CN113832407B - 一种厚规格热成形钢的制备方法、热轧钢板及热成形钢 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种厚规格热成形钢的制备方法、热轧钢板及热成形钢。针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种应用了低成本高Cr‑Si合金化成分体系，且操作简单的1700MPa级免镀层厚规格热成形钢制备方法，制备厚度大于4.5mm小于等于10mm的1700MPa级热成形用厚规格热轧钢板和热成形钢，特别是能制备现有热成形钢无法达到的高强度且厚度规格不低于6mm的热成形用热轧钢板和热成形钢，并且能够只通过热轧、不经过冷轧而完成制备。本发明的制备方法成本低、工艺简单，制备的热成形钢具有高淬透性、组织成分均匀，综合性能优异，且钢种具有良好的抗高温氧化能力，不需要镀层或抛丸即可进行热成形加工。

Description

一种厚规格热成形钢的制备方法、热轧钢板及热成形钢

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种厚规格热成形钢的制备方法、热轧钢板及热成形钢。

背景技术

采用先进高强度钢板制造的车身不仅可以有效减轻车身重量，降低油耗，还可以提高汽车的安全性和舒适性，是同时实现车体轻量化和提高碰撞安全性的有效途径，顺应了当前汽车制造业发展其安全、环保、节能的主题。商用车、工程机械等对超高强厚规格带钢需求量与日俱增。

随着强度的不断提高，厚规格带钢在冷成形过程对于模具的要求更高，引起的损伤更为严重，不但成形后的回弹问题更为显著，而且成形过程零件自身还易开裂，导致成材率降低。特别是当存在微小裂纹时，影响服役过程的疲劳与碰撞性能，存在严重的安全隐患。现有商用车仍对铁素体-珠光体590MPa系列以及贝氏体780MPa系列钢板进行冷成形，而对强度780MPa热轧3~8mm厚规格钢板进行冷成形已达到了模具极限，成形后常产生微裂纹以及较大的内应力，恶化疲劳性能，给服役过程带来安全隐患，而商用车中采用1700MPa级热成形钢替代厚规格780MPa以下级冷成形钢，对于整车钢结构以及承重、防撞零件的轻量化效果尤为显著。

热成形技术通过将超高强钢室温下恶化的冷成形性转化为高温状态良好的热加工性能，解决了复杂零件的冲压开裂、回弹严重及尺寸精度差等问题。据统计，全球热冲压成形产线约500条，热成形钢年需求量400万吨左右；中国热冲压产线约150条，热成形钢年需量120万吨。

由于热冲压成形零部件对汽车安全以及轻量化的积极作用显著，车身应用热成形零部件质量百分比由2018年的12.2%上升到了2019年18.8%，车身应用热成形零部件占比在显著提高。能够商业化稳定生产和技术最成熟的热成形钢为1500MPa（22MnB5）级和1800MPa（30MnB5）级Mn－B系列钢板。热成形钢在欧美车形上应用的比例较高，一般可达10％～20％。2015款沃尔沃XC90GenⅠ和XC90GenⅡ两款汽车车身采用多个热成形零件，其重量占白车身总重量分别达到7％和38％。研究表明，使用1500MPa（抗拉强度）级别的热成形钢取代800MPa级别的钢，可实现汽车车身20％以上的减重；而如果热成形钢抗拉强度达到2000MPa级别，可进一步减重约13％。

