CN114934228B - 一种热成形钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种热成形钢板及其生产方法。本申请提供的热成形钢板,以质量百分比计,所述热成形钢板的组分包括:C:0.19~0.38%,Mn:0.5~3.0%,Cr:1.5~3.8%,Si:0.8~1.20%,Al:0.2~0.5%,B:0.004~0.015%,Cu:0.15~0.30%,Ni:0.05~0.20%,Nb:0.01~0.3%,Ti:0.01~0.3%;和Mo和V中的至少一种,和Y和Co中的至少一种,和Mg和Ca中的至少一种,余量为Fe及不可避免的夹杂物。本申请通过对热成形钢板中各化学成分及生产工艺参数的调节,可使得到的热成形钢板具备良好的抗氧化性能,因此,本申请提供的热成形钢板可免去涂保护层或进行抛丸工序,同时提高钢材的表面质量、生产效率并降低生产成本,本申请提供的热成形钢板可用于汽车结构部件的制造。
Description
技术领域
本申请属于钢板制造技术领域,具体涉及一种热成形钢板及其生产方法。
背景技术
热成形技术是一项将钢板经高温加热之后一次成形,又迅速冲压冷却从而全面提升钢板强度的新技术,因其能提高钢板强度、减轻钢板质量以及增强钢板安全性能等,使得热成形钢板在汽车领域被广泛应用。
目前,热成形技术在将钢板加热至奥氏体组织并冲压冷却至马氏体组织的过程中,由于加热温度较高,会导致热成形钢板表面被氧化。针对热成形钢的氧化问题,目前的解决方法有以下两种:一是对热成形钢板在成形后进行抛丸处理;二是钢板进行热成形处理前对钢板表面进行涂层保护(例如,Al-Si涂层)。
然而,上述处理热成形钢表面氧化问题的方式会造成钢板表面质量下降、生产效率低以及生产成本高的问题。
发明内容
鉴于此,本申请提供一种热成形钢板及其生产方法,旨在通过调控钢板中各元素的含量及优化生产工艺参数,进而提高钢材的抗氧化性能,免除涂保护层或抛丸工序,同时提高钢材表面质量、生产效率并降低生产成本。
一方面,本申请实施例提供了一种热成形钢板,以质量百分比计,热成形钢板的组分包括:C:0.19~0.38%,Mn:0.5~3.0%,Cr:1.5~3.8%,Si:0.8~1.20%,Al:0.2~0.5%,B:0.004~0.015%,Cu:0.15~0.30%,Ni:0.05~0.20%,Nb:0.01~0.3%,Ti:0.01~0.3%;和,
Mo和V中的至少一种,其中:Mo:0.01~0.5%,或V 0.01~0.5%,或Mo+V:0.01~0.5%;和,
Y和Co中的至少一种,其中:Y:0.3~0.6%,或Co:0.005~0.6%,或Y+Co:0.005~0.6%;和,
Mg和Ca中的至少一种,其中:Mg:0.005~0.2%,或Ca:0.005~0.2%,或Mg+Ca:0.005~0.2%;余量为Fe及不可避免的夹杂物;
其中,热成形钢板的碳当量Ceq≤1.5%。
根据本申请的一个方面的实施例,Cr、Si和Al的添加量满足:2.5%≤(Cr+Si+Al)≤5.0%,且1.2≤Cr/(Al+Si)≤3.8。
根据本申请的一个方面的实施例,Cu和Ni的添加量满足:1.5≤Cu/Ni≤3.0。
另一方面,本申请实施例还提供了一种热成形钢板的生产方法,该方法包括:
钢水冶炼铸坯步骤,包括将第一方面所述组分的钢水进行冶炼、浇注和连铸,得到铸坯;
热轧步骤,包括以铸坯为原料,进行加热、热轧、酸洗和卷取,得到热轧板;
冷轧步骤,包括对热轧板进行冷轧处理,得到冷轧板;
退火步骤,包括对冷轧板进行退火处理,得到退火板;
热成形步骤,包括对热轧板、冷轧板或退火板进行热成形处理,得到热成形钢板;其中,热成形钢板表面氧化层厚度小于1μm。
根据本申请的另一方面的实施例,钢水冶炼铸坯步骤中所述连铸的拉速为1.0~1.3m/min。
根据本申请的另一方面的实施例,热轧步骤中的加热温度为1150~1250℃,热轧压下率高于80%,卷取温度为550~750℃。
