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热冲压成形用钢板、热冲压成形构件及钢板制造方法技术

技术编号:41361495 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-20 10:10
本发明专利技术涉及一种热冲压成形用钢板、热冲压成形构件及钢板制造方法。该热冲压成形用钢板的钢板基体以质量百分数计包含:0.27%≤C≤0.35%、0.70%≤Mn≤1.55%、0.10%≤Si≤0.60%、0.01%≤Cr≤0.70%、0.001%≤B≤0.01%、0.11%≤Al≤0.39%、N≤0.006%、0.001%≤Nb+Ti≤0.1%、0.05%≤V≤0.20%、0.001%≤P≤0.100%、0.0001%≤S≤0.100%,Fe≥95%以及不可避免的杂质,其中,钢板基体的Mf满足Mf≥230℃且淬透性系数h满足h≥8.0。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热冲压成形用钢板、热冲压成形构件及钢板制造方法。本申请为分案申请,其母案申请号为202211417414.5,申请日为2022年11月14日,专利技术名称为“热冲压成形用钢板、热冲压成形构件及钢板制造方法”。


技术介绍

1、轻量化是实现车辆行业节能减排的重要途径。热冲压成形用钢经热变形和冷却后获得的热冲压成形构件强度可达1500mpa以上。当应用于车身时,热冲压成形构件具有显著的轻量化效果且保证了车辆的碰撞安全性。因此,热冲压成形构件在车辆上的使用量逐年升高。

2、然而,通常情况下,钢板强度的提高会导致塑性和韧性下降。因此,在车辆领域的应用中,热冲压成形构件由于韧性不足及延迟开裂导致的问题目益受到技术人员的关注。比如,在实际生产过程中,经常会发现一些热冲压成形构件在热冲压后放置、加工、运输或焊接过程中发生脆性开裂,导致零件甚至整个车身报废,从而增加了生产成本。更严重地,一些热冲压成形构件在车辆组装完成后才发生延迟开裂,从而增加了车辆在行驶过程中的安全隐患。因此,在使用热冲压成形构件时,特别是其强度达到1700mpa以上时,保证热冲压成形构件具有充足的韧性及延迟开裂抗性至关重要。

3、cn106399837a提供了一种具有高韧性和抗延迟开裂性的钢材或成形构件。通过添加0.11%以上的v,在成形构件的显微组织中析出了大量纳米级的vc和/或(v,ti,nb)c的复合碳化物。这些碳化物的析出,一方面细化晶粒,从而提高了材料的屈服强度和抗拉强度;另一方面消耗了奥氏体中的碳,从而降低生成的脆性孪晶马氏体的占比,提高了马氏体的韧性;并且再一方面还改善材料的抗氢致延迟开裂能力。另外,为了获得完全的马氏体组织,该专利在合金设计时添加了较多的提高淬透性的合金元素,如mn、mo等。然而,上述高合金设计在热轧、退火及涂镀等工序中,更易使得带钢生成硬脆的马氏体组织,造成冷轧开裂甚至断带。而且退火或涂镀后的材料的强度偏高,导致难以加工、整个生产制造过程中板型难控制等问题,显著增加了生产钢材的难度及成本。此外,该专利还忽视了粗大tin颗粒对于钢板韧性的影响。

4、为了克服tin颗粒对于钢板韧性的影响,cn108374127a设计了两种无ti的合金成分:1.低b含量设计,其中,通过mn、cr、mo等淬透性合金元素的合理配比来替代b的作用,即b≤0.0005%时,满足29*mo+16*mn+14*cr+5.3*ni≥30%;2.高b含量,其中,通过添加一定量的al,利用al替代ti与n的结合来避免大尺寸tin颗粒的析出,从而改善热冲压成形用钢板及其热冲压成形构件的韧性,即当0.0005%<b≤0.005%时,含有0.4-1.0%的al。通过上述合金设计获得的热冲压成形构件经回火后可达到1200~1800mpa的屈服强度、1500~2150mpa的抗拉强度以及7~10%的延伸率,99.5%置信度-40℃冲击韧性≥45j·cm-2。然而,cn108374127a同样未考虑mn、cr、mo等高淬透性元素的添加使得生产过程中硬脆马氏体更容易生成,不利于冷轧、退火和涂镀等工序以及后续钢材的加工过程,并且0.4~1.0%al的添加增加了连铸环节生产难度以及钢板表面的晶界氧化问题,这些都将导致钢板制造成本上升。

