0.5％，Mn：0.5-1.5％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，Mo：≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质，通过调整基体C含量，从而在脱碳层厚度一定的情况下，获得足够高的冷弯峰值力；冷弯时，当达到冷弯峰值力后，冷弯力与位移之间的斜率随脱碳层厚度发生变化，即脱碳层的厚度会对裂纹的扩展造成一定的影响，裂纹扩展速度越慢，材料抗断裂能力越强。
进一步的，所述Nb、V、Ti中三种元素中的一种以上进行组合，Ti的作用是使钢的内部组织致密，细化晶粒，降低时效敏感性和冷脆性能；Nb的作用是细化晶粒和降低钢的过热敏感性提高强度，但塑性和韧性有所下贱；V是钢的优良脱氧剂，钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性，三者中一种以上进行组合，对基体的组织均匀性起到良好的作用，对降低裂纹敏感性有较大的影响。
实施例2
本实施例的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：对于1500MPa强度级别，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分为：C：0.23-0.24％，Si：≤0.5％，Mn：1.2-1.3％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，B：0.002％～0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，所述Nb、V、Ti三种元素中的两种以上进行组合，所述Ti：0.015～0.035％。
实施例3
本实施例的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板，基本结构同实施例2，不同和改进之处在于：对于1800MPa强度级别，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分为：C：0.33-0.36％，Si：≤0.5％，Mn：1.2-1.3％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，Mo：≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，如图1、2、4所示，所述Nb、V、Ti三种元素中的一种以上进行组合，所述Nb：0.03％～0.05％，当Nb含量小于0.03％时，易造成细化晶粒效果不明显；当Nb含量大于0.05％时，会造成不必要的浪费。
实施例4
本实施例的种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板的制造方法，基本结构同实施例3，不同和改进之处在于：如图3、5～12所示，包括如下步骤：
步骤一、热轧：出炉温度为1000～1250℃，终轧温度为850～910℃，卷取温度为500～600℃；
步骤二、酸洗：去除热轧过程中产生的氧化铁皮；
步骤三、冷轧：冷轧压下率为50％～65％，使得基体组织充分的回复再结晶，且有利于冷弯性能的改善；
步骤四、退火：对于贯通式连续退火炉，炉内分为不同区域(如预热段、加热段、快冷段、缓冷段、出口段等)，不同区域的温度和气氛可调整，但不同区域间的气氛比例也是相互制约的，包括如下：
预热段：带钢由室温被加热至140～180℃；
加热段：带钢由预热段温度被加热至760℃～790℃，同时进行加湿控制，其中H2O单侧通入量为3.0～4.0m3/h，使得既能满足脱碳的效果，又不会出现“漏镀”缺陷进而影响性能；
均热段：带钢在目标温度为760℃～790℃进行均热处理；
缓冷段：将带钢从均热温度冷却至700℃；
快冷段：带钢从缓冷温度冷却至645℃～665℃，以保证涂镀质量；通入N2/H2混合气，其中混合气中H2含量比例为3％～5％，混合气的通入量为100～200m3/h；
步骤五、涂镀：带钢入铝硅液前，温度降低至640℃～670℃，且炉内露点≤-40℃，从而避免带钢出现“漏镀”风险；
步骤六、热成形：加热温度：800～1000℃；加热时间为3～10min；保压时间为4～15s，冷却速度≥30℃/s。
本实施例中，步骤四中的均热段，均热温度不宜＜760℃，否则轧硬态的基体组织无法实现回复再结晶，钢板内部会存在较大的内应力，由此生产出的材料，若进行异形料落料时，存在料片翘曲的风险；另一方面，若基体组织内应力未完全消除时，在后续的热成形加热时会出现外侧晶粒组织不均匀(晶粒异常长大或“混晶”)的风险，“混晶”缺陷不利于阻碍零件碰撞开裂后裂纹的进一步扩展；均热温度不宜＞790℃，否则在带钢的基体组织中会出现较多的马氏体或贝氏体或马氏体+贝氏体的混合组织，且这些马氏体或贝氏体或马氏体+贝氏体的混合会一定程度的呈带状分布(这主要是由于：①对于上述成分1500MPa级热成形钢，Ac1温度为741℃；对于上述成分1800MPa级热成形钢，Ac1温度为740℃；在该段加热保温时，会有一部分初始态组织转变为奥氏体，若后续冷速过快，部分奥氏体会避开铁素体+珠光体转变区间，直接转变为马氏体或贝氏体或马氏体+贝氏体的混合组织。②带钢的初始态组织由于热处理时间短，其内部的铁素体和珠光体以条带状分布，且分布规律由表层往心部越来越严重；③条带分布的珠光体在均热过程中，会优先于铁素体转变为奥氏体，因此，在均热结束时，条带状的珠光体已全部转变为奥氏体，而铁素体并未完全转变，从而在随后的冷却过程中，铁素体会被保留，奥氏体组织转变成马氏体或贝氏体或马氏体+贝氏体的混合)；这种条带状马氏体或贝氏体或马氏体+贝氏体的混合会在材料的整个厚度方向分布，且由表层往心部越来越严重，这种不均匀的组织状态会造成热成形后的组织不均匀(组织不均匀也是成分不均的反应)，从而导致力学性能的差异性和不均匀。