热成形钢在汽车领域的使用，可有效保证在汽车实现轻量化的同时，保持着良好的碰撞性能。因为热成形技术具有高强度、尺寸精度高、成形质量好、焊接性良好、可避免高强度钢冷成形的回弹问题等优点，所以在汽车轻量化用材中，热成形零件越来越受到重视，目前热成形钢主要应用在A柱、B柱、门槛等结构件及其加强件中。目前商业应用的热成形钢板需要施加镀层，主要是Al-Si镀层，其能够阻止奥氏体化过程中钢板表面脱碳和氧化。而且该镀层能够隔离钢板基体与外界环境，因此具有一定的防腐蚀作用，但Al-Si镀层的存在也阻碍了氢的扩散而常造成镀层开裂，并引发氢脆，且在热成形过程中镀层会发生粘辊，降低粘辊寿命，增加生产成本。且裸板在热冲压过程中表面易形成黑色氧化层，严重影响后续焊装质量及涂装，需进行抛丸处理，但抛丸易变形，且耐腐蚀性差。为保证门环精度，后续还需持续优化抛丸工艺，确保门环量产精度及一致性。

另外，传统的1500MPa级热成形钢22MnB5主要依靠B元素提高淬透性，然而B在钢中的添加量有限，当B含量超过0.0035%时，偏聚于晶界而严重恶化塑性，因此22MnB5获得全马氏体的临界冷速约为27℃/s，然而当制备厚规格热成形钢过程中，钢板心部淬火的冷速无法满足要求，而形成粗大的铁素体、贝氏体和粗大碳化物，大幅影响强韧性，尤其是碰撞吸能性能，所以传统的22MnB5钢板如果厚度规格大于6mm，则不适合进行热成形，即无法生产厚度规格大于6mm的热成形钢产品，继而导致热成形钢在商用车上的应用受到限制。

另外现有的含B的1500MPa级热成形用钢板通常需要采用热轧后附加冷轧的工序生产，这类1500MPa级热成形用钢种由于合金含量高、淬透性强，因此冷轧过程中轧制力大，甚至超出冷轧机组上限，而采用中间退火加二次冷轧的复杂工序，常引起钢板边裂，板形不良等问题，大幅提高生产成本，降低生产效率与产品合格率。

因此需要设计一种新的合金成分体系的热成形钢，以增强厚规格钢板的淬透性，实现低冷却速率条件下既能避免贝氏体相变，又能在钢板全厚度梯度方向获得均匀细小的马氏体组织，实现厚规格热成形钢的生产。

发明内容

现有技术中1500MPa级热成形用钢22MnB5均采用B合金元素提高淬透性，过量的B元素引发钢板的脆性，当B元素超0.0035%时，22MnB5钢板淬透性不足，获得全马氏体的临界冷速需要27℃/s，因此如果厚度超过6mm即不适合进行热成形，且这类热成形用钢板只能通过热轧后附加冷轧的工艺生产，并且现有热成形用钢板还需采用Al-Si镀层处理，材料成本高且工序复杂，还会出现氢脆、沾辊，而不用镀层的现有热成形用钢的裸板在热成形过程中抗高温氧化能力不足，还需进行抛丸。针对现有技术中存在的这些问题，本发明提供一种应用了低成本高Cr-Si合金化成分体系，且不改变现有热成形工艺下生产1700MPa级的免镀层厚规格热成形钢的制备方法。本方法的技术方案为：

一种厚规格热成形钢的制备方法，与传统Al-Si镀层的22MnB5热成形钢合金成分体系不同，所使用高Cr-Si合金化的热成形钢的化学成分为：按质量百分比，C：0.18~0.35%，Mn：1.0~3.2%，Si：1.2~2.8%，S：＜0.01%，P：＜0.015%，Al：0.01~0.05%，Cr：1.8~3.9%，Nb：0.01~0.05%，V：0.01~0.05%，Ti：0.01~0.03%，Cu：0.05~0.15%，余量为Fe和其他不可避免的杂质。