根据本申请的另一方面的实施例,冷轧步骤中,冷轧压下率高于70%,所述冷轧板的表面粗糙度为0.6~1.2μm。
根据本申请的另一方面的实施例,退火板的组织为铁素体和珠光体,屈服强度为250~650MPa。
根据本申请的另一方面的实施例,热成形步骤中的热成形处理包括:
将热轧板、冷轧板或退火板进行加热、成形处理并冷速至22~27℃,得到热成形钢板;其中,加热温度为880~950℃,冷却的速度为20~100℃/s。
根据本申请的另一方面的实施例,成形处理选自热冲压、热气胀和热辊压方式中的至少一种。
与现有技术相比,本申请至少具有以下有益效果:
本申请通过对热成形钢板中各化学成分及生产工艺参数的调节,可使得到的热成形钢板具备良好的抗氧化性能,其表面仅产生厚度低于1μm且致密的氧化薄膜,且该氧化薄膜在成形处理时不会脱落,因此,本申请提供的热成形钢板可免去涂保护层或进行抛丸工序,同时提高钢材的表面质量、生产效率并降低生产成本,本申请提供的热成形钢板可用于汽车结构部件的制造。此外,本申请提供的热成形钢板的生产方法具有工艺控制难度小、可操作性强、方法简单等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据附图获得其他的附图。
图1为实施例1(下半部分)和对比例2(上半部分)的热成形钢板的产品外观图。
具体实施方式
为了使本申请的申请目的、技术方案和有益技术效果更加清晰,以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请,并非为了限定本申请。
为了简便,本文仅明确地公开了一些数值范围。然而,任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围;以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围,同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外,尽管未明确记载,但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而,每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本文的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“以上”、“以下”为包含本数,“一种或多种”中的“多种”的含义是两种以上。
本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处,通过一系列实施例提供了指导,这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中,列举仅作为代表性组,不应解释为穷举。
针对热成形钢的氧化问题,成形后的抛丸处理能够彻底去除热成形钢表面产生的氧化物,但是抛丸工艺增加了额外的生产工艺环节,提高了生产成本,且该过程中会产生巨大的噪音和粉尘,不符合环保理念,而且此方法并不能改善氧化物造成的模具损耗和生产效率下降的问题。涂保护层除了能阻止钢板表面在奥氏体化过程中的脱碳和氧化,还能够隔离钢板基体与外界环境,具有一定的防腐蚀作用,但是热成形钢板的弯曲断裂应变和抗延迟开裂性能相比裸板大幅降低,同时涂层钢板的成本与非涂层板相比大幅增加。
为了解决现有热成形钢热热成形过程中的氧化问题,发明人进行了大量的研究,旨在提供一种抗氧化性能优异的热成形钢板,免除对热成形钢板进行涂层保护或进行抛丸处理,同时制备得到表面质量良好、生产成本低的热成形钢板。
热成形钢板
本申请第一方面实施例提供了一种热成形钢板,以质量百分比计,所述热成形钢板的组分可以包括:C:0.19~0.38%,Mn:0.5~3.0%,Cr:1.5~3.8%,Si:0.8~1.20%,Al:0.2~0.5%,B:0.004~0.015%,Cu:0.15~0.30%,Ni:0.05~0.20%,Nb:0.01~0.3%,Ti:0.01~0.3%;和,
