本发明专利技术涉及一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢及其制备方法，属于汽车用钢技术领域；本发明专利技术提供的钢按重量百分比计，所述钢的化学成分为：C：0.20‑0.25％，Si：0.2‑1.6％，Al：0.02‑1.6％，Mn：1.0‑4.0％，Cr：0.1‑0.5％，Mo：0.1‑0.5％，B：0.001‑0.005％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，N：≤0.01％，O：≤0.003％，Ti、Nb、V中的至少一种，其余为Fe和不可避免夹杂；其中，1.0％≤Al+Si≤2.0％；所述Ti含量为0.02‑0.10％，所述Nb含量为0.02‑0.10％，所述V含量为0.02‑0.15％；具有抗拉强度为1300‑1700MPa，屈服强度Rp0.2为800‑1100MPa，延伸率A50为8‑15％。
A 1300MPa high strength and high plasticity hot stamping steel and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢及其制备方法
本专利技术属于汽车用钢
，具体涉及一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢及其制备方法。
技术介绍
高强度和超高强度钢的使用对汽车车身轻量化具有积极有效的作用，但随着车身用钢强度不断提高，其塑性出现大幅度下降、成形性能大大降低，成形过程中易产生开裂和回弹，严重影响零件的形状和尺寸精度。热冲压成形技术利用钢板在高温下塑性增加、成形抗力下降的特点，将初始强度600MPa左右的板料高温加热，随后在具有冷却系统的模具内快速冲压成形和淬火冷却，可获得1300MPa的超高强度零件，可很好的解决冷成型易开裂、回弹严重等问题。然而，由于热成形淬火后全部为马氏体组织，强度高但韧性不足，传统22MnB5热冲压用钢，热冲压后其强度可以达到1300MPa以上，而延伸率只有5-8％。复杂的载荷条件要求热冲压成形钢不仅有较高的强度而且有好的塑性和韧性。但是，目前还没有较好的成本较低的一种能提高热冲压用钢的塑性且不损害其强度的方法来解决这一问题。如何在不降低强度的情况下，提高钢的塑性成为热成形技术中亟待解决的问题之一。专利申请号CN104160050B公布的热冲压用钢板及其制造方法和热冲压钢材，C：0.18～0.26％、Si：0.02～0.05％、Mn：1.0～1.5％、P：＜0.03％、S：＜0.02％、Al：0./01～0.5％、N：＜0.1％、Cr：＜2％、Mo：0～1.0％、V：0～0.5％、W：0～0.5％、、Ni：0～5.0％、B：0～0.01％、Ti：0～0.5％、Nb：0～0.5％、Cu：0～1.0％、余量为铁及不可避免杂质，其专利主要通过控制夹杂物尺寸和数量改善热冲压用钢的耐氢脆特性，并未能改善其塑性。申请号为CN201110269388的中国专利“一种汽车用高强韧性热成形钢板的热处理方法”，公开了一种汽车用高强韧性热成形钢板的热处理方法，属于汽车用高强钢
，为解决目前热成形用钢板在成形后强度高但塑性不好等问题，解决问题的技术措施：将成分质量百分含量为：C：0.2～0.4％、Si：0.1～0.5％、Mn：1.0～2.0％、Cr：0.1～0.5％、B：0.001～0.005％、Ti：0.01～0.05％、Al：0.01～0.1％、P：＜0.02％、S：＜0.01％、N：＜0.01％、O：＜0.0030％，余量为铁及不可避免杂质的热成形用钢板在冲压成形后在100～500℃范围内，进行1～5min的回火处理，显著提高热成形钢的塑性，改善热冲压成形后钢板的韧性。该专利介绍了一种钢板的热处理方法，其回火处理时间较长，生产效率较低。专利申请号CN103255340A提供了一种汽车用高强韧性热成形钢板，主要成分为wt％：C：0.1-0.5，Si：0.5-1.5，Mn：1.2-2.4，Ti：0.01-0.05，B：0.001-0.005，S：≤0.01，P：≤0.01，其余为Fe；制备方法包括：对具有所述组成的钢板用钢以20-100℃/s的速度加热到奥氏体化温度恒温一段时间后热轧，使奥氏体晶粒细化；以50-120℃/s的速度淬火到50-370℃，获得部分过饱和马氏体和未发生马氏体相变的残余奥氏体；在200-500℃的回火温度等温5-600s，使碳由马氏体向残余奥氏体分配以稳定奥氏体；淬火到室温，获得细化马氏体和残余奥氏体的复相组织。此专利同样需要等温回火过程，较现在已有热冲压线的成本增加，另外，该专利未充分考虑Al、Cr等合金元素作用。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢及其制备方法，解决如何在原有热冲压工艺线的基础上，提高1300MPa级高强热冲压用钢塑性的技术问题。本专利技术提供一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢，按重量百分比计，所述钢的化学成分为：C：0.20-0.25％，Si：0.2-1.6％，Al：0.02-1.6％，Mn：1.0-4.0％，Cr：0.1-0.5％，Mo：0.1-0.5％，B：0.001-0.005％，S≤0.01％，P≤0.01％，N≤0.01％，O≤0.003％，Ti、Nb、V中的至少一种，其余为Fe和不可避免夹杂；其中，1.0％≤Al+Si≤2.0％；所述Ti重量百分比含量为0.02-0.10％，所述Nb重量百分比含量为0.02-0.10％，所述V重量百分比含量为0.02-0.15％。