本发明的热成形钢成分采用的是高Cr-Si合金化钢并复合添加少量微合金化元素。C是奥氏体稳定化元素，C与微合金化元素结合能够起到析出强化的作用，但是过高含量的C恶化焊接性能，而且厚板心部偏析形成脆性孪晶马氏体，因此采用碳的质量百分比为0.18~0.35%。Mn可显著增加淬透性，但高锰含量提高碳当量，恶化焊接性能，厚规格钢板心部形成Mn偏析带，因此采用锰的质量百分比为1.0~3.2%。Cr能够显著提高厚规格钢板心部淬透性，细化淬火马氏体板条，而且Cr能够大幅提高热成形过程的抗高温氧化性能，从1700MPa级厚规格热成形钢性能与合金成本考虑，采用铬的质量百分比为1.8~3.9%。Si能够起到固溶强化的作用，而且Si可有效抑制粗大碳化物形成，Si也具有增强抗高温氧化作用，过多含量的Si引发脆性，因此采用硅的质量百分比为1.2~2.8%。Nb在控制轧制过程中抑制奥氏体再结晶，可显著细化高温奥氏体晶粒，实现轧制应变向厚规格钢板心部的渗透和累积，Nb含量过高恶化连铸坯表面质量，因此采用铌的质量百分比为0.01~0.05%。V可以细化淬火马氏体板条，而且V与Nb共同析出相起到沉淀强化作用，增强厚板的组织性能均匀性，而且析出相可提高抗氢脆性能，因此钒的质量百分比为0.01~0.05%。Ti的作用为细化原奥氏体晶粒，微量的Ti固定N原子形成析出相，抑制焊接粗晶热影响区奥氏体晶粒的异常长大，因此采用钛的质量百分比为0.01~0.03%。Cu能够提高耐腐蚀性能，过高的Cu引发脆性，因此采用铜的质量百分比为0.05~0.15%。Al主要用来脱氧和细化晶粒，一定程度上提高钢的组织性能均匀性，因此采用铝的质量百分比为0.01~0.05%；S、P为试验钢中杂质元素，应控制在一定范围内。

该成分的钢种能够制备厚度大于4.5mm小于等于10mm的1700MPa级热成形用厚规格热轧钢板，特别是能制备现有热成形钢无法达到的高强度且厚度规格不低于6mm的热成形用热轧钢板，并且能够只通过热轧、不经过冷轧而完成制备。

为了制备所述厚规格热成形钢，除了需要进行合金成分设计与优化，而且控轧控冷工艺参数对于卷取态以及热成形态厚规格钢板的组织性能具有显著的影响，通过调控中间坯厚度、控轧控冷工艺参数、卷取制度等工艺参数，使得轧制变形向钢板心部渗透与累积，提高钢板厚度方向原奥氏体晶粒尺寸的均匀性，同时适当提高冷却过程速率而增加钢板心部的相变形核点，卷取后全厚度获得均匀细小的组织特征，实现厚规格热成形钢板制备过程中的心部组织控制与性能控制。具体地，本发明的厚规格热成形钢的制备方法，包括以下工艺步骤：

(1)控轧控冷处理

将上述成分的连铸坯料在加热炉内加热至1150~1280℃并保温1~2h，经过一次除鳞，除去炉生氧化铁皮，粗轧开轧温度为1100~1200℃，经过6道次粗轧，所述粗轧的总压下率为76~83%，中间坯厚度为40~55mm；在精轧前除去次生氧化铁皮，经6~7道次精轧成厚度大于4.5mm且不高于10mm的带钢，开轧温度和终轧温度分别为1000~1080℃和870~930℃，热轧结束后以5~25℃/s的冷却速率水冷至卷取初始温度。

(2)对钢带进行卷取处理

将钢带卷取成钢卷，钢卷的卷取初始温度为550~750℃，随后缓慢空冷至室温获得热轧和卷取后的热成形用厚规格热轧钢板，该热轧钢板能够用于热成形；热轧并卷取后的热轧钢板显微组织为铁素体、珠光体、贝氏体以及少量碳化物。

上述方法制备的热成形用厚规格热轧钢板可以在通过酸洗等方式除掉表面氧化皮后，经开卷落料，直接对裸板进行热成形加工，本发明采用的的钢种抗高温氧化能力优异，热轧钢板（裸板）经热成形后表面氧化铁皮厚度仅为0.8~1.5μm。既不需要在热成形之前对热轧钢板表面进行镀层，也不需要在热成形之后通过抛丸等方式去除热成形时产生的氧化皮。热成形的参数可以选为：