步骤四中的加热段，H2O单侧通入量不能小于3.0m3/h，否则无法满足脱碳的效果；H2O单侧通入量不能＞4.0m3/h，否则一方面表面脱碳严重，会影响性能，另一方面，由于加热炉为贯通式，H2O的单侧通入比例增加后，会减少N2和H2在炉内的比例，且会导致热成形钢表面合金元素氧化后无法在后续的退火过程中还原出来，从而导致后续的铝硅液无法很好的与基体反应形成质量良好的镀层，从而形成“漏镀”缺陷，然而，由于带钢出铝硅液后经过较高气压的气刀吹扫，部分“漏镀”会被流动的镀液掩盖，导致这种“漏镀”很难通过表面观察来进行检测判定，而实际存在的“漏镀”缺陷处，无法通过热成形加热过程形成相互扩散层，从而会对后续使用过程中的焊接和涂装，以及耐腐蚀性能造成不利的影响。
进一步的，步骤四中，带钢在退火炉中的带速为1.2～2.0m/s，以避免在炉时间长，脱碳且氧化严重，不利于镀层表面质量，易形成“漏镀”缺陷；并能够避免脱碳程度不足，造成脱碳不均，影响冷弯性能，且不利于冷弯下压力达到最大值后阻碍裂纹的进一步扩展。
步骤五中，所述热浸镀工艺中热浸镀镀液组成以质量百分计为：Si：8～11％，Fe：2～4％，余量为铝或铝合金以及不可避免的杂质。
步骤六中，对于1800MPa级热成形钢，热成形加热时，炉内露点≤-5℃，以避免在热冲压过程中易出现开裂风险。
按照上述成分及工艺制备的热成形原材料，具有非常好的表面质量，镀层与基体相互扩散良好，无“漏镀”；原材料基体的脱碳层深度范围(对于上述成分的1500MPa级热成形钢，C含量≤0.10wt％；对于上述成分的1800MPa级热成形钢，C含量≤0.15wt％)为5～10μm；热成形后基体表层无异常晶粒(即使加热时间达到10min也无混晶现象，这是传统工艺无法做到的)；热成形后基体表层无块状铁素体和马氏体的混合组织；由于消除了不均匀组织和复相组织，从而改善了热成形后的冷弯性能(确保了热成形后材料在VDA冷弯实验过程中，具有较高的最大峰值力；且冷弯后加载曲线平缓，没有出现加载力突降的现象，说明冷弯至出现裂纹后，抵抗裂纹扩展的能力增加)。
如表1和表2，选用相同的成分体系热成形钢原材料，热成形工艺为：930℃+5min保温，随后在平板模具中保压冷却；采用不同冷轧压下率工艺如下，分别对比了三种压下率(55％、65％和70％)对热成形后组织和性能的影响。
结果表明，不同压下率对拉伸性能几乎无影响，但从原始奥氏体晶粒可以看出，较高的压下率条件下，原始奥氏体会异常长大，冷弯性能会恶化。
表1不同热处理工艺条件下对应成品脱碳层深度
Figure BDA0003100798900000081
表2钢板化学成分(wt％)及对应力学性能
Figure BDA0003100798900000082
Figure BDA0003100798900000091
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板，其特征在于：所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分：C：0.10-0.36％，Si：≤0.5％，Mn：0.5-1.5％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，Mo：≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质；其形成的组织为均匀的铁素体和珠光体组织，并且其基体的脱碳层深度范围为5～10μm。
2.根据权利要求1所述的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板，其特征在于：所述Nb、V、Ti中三种元素中的一种以上进行组合。
3.根据权利要求1所述的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板，其特征在于：对于1500MPa强度级别，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分为：C：0.23-0.24％，Si：≤0.5％，Mn：1.2-1.3％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，B：0.002％～0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求3所述的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板，其特征在于：所述Nb、V、Ti三种元素中的两种以上进行组合，所述Ti：0.015～0.035％。
5.根据权利要求1所述的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板，其特征在于：对于1800MPa强度级别，所述基体钢板以质量百分比计包含以下成分为：C：0.33-0.36％，Si：≤0.5％，Mn：1.2-1.3％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：≤0.50％，Al：0.01-0.06％，Nb+V+Ti≤0.15％，Mo：≤0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质。