Mo和V中的至少一种,其中:Mo:0.01~0.5%,或V 0.01~0.5%,或Mo+V:0.01~0.5%;和,
Y和Co中的至少一种,其中:Y:0.3~0.6%,或Co:0.005~0.6%,或Y+Co:0.005~0.6%;和,
Mg和Ca中的至少一种,其中:Mg:0.005~0.2%,或Ca:0.005~0.2%,或Mg+Ca:0.005~0.2%;余量为Fe及不可避免的夹杂物;
其中,所述热成形钢板的碳当量Ceq≤1.5%。
本申请实施例提供的热成形钢板,具有良好的抗氧化性能、表面质量以及较低的生产成本,且与成形后的抛丸处理方案相比,本申请的热成形钢表面能够产生薄且致密的氧化层,不会在热冲压过程中脱落,可以免去热成形后的抛丸环节;与涂层保护方案相比,本申请的热成形钢能够免除制备过程中的涂层工序,降低零件生产成本。
根据本申请的实施例,热成形钢板组份中的C通过固溶强化作用可显著提高热成形钢板的强度和硬度,但是仅仅依靠提高C含量来提高强度会带来钢板的强韧性匹配不佳、氢致延迟开裂敏感性高以及焊接性能差的问题,因此,需要在保证热成形钢板力学性能的前提下,采用低C的设计。另外,C在氧化层中的扩散系数较低,在加热过程中生成的CO与CO2气体会导致氧化层出现起泡甚至破裂。基于以上考量,本申请实施例将热成形钢板中C的含量控制在0.19%~0.38%范围内。
根据本申请的实施例,Mn有利于提高淬透性,扩大奥氏体相区,延缓铁素体、珠光体和贝氏体的转变,还可以稳定残余奥氏体,利于改善钢板的塑韧性。但Mn含量过高会导致Mn偏析和带状组织,恶化钢板的力学性能。Mn元素在高温氧化过程中会形成Mn-Cr尖晶石,提高Cr的抗高温氧化性能。因此,本申请热成形钢板中的Mn含量控制为0.5~3.0%。
根据本申请的实施例,较低含量的B元素即可显著提高钢板的淬透性,因此不会过多提高钢的碳当量,也可以稳定马氏体组织起到强化晶界的作用。但过量的B元素会使钢板强度显著提高而塑韧性下降。因此,B元素的含量限定为0.004~0.015%。
根据本申请的实施例,Mo与V能够与钢板中的C产生弥散析出物,从而实现最终热成形零件强韧化的效果,同时Mo和V也是高效的淬透性元素,相比于C元素,Mo和V提升相同的淬透性导致的碳当量增加较小,因此可以在保证材料的整体可焊接性的同时改善钢材的力学性能。
根据本申请的实施例,Y氧化后可在钢板表面产生Y2O3,该氧化物能够阻碍氧化层的生长,进而使产生的氧化层厚度较薄。Co作为耐热性元素,有助于提高合金组织的稳定性和蠕变性能,并降低高温强度从而减少热成行过程的能源消耗,同时Co的氧化物能够促进表面氧化层的致密化,但由于Co元素成本较高,需要控制其加入量。因此,钢水中Y的含量为0.3~0.6%,Co的含量为0.005~0.6%,或Y+Co的含量为0.005~0.6%。
根据本申请的实施例,Mg和Ca在钢板中一般以氧化物的形式弥散存在,弥散的MgO和CaO在焊接时,能够作为形核质点促进焊缝的组织细化,从而提高焊接接头的强度。
根据本申请的实施例,P、S为有害元素,不利于钢板的性能的提升,P元素偏聚在晶界会显著提高脆性,S元素对氧化层的致密性有影响,因此在不影响热成钢性能的基础上,P和S含量可分别限制在≤0.015%和≤0.015%的范围内。
根据本申请的实施例,热成形钢板的碳当量Ceq≤1.5%,对提高热成形钢板的拉伸强度、屈服强度和焊接性能具有重要作用。若钢板的碳当量碳当量高于1.5%,钢材的淬硬倾向逐渐明显,不利于钢板的焊接和强度的提升。
在一些实施例中,Cr、Si和Al的添加量应满足:2.5%≤(Cr+Si+Al)≤5.0%,且1.2≤Cr/(Al+Si)≤3.8。
根据本申请的实施例,Si元素在在高温下会在基体表面生成致密的SiO2氧化层,提高材料的抗高温氧化性能,但是过高的Si含量会引入表面氧化红锈现象和过多轧入氧化铁皮的问题。Si元素具有固溶强化效果,可以抑制马氏体中渗碳体等碳化物的析出,有利于提高残余奥氏体的含量和稳定性,提高塑韧性。综合考虑,热成形钢板中Si元素的含量为0.8-1.2%。