将热轧钢板加热至950~980℃，保温360~480s，然后快速转移至热成冲压模具中进行淬火（模淬）。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、成本低。一方面本发明的热成形钢成分设计中没有添加Ni、Mo等昂贵合金元素，从源头上降低成本，另一方面工艺流程简单化，轧制成热轧钢板的过程中，无冷轧工序，轧制出的热成形用厚规格热轧钢板在后续进行热成形之前无需镀层工序，也无通常裸板热成形之后需要的抛丸工序，节约中间环节能源，从过程中降低成本。

2、制备工艺流程简单，容易实现工业化。生产工艺流程包含简单热轧、卷取，之后经酸洗等方法除氧化皮之后可直接进行热成形，与原先生产工艺对比免去了复杂的冷轧退火处理以及镀层工序，工艺流程控制操作简单，容易实现工业化生产，制成的热成形用厚规格热轧钢板在进行热成形加工时也可以防止热成形设备辊道的污染，并降低了氢脆敏感性。

3、本发明的热成形用厚规格热轧钢板具有高淬透性，热成形工艺窗口宽，成分组织均匀。Cr显著提高厚规格热轧钢板在热成形后的淬透性，降低获得全马氏体组织的临界冷速，钢板心部获得均匀细小的马氏体组织；

4、本发明的厚规格热成形钢综合性能优越。通过调整合金成分，提高了制成的热成形钢产品的韧性，防止在热成形冲压过程中减薄率大处发生开裂。所制成的厚规格热成形钢的屈服强度为1010~1350MPa，抗拉强度为1460~1750MPa，延伸率为11.2~16.5%。

5、所述热成形用厚规格热轧钢板裸板抗高温氧化能力优异。裸板经热成形后表面氧化铁皮厚度为0.8~1.5μm。

附图说明

图1为实施例1坯料经热轧卷取后制成的热轧钢板心部SEM组织；

图2为实施例1热轧钢板经热成形后的心部SEM组织；

图3为实施例1热轧钢板经热成形后的SEM截面氧化铁皮形貌。

具体实施方式

本发明实施例中采用的控轧控冷设备为本钢热轧带钢生产线；

热成形设备为热冲压成形压力机；

本发明实施例中观测微观组织与截面氧化铁皮形貌采用的是Zeiss公司的Ultra55场发射扫描电子显微镜。

实施例1

制备厚度为5.0mm的1700MPa级高Cr-Si合金化免镀层厚规格热成形钢，工艺步骤如下：

(1) 控轧控冷处理

合金坯料按质量百分比的化学组成为：C：0.18%，Mn：3.2%，Si：2.8%，S：0.005%，P：0.008%，Al：0.01%，Cr：1.8%，Nb：0.05%，V：0.01%，Ti：0.01%，Cu：0.15%，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将上述组分的连铸坯料随炉加热至1280℃并保温2h；经过一次除鳞，除去炉生氧化铁皮，粗轧开轧温度为1170℃，经过6道次粗轧，所述粗轧的总压下率为81%，中间坯厚度为43.79mm；在精轧前除去次生氧化铁皮后，经7道次精轧成5.0mm厚的钢带，精轧每道次压下率分别为40.96%、27.76%、27.99%、29.38%、22.84%、16.36%、16.69%，精轧开轧温度和终轧温度分别为1080℃和880℃，热轧结束后以25℃/s的冷却速率水冷至卷取初始温度。

(2) 卷取处理

对钢带进行卷取处理，卷取初始温度为680℃，随后缓慢空冷至室温，卷取后的热轧钢板的显微组织为铁素体、珠光体、贝氏体以及少量碳化物。如图1所示。

(3) 热成形处理

将热轧钢板开卷落料后，加热至950℃，保温360s，然后快速转移至热冲压模具中进行淬火制成热成形钢，获得的热成形钢的组织为马氏体与少量残余奥氏体组织，如图2所示。