进一步的，所述钢的金相组织包括：马氏体和残余奥氏体，所述马氏体为高密度位错的细板条马氏体组织，按体积百分比计，所述马氏体含量为≥80％，所述残余奥氏体含量为3-10％。进一步的，所述钢的金相组织还包括贝氏体，按体积百分比计，所述贝氏体含量≤10％。进一步的，所述钢抗拉强度Rm为1300-1700MPa，屈服强度Rp0.2为800-1100MPa，延伸率A50为8-15％。本专利技术还提供一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢的制备方法，包括冶炼、铸造、加热、热轧、酸洗、冷轧、退火、光整、拉矫、保温、淬火，其特征在于，所述保温温度为800-1000℃，所述保温时间为3-10min，所述淬火温度满足如下条件：0℃＜Ms点温度-淬火温度≤20℃，将经所述淬火所得钢板，空冷至室温。本专利技术中，Ms点温度是指马氏体转变的起始温度,是奥氏体和马氏体两相自由能之差达到相变所需的最小驱动力(临界驱动力)时的温度。进一步的，所述加热出炉温度为1150-1280℃。进一步的，所述热轧终轧温度为850-920℃，所述热轧卷取温度为500-700℃。进一步的，所述冷轧压下量为40-80％，形成钢带。进一步的，所述退火包括罩式退火或连续退火，所述罩式退火温度为600～740℃，所述连续退火温度为720-800℃。进一步的，所述保温为在惰性气体或加还原气体的保护气氛下，对经落料所得料片进行加热并保温。本专利技术钢成分中各化学元素作用如下：本专利技术中，C是最有效，最便宜的固溶强化元素，可有效保证热冲压用钢强度级别。同时C是奥氏体稳定化元素，能够最有效地稳定奥氏体。Si是铁素体形成元素，当热冲压钢在加热至奥氏体区(γ)区保温时，Si原子固溶于铁素体中。铁素体中Si的溶入使C原子活度提高，促进铁素体中的C原子向外扩散，使周围奥氏体中含碳量增加，随着奥氏体中碳含量的增加，其稳定性也随之增加。在冷却过程中，Si抑制碳化物的析出，确保组织中存在一定量的残余奥氏体。Al可使其塑性得到提升，其能够增加奥氏体向贝氏体转变的驱动力，使贝氏体形成的速度得到了加快，以使C原子在铁素体中的活度明显增大，且能对渗碳体的形成起到抑制作用，进而增加奥氏体中的含碳量、使残余奥氏体的含量得到有效提升。Mn用来增加奥氏体区降低奥氏体化温度，提高淬透性。Cr能显著增加淬透性和减轻高温表面出现严重氧化，但其促进贝氏体形成，不宜过高。Mo可细化钢的晶粒，提高淬透性，Nb、Ti、V与C、N结合形成析出物，主要是用来细化奥氏体晶粒，少量的B保证有足够好的淬透性。P为在钢液凝固时易形成微观偏析，随后在奥氏体后温度加热时偏聚到晶界，使钢的脆性显著增大，从而使氢致延迟断裂敏感性升高。因此，P含量应控制在0.01％以下。S为不可避免的不纯物，形成MnS夹杂物和在晶界偏析会恶化钢的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢，其特征在于，按重量百分比计，所述钢的化学成分为：C：0.20‑0.25％，Si：0.2‑1.6％，Al：0.02‑1.6％，Mn：1.0‑4.0％，Cr：0.1‑0.5％，Mo：0.1‑0.5％，B：0.001‑0.005％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，N：≤0.01％，0：≤0.003％，Ti、Nb、V中的至少一种，其余为Fe和不可避免夹杂；且上述元素含量必须同时满足：1.0％≤Al+Si≤2.0％；所述Ti重量百分比含量为0.02‑0.10％，所述Nb重量百分比含量为0.02‑0.10％，所述V重量百分比含量为0.02‑0.15％。
【技术特征摘要】
1.一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢，其特征在于，按重量百分比计，所述钢的化学成分为：C：0.20-0.25％，Si：0.2-1.6％，Al：0.02-1.6％，Mn：1.0-4.0％，Cr：0.1-0.5％，Mo：0.1-0.5％，B：0.001-0.005％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，N：≤0.01％，0：≤0.003％，Ti、Nb、V中的至少一种，其余为Fe和不可避免夹杂；且上述元素含量必须同时满足：1.0％≤Al+Si≤2.0％；所述Ti重量百分比含量为0.02-0.10％，所述Nb重量百分比含量为0.02-0.10％，所述V重量百分比含量为0.02-0.15％。2.根据权利要求1所述的一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢，其特征在于，所述钢的金相组织包括：马氏体和残余奥氏体，所述马氏体为高密度位错的细板条马氏体组织，按体积百分比计，所述马氏体含量≥80％，所述残余奥氏体含量为3-10％。3.根据权利要求1所述的一种1300MPa级高强高塑性热冲压用钢，其特征在于，所述钢的金相组织还包括贝氏体，按体积百分比计，所述贝氏体含量≤10％。4.根据权利要求1所述的一种1300MPa级高强高塑...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐德超，李学涛，赵海峰，王彭涛，张博明，滕华湘，陈斌，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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