根据本申请的实施例,Cr元素在高温氧化过程中会自发形成连续致密的Cr2O3氧化层,并且会在向氧化层/铁基体界面形成连续的Fe2CrO4氧化层,提高钢板的抗高温氧化性能。但是过多的Cr会显著提高钢的碳当量,使残余奥氏体稳定性降低,析出碳化物,从而导致钢板脆性增加。因此,Cr元素的含量为1.5-3.8%。
根据本申请的实施例,Al元素作为炼钢时的脱氧定氮剂,可细化钢板的晶粒组织,改善钢在低温时的韧性;同时可大幅度提高相变点的温度,形成具有高熔点和稳定性的Al2O3保护膜,并提高钢的耐磨性和疲劳强度。若Al元素的含量高于0.5%,会促进钢的石墨化,减少合金相中的碳溶浓度,进而导致钢板的硬度和强度降低。
根据本申请的实施例,当Cr、Si和Al的含量满足2.5%≤(Cr+Si+Al)≤5.0%和1.2≤Cr/(Al+Si)≤3.8时,可充分提高钢材的抗高温氧化能力和力学性能。Cr、Si和Al三者元素共用,可显著提高钢板的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。其中,相比于Si和Al,Cr的用量较高,是因为Cr可提高铸铁共析相变点,提高钢板的稳定性。
在一些实施例中,Cu和Ni的添加量应满足:1.5≤Cu/Ni≤3.0。
根据本申请的实施例,Cu和Ni元素具有在加热过程中易向表面富集的特性,所形成的CuO和Ni2O3与钢的氧化物以及Si、Cr的氧化物能够均匀地结合,使得氧化层具有良好的致密性,从而提高钢板的抗高温氧化性能。但Cu的添加容易在连铸坯表面产生裂纹,导致后续步骤的热轧、冷轧与退火板表面质量差,因此需要控制Cu、Ni元素的配比。综合考虑,将钢中的Cu含量控制在0.15~0.30%范围内,Ni含量控制在0.05~0.20%范围内,同时Cu和Ni的添加量需满足1.5≤Cu/Ni≤3.0。
根据本申请的实施例,通过对热成形钢板中个化学元素及其含量的调节,可使得到的热成形钢板具备良好的抗氧化性能,其表面仅产生厚度低于1μm且致密的氧化薄膜,且该氧化薄膜在成形处理时不会脱落,因此,本申请提供的热成形钢板可免去涂保护层或进行抛丸工序。
热成形钢板的生产方法
本申请另一方面还提供了一种热成形钢板的生产方法,该方法包括:
S10、钢水冶炼铸坯步骤,包括将第一方面所述组分的钢水进行冶炼、浇注和连铸,得到铸坯;
S20、热轧步骤,包括以所述铸坯为原料,进行加热、热轧、酸洗和卷取,得到热轧板;
S30、冷轧步骤,包括对所述热轧板进行冷轧处理,得到冷轧板;
S40、退火步骤,包括对所述冷轧板进行退火处理,得到退火板;
S50、热成形步骤,包括对所述热轧板、所述冷轧板或所述退火板进行热成形处理,得到所述热成形钢板;其中,所述热成形钢板表面氧化层厚度小于1μm。
本申请的实施例通过对热成形钢板中各工艺参数的调节,可使得到的热成形钢板具备良好的抗氧化性能,同时可提高钢材的表面质量、生产效率和降低生产成本,本申请提供的热成形钢板可用于汽车结构部件的制造。此外,本申请提供的热成形钢板的生产方法具有工艺控制难度小、可操作性强、方法简单等优点。
在一些实施例中,钢水冶炼铸坯步骤中连铸的拉速为1.0~1.3m/min。
在一些实施例中,热轧步骤中的加热温度为1150~1250℃,热轧压下率高于80%,卷取温度为550~750℃。
根据本申请的实施例,由于此钢种中含有较高的Cu、Ni、Cr元素,在连铸与加热时应当严格控制工艺参数,以避免表面裂纹和缺陷的产生,从而对后续的热轧、冷轧、退火钢板的表面质量起到良好的控制效果。
在一些实施例中,通过上述热轧过程得到的热轧板组织为铁素体和珠光体组织,热轧板表面粗糙度Ra为0.6~1.2μm,热轧板屈服强度为300~700MPa。
根据本申请的实施例,所得热轧钢板表面没有出现晶粒和组织的异常,粗糙度低,且屈服强度适中。
在一些实施例中,冷轧步骤中,冷轧压下率高于70%,所述冷轧板的表面粗糙度为0.6~1.2μm。