对热成形钢进行力学性能实验，最终得到该热成形钢屈服强度1350MPa，抗拉强度1720MPa，延伸率11.2%。热轧钢板裸板经热成形后表面氧化铁皮厚度为0.8μm左右，如图3所示。

实施例2

制备厚度为8.0mm的1700MPa级高Cr-Si合金化免镀层厚规格热成形钢，工艺步骤如下：

(1) 控轧控冷处理

合金坯料按质量百分比的化学组成为：C：0.35%，Mn：1.0%，Si：1.9%，S：0.007%，P：0.012%，Al：0.05%，Cr：3.2%，Nb：0.03%，V：0.05%，Ti：0.02%，Cu：0.05%，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将上述组分的连铸坯料随炉加热至1250℃并保温1.5h；经过一次除鳞，除去炉生氧化铁皮，粗轧开轧温度为1138℃，经过6道次粗轧，所述粗轧的总压下率为78%，中间坯厚度为50.92mm；在精轧前除去次生氧化铁皮后，经6道次精轧成8.0mm厚的钢带，精轧每道次压下率分别为34.00%、28.47%、25.53%、27.54%、22.71%、18.68%，精轧开轧温度和终轧温度分别为1048℃和900℃，热轧结束后以19.9℃/s的冷却速率水冷至卷取初始温度。

(2) 卷取处理

对钢带进行卷取处理，卷取初始温度为700℃，随后缓慢空冷至室温，卷取后的热轧钢板显微组织为铁素体、珠光体、贝氏体以及少量碳化物。

(3) 热成形处理

将热轧钢板开卷落料后，加热至970℃，保温420s，然后快速转移至热冲压模具中进行淬火制成热成形钢，获得的热成形钢的组织为马氏体与少量残余奥氏体组织。

对热成形钢进行力学性能实验，最终得到该热成形钢屈服强度1028MPa，抗拉强度1630MPa，延伸率15.5%。热轧钢板裸板经热成形后表面氧化铁皮厚度为1.1μm。

实施例3

制备厚度为10.0mm的1700MPa级高Cr-Si合金化免镀层厚规格热成形钢，工艺步骤如下：

(1) 控轧控冷处理

合金坯料按质量百分比的化学组成为：C：0.28%，Mn：2.5%，Si：1.2%，S：0.004%，P：0.007%，Al：0.03%，Cr：3.9%，Nb：0.01%，V：0.03%，Ti：0.03%，Cu：0.12%，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将上述组分的连铸坯料随炉加热至1234℃并保温1h；经过一次除鳞，除去炉生氧化铁皮，粗轧开轧温度为1108℃，经过6道次粗轧，所述粗轧的总压下率为77.86%，中间坯厚度为51mm；在精轧前除去次生氧化铁皮后，经6道次精轧成10.0mm厚的钢带，精轧每道次压下率分别为29.59%、27.04%、22.13%、23.87%、19.10%、18.87%，开轧温度和终轧温度分别为1024℃和925℃，热轧结束后以18.8℃/s的冷却速率水冷至卷取初始温度。

(2) 卷取处理

对钢带进行卷取处理，卷取初始温度为715℃，随后缓慢空冷至室温，卷取后的热轧钢板的显微组织为铁素体、珠光体、贝氏体以及少量碳化物。

(3) 热成形处理

将热轧钢板开卷落料后，加热至980℃，保温420s，然后快速转移至热冲压模具中进行淬火制成热成形钢，获得的热成形钢的组织为马氏体与少量残余奥氏体组织。

对热成形钢进行力学性能实验，最终得到该热成形钢屈服强度1010MPa，抗拉强度1460MPa，延伸率16.5%。热轧钢板裸板经热成形后表面氧化铁皮厚度为1.5μm。