5、cn106574348a在合金设计时对c、mn、si和cr等四种元素含量的配比进行了特殊控制,并通过添加0.40~3%的mn来确保热冲压成形过程的冷却期间获得足够低的马氏体相变开始温度ms,使得能够增大抗拉强度并且获得提高的延迟开裂抗性。此外,该专利教导当ni以特定形式集中位于板或部件的表面处时,0.25~2%的ni能够显著地降低对延迟开裂的敏感性。然而,众所周知,ni是一种价格昂贵的合金元素,因此,ni的添加不利于成本有效的热冲压成形用钢板及其成形构件。此外,该专利通过低的ms温度来增大抗拉强度,但在实际生产中低的ms温度会导致硬脆的孪晶马氏体的生成,这些均不利于热冲压成形构件的韧性的改善。

6、这些现有技术均未能很好的控制马氏体相变属性,其不但导致硬脆的孪晶马氏体生成,不利于后续加工过程,而且对热冲压钢及其成形构件的韧性及延迟开裂表现也存在显著影响。

7、综上,为满足车身的轻量化需求,需开发一种强度不低于1700mpa且兼具充足韧性和延迟开裂抗性的热冲压成形构件、用于制造其的热冲压成形用钢板、及制造方法。


技术实现思路

1、本专利技术是鉴于现有技术中存在的上述问题做出的。

2、本专利技术的目的之一在于提供一种具有改善的马氏体相变属性的热冲压成形用钢板。本专利技术的热冲压成形用钢板的钢板基体以质量百分数计包含:0.27%≤c≤0.35%、0.70%≤mn≤1.55%、0.10%≤si≤0.60%、0.01%≤cr≤0.70%、0.001%≤b≤0.01%、0.11%≤al≤0.39%、n≤0.006%、0.001%≤nb+ti≤0.1%、0.05%≤v≤0.20%、0.001%≤p≤0.100%、0.0001%≤s≤0.100%,fe≥95%以及不可避免的杂质;

3、其中,所述钢板基体的马氏体相变终了温度mf满足mf≥230℃;以及

4、所述钢板基体的淬透性系数h由下式计算且满足h≥8.0:

5、h=[6.9[mn]2+3.2[si]+22.6[cr]2+23.1[mo]+(13.0[cr]+2.5[mo]+9.7)[ni]+7.9[b]×103+2.5]×[c];

6、式中[x]为合金元素的质量百分数。

7、mf由实验测得且测试方法参考《yb/t 5127-2018钢的临界点测定》并在具体实施方式中详细记载。

8、h的计算公式由张国强等的《钢的淬透性预测模型研究进展》(金属学报,第44卷第4期,第224-228页,2019)中的h=[6.9[mn]2+3.2[si]+22.6[cr]2+23.1[mo]+(13.0[cr]+2.5[mo]+9.7)[ni]+7.9[b]×103+2.5]×[c]获得。

9、优选地,所述热冲压成形用钢板基体以质量百分数计还包含:0.01%≤w≤0.30%、0.01%≤mo≤0.30%、0.01%≤ni≤0.30%、0.01%≤cu≤0.30%、0.01%≤co≤0.30%、0.005%≤sn≤0.30%、0.005%≤sb≤0.100%、0.0001%≤ca≤0.01%、0.0001%≤mg≤0.01%、0.0001%≤zr≤0.01%和0.0001%≤rem≤0.01%中的至少一者。