根据本申请的实施例,冷轧压下率高于70%有利于提高冷轧板的力学性能,且冷轧压下率可直接影响到退火板的组织结构和深冲性。
在一些实施例中,退火板的组织为铁素体和珠光体,屈服强度为250~650MPa。
根据本申请的实施例,当冷轧压下率高于70%时,可得到金相组织为铁素体和珠光体的退火板,且退火板的屈服强度较低,这利于后续加工过程的预弯曲等加工变形。
在一些实施例中,热成形步骤中的所述热成形处理包括:
S510、将所述热轧板、所述冷轧板或所述退火板进行加热、成形处理并冷速至22~27℃,得到所述热成形钢板;其中,所述加热温度为880~950℃,所述冷却的速度为20~100℃/s。
在一些实施例中,当钢板到达加热温度时,需恒温保持3-15min。
根据本申请的实施例,当加热温度为880~950℃,冷却速度为20~100℃/s时,在惰性环境中恒温3min所得热冲压成形零部件表面氧化层厚度<1μm。
在一些实施例中,成形处理选自热冲压、热气胀和热辊压方式中的至少一种。
根据本申请的实施例,通过上述钢材成形方式,均可得到所需厚度和所需规格的钢材。
在一些实施例中,热成形钢板中马氏体组织的含量高于95%,抗拉强度为1300MPa~1800MPa,屈服强度为600MPa~1200MPa,总延伸率为6%~15%。
根据本申请的实施例,热成形钢板中马氏体组织的含量较高,因此可赋予热成形钢板良好的抗拉强度、屈服强度和延伸率,同时可确保钢板具有良好的强韧性,且成形后钢板的回弹小,贴模性和定形性较好。
根据本申请的实施例,本申请通过对热成形钢板的化学成分和生产工艺参数进行改进,免除涂保护层或抛丸工序后,仍可制备得到质量优良、强度高且生产成本低的热成形钢板。上述热成形钢板可用于生产汽车结构用高强度零部件,例如:门环、AB柱、防撞加强梁等。
实施例
下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容,这些实施例仅仅用于阐述性说明,因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明,以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计,而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得,并且可直接使用而无需进一步处理,以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
热成形钢板的生产方法:
对下表1中实施例1的钢水进行冶炼、浇注和连铸,得到铸坯;其中,连铸过程中的拉速为1.0m/min;对铸坯进行加热,铸坯加热温度为1230℃;
以上述铸坯为原料,进行加热、热轧、酸洗和卷取,得到热轧板;其中,热轧总压下率为82%,热轧过程的卷取温度为660℃,热轧板组织为铁素体+珠光体,热轧板表面粗糙度Ra为1.1μm,屈服强度为590MPa;
对上述热轧板进行热成形处理,得到热成形钢板;其中,热成形钢板的加热温度为930℃,在惰性环境下恒温时间3min,冷却速度35℃/s。
实施例2
热成形钢板的生产方法:
对下表1中实施例3的钢水进行冶炼、浇注和连铸,得到铸坯;其中,连铸过程中的拉速为1.3m/min;对铸坯进行加热,铸坯加热温度为1230℃;
以上述铸坯为原料,进行加热、热轧、酸洗和卷取,得到热轧板;其中,热轧总压下率为85%,热轧过程的卷取温度为600℃;
对上述热轧板进行冷轧处理,得到冷轧板;其中,冷轧压下率为78%,冷轧板的表面粗糙度为0.9μm;
对上述冷轧板进行热成形处理,得到热成形钢板;其中,热成形钢板的加热温度为900℃,在惰性环境下恒温时间5min,冷却速度50℃/s。
实施例3
热成形钢板的生产方法:
对下表1中实施例2的钢水进行冶炼、浇注和连铸,得到铸坯;其中,连铸过程中的拉速为1.0m/min;对铸坯进行加热,铸坯加热温度为1230℃;
以上述铸坯为原料,进行加热、热轧、酸洗和卷取,得到热轧板;其中,热轧总压下率为82%,热轧过程的卷取温度为660℃;