6.根据权利要求5所述的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板，其特征在于：所述Nb、V、Ti三种元素中的一种以上进行组合，所述Nb：0.03％～0.05％。
7.一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、热轧：出炉温度为1000～1250℃，终轧温度为850～910℃，卷取温度为500～600℃；
步骤二、酸洗：去除热轧过程中产生的氧化铁皮；
步骤三、冷轧：冷轧压下率为50％～65％；
步骤四、退火：
预热段：带钢由室温被加热至140～180℃；
加热段：带钢由预热段温度被加热至760℃～790℃，同时进行加湿控制，其中H2O单侧通入量为3.0～4.0m3/h；
均热段：带钢在目标温度为760℃～790℃进行均热处理；
缓冷段：将带钢从均热温度冷却至700℃；
快冷段：带钢从缓冷温度冷却至645℃～665℃，并通入N2/H2混合气，其中混合气中H2含量比例为3％～5％，混合气的通入量为100～200m3/h；
步骤五、涂镀：带钢入铝硅液前，温度降低至640℃～670℃，且炉内露点≤-40℃；
步骤六、热成形：加热温度：800～1000℃；加热时间为3～10min；保压时间为4～15s，冷却速度≥30℃/s。
8.根据权利要求7所述的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板的制造方法，其特征在于：步骤四中，带钢在退火炉中的带速为1.2～2.0m/s。
9.根据权利要求7所述的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板的制造方法，其特征在于：步骤五中，所述热浸镀工艺中热浸镀镀液组成以质量百分计为：Si：8～11％，Fe：2～4％，余量为铝或铝合金以及不可避免的杂质。
10.根据权利要求7所述的一种具有低裂纹敏感性的无漏镀预涂覆热成形钢板的制造方法，其特征在于：步骤六中，对于1800MPa级热成形钢，热成形加热时，炉内露点≤-5℃。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113957350A (zh) * 2021-10-26 2022-01-21 江苏沙钢集团有限公司 一种2000MPa级热成形钢及其生产方法
CN114807755A (zh) * 2022-04-15 2022-07-29 马鞍山钢铁股份有限公司 一种具有良好涂层质量的高强韧性预涂覆钢板及其制备方法以及钢构件及其应用
CN115475832A (zh) * 2022-10-11 2022-12-16 东北大学 一种冷轧提高Al-Si镀层热成形钢弯曲性能的生产工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108950160A (zh) * 2018-08-25 2018-12-07 马鞍山钢铁股份有限公司 一种基于csp流程的锌基镀层热成形钢及其制备方法
TWI651418B (zh) * 2018-03-30 2019-02-21 日商新日鐵住金股份有限公司 合金化熔融鍍鋅鋼板
CN109371325A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 宝山钢铁股份有限公司 一种冷弯性能优良的锌系镀覆热成型钢板或钢带及其制造方法
CN111893379A (zh) * 2020-07-13 2020-11-06 首钢集团有限公司 一种780MPa级增强成形性热镀锌双相钢及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI651418B (zh) * 2018-03-30 2019-02-21 日商新日鐵住金股份有限公司 合金化熔融鍍鋅鋼板
CN108950160A (zh) * 2018-08-25 2018-12-07 马鞍山钢铁股份有限公司 一种基于csp流程的锌基镀层热成形钢及其制备方法
CN109371325A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 宝山钢铁股份有限公司 一种冷弯性能优良的锌系镀覆热成型钢板或钢带及其制造方法
CN111893379A (zh) * 2020-07-13 2020-11-06 首钢集团有限公司 一种780MPa级增强成形性热镀锌双相钢及其制造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113957350A (zh) * 2021-10-26 2022-01-21 江苏沙钢集团有限公司 一种2000MPa级热成形钢及其生产方法
CN114807755A (zh) * 2022-04-15 2022-07-29 马鞍山钢铁股份有限公司 一种具有良好涂层质量的高强韧性预涂覆钢板及其制备方法以及钢构件及其应用
CN114807755B (zh) * 2022-04-15 2024-03-26 马鞍山钢铁股份有限公司 一种具有良好涂层质量的高强韧性预涂覆钢板及其制备方法以及钢构件及其应用
CN115475832A (zh) * 2022-10-11 2022-12-16 东北大学 一种冷轧提高Al-Si镀层热成形钢弯曲性能的生产工艺

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