10、优选地,0.0001%≤w+mo+ni+cu+co+sn+sb+ca+mg+zr+rem≤0.30%。

11、优选地,本专利技术的热冲压成形用钢板的钢板基体以质量百分数计包含:0.27%≤c≤0.35%、0.70%≤mn≤1.55%、0.10%≤si≤0.60%、0.01%≤cr≤0.70%、0.001%≤b≤0.01%、0.11%≤al本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热冲压成形用钢板,其中,所述热冲压成形用钢板的钢板基体以质量百分数计包含:0.27%≤C≤0.35%、0.70%≤Mn≤1.55%、0.10%≤Si≤0.60%、0.01%≤Cr≤0.70%、0.001%≤B≤0.01%、0.11%≤Al≤0.39%、N≤0.006%、0.001%≤Nb+Ti≤0.1%、0.05%≤V≤0.20%、0.001%≤P≤0.100%、0.0001%≤S≤0.100%,

2.根据权利要求1所述的热冲压成形用钢板,其以质量百分数计还包含:0.01%≤W≤0.30%、0.01%≤Mo≤0.30%、0.01%≤Ni≤0.30%、0.01%≤Cu≤0.30%、0.01%≤Co≤0.30%、0.005%≤Sn≤0.30%、0.005%≤Sb≤0.100%、0.0001%≤Ca≤0.01%、0.0001%≤Mg≤0.01%、0.0001%≤Zr≤0.01%和0.0001%≤REM≤0.01%中的至少一者。

3.根据权利要求2所述的热冲压成形用钢板,其中,0.0001%≤W+Mo+Ni+Cu+Co+Sn+Sb+Ca+Mg+Zr+REM≤0.30%。

4.根据权利要求1所述的热冲压成形用钢板,其中,所述热冲压成形用钢板的钢板基体以质量百分数计余量为Fe及不可避免的杂质。

5.根据权利要求3所述的热冲压成形用钢板,其中,所述热冲压成形用钢板的钢板基体以质量百分数计余量为Fe及不可避免的杂质。

6.根据权利要求1或4所述的热冲压成形用钢板,其中,Mf≥235℃和/或8.3≤h≤13.5。

7.根据权利要求6所述的热冲压成形用钢板,其中,8.4≤h≤12.5。

8.根据权利要求7所述的热冲压成形用钢板,其中,8.5≤h≤11.5。

9.根据权利要求1或4所述的热冲压成形用钢板,其中、0.28%≤C≤0.345%和/或0.15%≤Al≤0.38%。

10.根据权利要求9所述的热冲压成形用钢板,其中,0.28%≤C≤0.31%。

...

【技术特征摘要】

1.一种热冲压成形用钢板,其中,所述热冲压成形用钢板的钢板基体以质量百分数计包含:0.27%≤c≤0.35%、0.70%≤mn≤1.55%、0.10%≤si≤0.60%、0.01%≤cr≤0.70%、0.001%≤b≤0.01%、0.11%≤al≤0.39%、n≤0.006%、0.001%≤nb+ti≤0.1%、0.05%≤v≤0.20%、0.001%≤p≤0.100%、0.0001%≤s≤0.100%,

2.根据权利要求1所述的热冲压成形用钢板,其以质量百分数计还包含:0.01%≤w≤0.30%、0.01%≤mo≤0.30%、0.01%≤ni≤0.30%、0.01%≤cu≤0.30%、0.01%≤co≤0.30%、0.005%≤sn≤0.30%、0.005%≤sb≤0.100%、0.0001%≤ca≤0.01%、0.0001%≤mg≤0.01%、0.0001%≤zr≤0.01%和0.0001%≤rem≤0.01%中的至少一者。

3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:易红亮孙正启杨达朋秦华杰周澍
申请(专利权)人:育材堂苏州材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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