对上述热轧板进行冷轧处理,得到冷轧板;其中,冷轧压下率为80%;
对冷轧板进行罩式退火,得到退火板;其中,退火板的组织为铁素体和珠光体,屈服强度为450MPa;
对上述退火板进行热成形处理,得到热成形钢板;其中,热成形钢板的加热温度为930℃,在惰性环境下恒温时间10min,冷却速度35℃/s。
对比例
对比例1
热成形钢板的生产方法:
对下表1中对比例1的钢水进行冶炼、浇注和连铸,得到铸坯;其中,连铸过程中的拉速为1.3m/min;对铸坯进行加热,铸坯加热温度为1230℃;
以上述铸坯为原料,进行加热、热轧、酸洗和卷取,得到热轧板;其中,热轧总压下率为82%,热轧过程的卷取温度为660℃,所得热轧板组织为铁素体+珠光体,热轧板表面粗糙度Ra为1.4μm,屈服强度为450MPa;
对上述热轧板进行热成形处理,得到热成形钢板;其中,热成形钢板的加热温度为960℃,在惰性环境下恒温时间3min,冷却速度15℃/s。
对比例2
热成形钢板的生产方法:
对下表1中对比例2的钢水进行冶炼、浇注和连铸,得到铸坯;其中,连铸过程中的拉速为1.0m/min;对铸坯进行加热,铸坯加热温度为1230℃;
以上述铸坯为原料,进行加热、热轧、酸洗和卷取,得到热轧板;其中,热轧总压下率为82%,热轧过程的卷取温度为660℃,热轧板组织为铁素体+珠光体,热轧板表面粗糙度Ra为1.5μm,屈服强度为390MPa;
对上述热轧板进行热成形处理,得到热成形钢板;其中,热成形钢板的加热温度为930℃,在惰性环境下恒温时间3min,冷却速度35℃/s。
表1实施例1~3和对比例1~2的热成形钢板的组分及含量
元素 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 |
C(%) | 0.22 | 0.35 | 0.22 | 0.22 | 0.22 |
Mn(%) | 1.25 | 3.0 | 1.25 | 1.25 | 1.35 |
Cr(%) | 3.1 | 2.0 | 3.6 | 1.4 | 0.25 |
Si(%) | 1.2 | 0.1 | 0.8 | 1.2 | 0.29 |
Al(%) | 0.2 | 0.5 | 0.2 | 0.5 | --- |
B(%) | 0.004 | 0.015 | 0.004 | 0.004 | 0.003 |
Cu(%) | 0.24 | 0.30 | 0.12 | 0.12 | --- |
Ni(%) | 0.09 | 0.20 | 0.05 | 0.15 | --- |
Nb(%) | 0.02 | 0.1 | 0.2 | 0.02 | --- |
Ti(%) | 0.03 | 0.15 | 0.3 | 0.03 | --- |
Mo(%) | 0.03 | 0.2 | 0.03 | 0.03 | --- |
V(%) | 0.04 | 0.3 | 0.01 | 0.6 | --- |
Y(%) | --- | 0.5 | 0.35 | --- | --- |
Co(%) | 0.03 | 0.005 | 0.01 | 0.003 | --- |
Mg(%) | --- | 0.15 | 0.1 | --- | --- |
Ca(%) | 0.01 | 0.005 | --- | 0.003 | --- |
测试部分
对实施例1~3和对比例1~2制备的热成形板的理化性能进行测试,具体测试方法如下:
金相组织:采用GB/T 13298-2015《金属显微组织检验方法》进行测定。
抗拉强度、屈服强度及延伸率:采用GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》进行测定。
氧化膜厚度:采用GB/T 4677.6-1984《金属和氧化覆盖层厚度测试方法截面金相法》进行测定。
实施例1~3和对比例1~2制备的热成形钢板的理化性能的测试结果如表2所示。
表2热成形钢板理化性能测试结果