实施例4

制备厚度为9.0mm的1700MPa级高Cr-Si合金化免镀层厚规格热成形钢，工艺步骤如下：

(1) 控轧控冷处理

合金坯料按质量百分比的化学组成为：C：0.25%，Mn：1.5%，Si：2.0%，S：0.008%，P：0.013%，Al：0.02%，Cr：2.0%，Nb：0.04%，V：0.02%，Ti：0.02%，Cu：0.13%，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将上述组分的连铸坯料随炉加热至1186℃并保温1h；经过一次除鳞，除去炉生氧化铁皮，粗轧开轧温度为1150℃，经过6道次粗轧，所述粗轧的总压下率为78.26%，中间坯厚度为50mm；在精轧前除去次生氧化铁皮后，经6道次精轧成10.0mm厚的钢带精轧每道次压下率分别为33.45%、27.50%、23.24%、24.57%、20.84%、18.60%，开轧温度和终轧温度分别为1075℃和912℃，热轧结束后以15.0℃/s的冷却速率水冷至卷取初始温度。

(2) 卷取处理

对钢带进行卷取处理，卷取初始温度为590℃，随后缓慢空冷至室温，卷取后的热轧钢板的显微组织为铁素体、珠光体、贝氏体以及少量碳化物。

(3) 热成形处理

将热轧钢板开卷落料后，加热至980℃，保温380s，然后快速转移至热冲压模具中进行淬火制成热成形钢，获得的热成形钢的组织为马氏体与少量残余奥氏体组织。

对热成形钢进行力学性能实验，最终得到该热成形钢屈服强度1056MPa，抗拉强度1582MPa，延伸率16.0%。热轧钢板裸板经热成形后表面氧化铁皮厚度为1.4μm。

实施例5

制备厚度为7.0mm的1700MPa级高Cr-Si合金化免镀层厚规格热成形钢，工艺步骤如下：

(1) 控轧控冷处理

合金坯料按质量百分比的化学组成为：C：0.30%，Mn：2.0%，Si：1.5%，S：0.006%，P：0.011%，Al：0.04%，Cr：2.5%，Nb：0.02%，V：0.04%，Ti：0.03%，Cu：0.06%，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将上述组分的连铸坯料随炉加热至1198℃并保温1.2h；经过一次除鳞，除去炉生氧化铁皮，粗轧开轧温度为1193℃，经过6道次粗轧，所述粗轧的总压下率为78.70%，中间坯厚度为49mm；在精轧前除去次生氧化铁皮后，经6道次精轧成7.0mm厚的钢带，精轧每道次压下率分别为37.82%、29.52%、27.54%、27.36%、23.67%、18.86%，开轧温度和终轧温度分别为1064℃和923℃，热轧结束后以17.5℃/s的冷却速率水冷至卷取初始温度。

(2) 卷取处理

对钢带进行卷取处理，卷取初始温度为620℃，随后缓慢空冷至室温，卷取后的热轧钢板的显微组织为铁素体、珠光体、贝氏体以及少量碳化物。

(3) 热成形处理

将热轧钢板开卷落料后，加热至960℃，保温420s，然后快速转移至热冲压模具中进行淬火制成热成形钢，获得的热成形钢的组织为马氏体与少量残余奥氏体组织。

对热成型钢进行力学性能实验，最终得到该热成型钢屈服强度1289MPa，抗拉强度1750MPa，延伸率14.8%。热轧钢板裸板经热成形后表面氧化铁皮厚度为0.9μm。