由上表2中热成形钢板的理化性能结果可以看出,实施例1~3的热成形钢板表面的氧化膜厚度低于0.5μm,马氏体组织含量高,且具有优异升的抗拉强度、屈服强度和延伸率。对比例1~2与实施例1的不同之处在于,部分化学组份的含量和工艺参数不在本申请所述的范围内,因此导致对比例1和2中热成形钢板表面的氧化膜厚度较大(高于4.8μm),且强度较低。此外,由图1可知,实施例1的热成形零部件的表面氧化层致密光亮,且物脱落现象,而对比例2的热成形零部件无光泽且存在脱落现象。
综上所述,本申请通过对热成形钢板的化学成分和生产工艺进行改进,可使得到的热成形钢板具备良好的抗氧化性能,其表面仅产生厚度低于1μm且致密的氧化薄膜,且该氧化薄膜在成形处理时不会脱落,因此,本申请提供的热成形钢板可免去涂保护层或进行抛丸工序,同时提高钢材的表面质量、生产效率并降低生产成本,本申请提供的热成形钢板可用于汽车结构部件的制造。此外,本申请提供的热成形钢板的生产方法具有工艺控制难度小、可操作性强、方法简单等优点。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种热成形钢板,其特征在于,以质量百分比计,所述热成形钢板的组分包括:C:0.19~0.38%,Mn: 0.5~3.0%,Cr: 1.5~3.8%,Si: 0.8~1.20%,Al: 0.2~0.5%,B: 0.004~0.015%,Cu: 0.15~0.30%,Ni: 0.05~0.20%,Nb: 0.01~0.3%,Ti: 0.01~0.3%;和,
Mo和V中的至少一种,其中:Mo: 0.01~0.5%,或V 0.01~0.5%,或Mo+V: 0.01~0.5%;和,
Y和Co中的至少一种,其中:Y: 0.3~0.6%,或Co: 0.005~0.6%,或Y+Co: 0.005~0.6%;和,
Mg和Ca中的至少一种,其中:Mg: 0.005~0.2%,或Ca: 0.005~0.2%,或Mg+Ca: 0.005~0.2%;余量为Fe及不可避免的夹杂物;
其中,所述热成形钢板的碳当量Ceq≤1.5%;所述Cr、Si和Al的添加量满足:2.5%≤(Cr+Si+Al)≤5.0%,且1.2≤Cr/(Al+Si)≤3.8;所述Cu和Ni的添加量满足:1.5≤Cu/Ni≤3.0;所述热成形钢板表面氧化层厚度小于1μm。
2.一种热成形钢板的生产方法,其特征在于,包括:
钢水冶炼铸坯步骤,包括将如权利要求1所述组分的钢水进行冶炼、浇注和连铸,得到铸坯;
热轧步骤,包括以所述铸坯为原料,进行加热、热轧、酸洗和卷取,得到热轧板;
冷轧步骤,包括对所述热轧板进行冷轧处理,得到冷轧板;
退火步骤,包括对所述冷轧板进行退火处理,得到退火板;
热成形步骤,包括对所述热轧板、所述冷轧板或所述退火板进行热成形处理,得到所述热成形钢板;其中,所述热成形钢板表面氧化层厚度小于1μm。
3.根据权利要求2所述的生产方法,其特征在于,所述钢水冶炼铸坯步骤中所述连铸的拉速为1.0~1.3m/min。
4.根据权利要求2所述的生产方法,其特征在于,所述热轧步骤中的加热温度为1150~1250℃,热轧压下率高于80%,卷取温度为550~750℃。
5.根据权利要求2所述的生产方法,其特征在于,所述冷轧步骤中,冷轧压下率高于70%,所述冷轧板的表面粗糙度为0.6~1.2μm。
6.根据权利要求2所述的生产方法,其特征在于,所述退火板的组织为铁素体和珠光体,屈服强度为250~650MPa。
7.根据权利要求2所述的生产方法,其特征在于,所述热成形步骤中的所述热成形处理包括:
将所述热轧板、所述冷轧板或所述退火板进行加热、成形处理并冷却至22~27℃,得到热成形钢板;其中,所述加热温度为880~950℃,所述冷却的速度为20~100℃/s。
8.根据权利要求7所述的生产方法,其特征在于,所述成形处理选自热冲压、热气胀和热辊压方式中的至少一种。
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