实施例6

制备厚度为6.0mm的1700MPa级高Cr-Si合金化免镀层厚规格热成形钢，工艺步骤如下：

(1) 控轧控冷处理

合金坯料按质量百分比的化学组成为：C：0.20%，Mn：3.0%，Si：1.7%，S：0.009%，P：0.014%，Al：0.03%，Cr：3.3%，Nb：0.03%，V：0.03%，Ti：0.02%，Cu：0.08%，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将上述组分的连铸坯料随炉加热至1264℃并保温1.4h；经过一次除鳞，除去炉生氧化铁皮，粗轧开轧温度为1186℃，经过6道次粗轧，所述粗轧的总压下率为80.87%，中间坯厚度为44mm；在精轧前除去次生氧化铁皮后，经6道次精轧成6.0mm厚的钢带，精轧每道次压下率分别为39.58%、28.59%、28.46%、29.20%、23.84%、18.07%，开轧温度和终轧温度分别为1069℃和906℃，热轧结束后以20.5℃/s的冷却速率水冷至卷取初始温度。

(2) 卷取处理

对钢带进行卷取处理，卷取初始温度为706℃，随后缓慢空冷至室温，卷取后的热轧钢板的显微组织为铁素体、珠光体、贝氏体以及少量碳化物。

(3) 热成形处理

将热轧钢板开卷落料后，加热至960℃，保温400s，然后快速转移至热冲压模具中进行淬火制成热成形钢，获得的热成形钢的组织为马氏体与少量残余奥氏体组织。

对热成型钢进行力学性能实验，最终得到该热成型钢屈服强度1324MPa，抗拉强度1708MPa，延伸率13.8%。热轧钢板裸板经热成形后表面氧化铁皮厚度为0.85μm。

实施例7

制备厚度为6.5mm的1700MPa级高Cr-Si合金化免镀层厚规格热成形钢，工艺步骤如下：

(1) 控轧控冷处理

合金坯料按质量百分比的化学组成为：C：0.22%，Mn：3.0%，Si：2.2%，S：0.005%，P：0.008%，Al：0.03%，Cr：3.0%，Nb：0.03%，V：0.02%，Ti：0.02%，Cu：0.10%，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将上述组分的连铸坯料随炉加热至1150℃并保温2h；经过一次除鳞，除去炉生氧化铁皮，粗轧开轧温度为1180℃，经过6道次粗轧，所述粗轧的总压下率为78%，中间坯厚度为45mm；在精轧前除去次生氧化铁皮后，经7道次精轧成6.5mm厚的钢带，精轧每道次压下率分别为40.00%、27.80%、27.90%、29.18%、22.84%、16.50%、16.69%，精轧开轧温度和终轧温度分别为1050℃和900℃，热轧结束后以5℃/s的冷却速率水冷至卷取初始温度。

(2) 卷取处理

对钢带进行卷取处理，卷取初始温度为700℃，随后缓慢空冷至室温，卷取后的热轧钢板的显微组织为铁素体、珠光体、贝氏体以及少量碳化物。

(3) 热成形处理

将热轧钢板开卷落料后，加热至960℃，保温460s，然后快速转移至热冲压模具中进行淬火制成热成形钢，获得的热成形钢的组织为马氏体与少量残余奥氏体组织。

对热成形钢进行力学性能实验，最终得到该热成形钢屈服强度1310MPa，抗拉强度1710MPa，延伸率14.2%。热轧钢板裸板经热成形后表面氧化铁皮厚度为1.0μm左右。

实施例8

制备厚度为5.5mm的1700MPa级高Cr-Si合金化免镀层厚规格热成形钢，工艺步骤如下：

(1) 控轧控冷处理

合金坯料按质量百分比的化学组成为：C：0.20%，Mn：2.8%，Si：1.5%，S：0.005%，P：0.008%，Al：0.01%，Cr：2.6%，Nb：0.05%，V：0.01%，Ti：0.01%，Cu：0.15%，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将上述组分的连铸坯料随炉加热至1180℃并保温2h；经过一次除鳞，除去炉生氧化铁皮，粗轧开轧温度为1050℃，经过6道次粗轧，所述粗轧的总压下率为82%，中间坯厚度为41mm；在精轧前除去次生氧化铁皮后，经7道次精轧成5.5mm厚的钢带，精轧每道次压下率分别为41%、27.50%、27.66%、29.12%、23.00%、16.50%、16.80%，精轧开轧温度和终轧温度分别为1020℃和880℃，热轧结束后以10℃/s的冷却速率水冷至卷取初始温度。

(2) 卷取处理

对钢带进行卷取处理，卷取初始温度为730℃，随后缓慢空冷至室温，卷取后的热轧钢板的显微组织为铁素体、珠光体、贝氏体以及少量碳化物。

(3) 热成形处理

将热轧钢板开卷落料后，加热至950℃，保温360s，然后快速转移至热冲压模具中进行淬火制成热成形钢，获得的热成形钢的组织为马氏体与少量残余奥氏体组织。

对热成形钢进行力学性能实验，最终得到该热成形钢屈服强度1290MPa，抗拉强度1695MPa，延伸率13.6%。热轧钢板裸板经热成形后表面氧化铁皮

厚度为0.9μm左右。

Claims (8)

1.一种厚规格热成形钢的制备方法，其特征在于，将连铸坯料通过热轧的方式，制成厚度大于4.5mm且不高于10mm的热成形用厚规格热轧钢板，加工过程中不进行冷轧；

之后将热成形用厚规格热轧钢板进行热冲压成形，获得所述厚规格热成形钢；所述热成形用厚规格热轧钢板在进行热冲压成形之前不进行镀层工序，热冲压成形之后不进行抛丸工序；

所述连铸坯料的成分为：按质量百分比：C：0.18~0.35%，Mn：1.0~3.2%，Si：1.2~2.8%，S：＜0.01%，P：＜0.015%，Al：0.01~0.05%，Cr：1.8~3.9%，Nb：0.01~0.05%，V：0.01~0.05%，Ti：0.01~0.03%，Cu：0.05~0.15%，余量为Fe和其他不可避免的杂质；

所述将连铸坯料通过热轧的方式制成厚度大于4.5mm且不高于10mm的热成形用厚规格热轧钢板包括以下步骤：

(1) 控轧控冷处理：将连铸坯料在加热炉内加热至1150~1280℃并保温1~2h，经过一次除鳞，除去炉生氧化铁皮，进行粗轧，粗轧开轧温度为1100~1200℃，粗轧中间坯厚度为40~55mm；除去次生氧化铁皮后进行精轧，精轧成厚度大于4.5mm且不高于10mm的钢带，精轧的开轧温度和终轧温度分别为1000~1080℃和870~930℃，热轧结束后以5~25℃/s的冷却速率水冷至卷取初始温度；

(2) 对钢带进行卷取处理，卷取初始温度为550~750℃，随后空冷至室温获得热成形用厚规格热轧钢板；

所述热冲压成形的方法为将热轧钢板加热至950~980℃，保温360~480s，然后转移至热冲压模具中进行淬火。

2.根据权利要求1所述的厚规格热成形钢的制备方法，其特征在于，所述厚度不低于6mm。

3.根据权利要求1所述的厚规格热成形钢的制备方法，其特征在于，所述粗轧进行6个道次，所述粗轧的总压下率为76~83%。

4.根据权利要求1所述的厚规格热成形钢的制备方法，其特征在于，所述精轧进行6~7个道次。

5.一种热成形用厚规格热轧钢板，其特征在于，其制备方法按照权利要求1至4任一项所述的厚规格热成形钢的制备方法。

6.一种厚规格热成形钢，其特征在于，采用权利要求1至4中任一项所述的制备方法进行制备。

7.根据权利要求6所述的厚规格热成形钢，其特征在于，所述厚规格热成形钢钢板屈服强度为1010~1350MPa，抗拉强度为1460~1750MPa，延伸率为11.2~16.5%。

8.根据权利要求6所述的厚规格热成形钢，其特征在于，所述厚规格热成形钢表面氧化铁皮厚度为0.8~1.5μm。

Images