热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种热压成型用铌钛复合强化镀层钢板，钢板包括以下化学成分及其重量百分数：C：0.14～0.4％，Si：0.1～0.4％，Mn：0.8～2.0％，Cr：0.1～0.8％,B：0.002～0.01％,Ti：0.01～0.1％,Nb：0.01～0.05％，Al≤0.08％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质；镀层包括以下化学成分及其重量百分数：Al：0.1～0.2％，Fe：5～14％，其余为Zn和不可避免的杂质。本发明专利技术制造的热压成型用铌钛复合强化镀层钢板，在满足热压成型后抗拉强度为1300～1500MPa，断后伸长率大于5％的前提下，经高温加热冲压成型后镀层连续完整，无扩展至基体的裂纹；镀层合金相中形成两相组织Γ‑Fe4Zn9(30Zn‑70Fe)和α‑Fe(Zn)(80Zn‑20Fe)，合金相中Zn含量整体高于30％，镀层抗腐蚀性能极其优良；本发明专利技术钢能满足耐蚀高强度汽车板轻量化需求。

Hot pressing with Nb composite strengthening alloy coating steel plate and manufacturing method thereof

The invention discloses a hot press molding with NbTi composite strengthening coating plate, plate comprises the following chemical composition and weight percentage: C:0.14 ~ 0.4%, Si:0.1 ~ 0.4%, Mn:0.8 ~ 2%, Cr:0.1 ~ 0.8%, B:0.002 ~ 0.01%, Ti:0.01 ~ 0.1%, Nb:0.01 ~ 0.05%, Al = 0.08%, N = 0.005%, the remaining impurities are Fe and the inevitable; coating comprises the following chemical composition and weight percentage: Al:0.1 ~ 0.2%, Fe:5 ~ 14%, the remaining Zn and inevitable impurities. The present invention made by hot pressing NbTi composite strengthening coating plate, hot pressing in meet the tensile strength is 1300 ~ 1500MPa, the premise of elongation is larger than 5%, by heating after stamping forming continuous coating integrity, no crack extended to the substrate; coating alloy phase formation of two phases, Fe4Zn9 (30Zn gamma 70Fe) Fe (Zn) and alpha (80Zn 20Fe), alloy phase content of Zn is higher than the overall 30%, corrosion resistance coating has excellent corrosion resistant steel; the invention can meet the demand of lightweight high strength automobile plate.

【技术实现步骤摘要】
热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板及其制造方法
本专利技术涉及冶金技术，具体地指一种热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板及其制造方法。
技术介绍
热成型钢在高温加热成型后具有很高的抗拉强度，具有在高温下良好的成型性，可以成型形状复杂、超高强度的零件，成型精确，焊接性良好，没有回弹等优点。热成型钢作为汽车用钢中强度级别最高的钢种，广泛应用于汽车防碰撞的安全部件。无镀层钢板热冲压最早由瑞典HARDTECH(即现在的GESTAMP-HARDTECH)公司应用于汽车零部件。为提高钢板的耐蚀性，还开发了热浸镀Al-Si镀层、热镀纯锌(GI)、电镀锌镍(Zn-10Ni)及Al-X等镀层钢板。但Al-Si镀层在成型弯曲时容易开裂，影响高温保护性能。热镀纯锌(GI)镀层在高温加热时易挥发，耐蚀性较差，其它镀层在生产时难度较大，增加了生产成本。中国专利申请CN103987868A公开了980MPa以上的最大拉伸强度合金化热浸镀锌钢板，母材钢板按质量％计含有C：0.1～0.40％、Si：0.5～3.0％、Mn：1.5～3.0％，O被限制在0.006％以下、P被限制在0.04％以下、S被限制在0.01％以下、Al被限制在2.0％以下、N被限制在0.01％以下，热浸锌镀层含有低于7％的Fe，余量由Zn、Al和不可避免的杂质组成。中国专利申请CN105543685A公开了一种抑制热冲压过程氧化层脱落的热冲压成型用钢钢板及其生产方法，钢板化学成分重量百分比为C:0.19～0.27％,Si≤0.50％,Mn:1.00～1.50％,Al≤0.010％,N≤0.010％,Ti:0.01～0.055％,Cr≤0.35％,B:0.0005～0.004％,Mo、W、Cu、Ni中一种或多种≤0.50％，Nb、Zr、V中一种或多种≤0.10％。中国专利申请CN105483531A公开了一种用于冲压成型的钢材及其成型构件与热处理方法，钢板化学成分重量百分比为：C：022～0.48％，Mn：5～9.5％，Si+Al：0.5～3.0％，Fe和不可避免的杂质，力学性能：屈服强度：0.5～1.2GPa，抗拉强度：1.0～1.5GPa，强塑积25GPa％以上。前述现有技术均难以同时兼顾钢板的力学性能与镀层质量。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板及其制造方法，该钢板力学性能好，且镀层质量优良。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板，钢板包括以下化学成分及其重量百分数：C：0.14～0.4％，Si：0.1～0.4％，Mn：0.8～2.0％，Cr：0.1～0.8％,B：0.002～0.01％,Ti：0.01～0.1％,Nb：0.01～0.05％，Al≤0.08％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质；镀层包括以下化学成分及其重量百分数：Al：0.1～0.2％，Fe：5～14％，其余为Zn和不可避免的杂质。进一步地，所述钢板包括以下化学成分及其重量百分数：C：0.25～0.3％，Si：0.25～0.35％，Mn：1.0～1.8％，Cr：0.4～0.8％,B：0.0029～0.005％,Ti：0.027～0.059％,Nb：0.025～0.035％，Al≤0.08％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。进一步地，所述镀层包括以下化学成分及其重量百分数：Al：0.1～0.2％，Fe：9～12％，其余为Zn和不可避免的杂质。更进一步地，所述镀层厚度为15～40μm。上述热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板的制造方法，依次包括冶炼步骤，连铸步骤，热连轧步骤，冷连轧步骤，合金化热浸镀步骤，光整步骤，热压成型步骤，所述合金化热浸镀步骤中，先将钢带在-30～30℃的露点范围内加热到780～840℃，然后在体积百分数≤30％的H2还原和保护氛围下，以10～30℃/s的冷速冷却至445～510℃，并保温0～100s，随后浸镀到镀液中进行热镀，镀液温度为440～480℃，浸镀时间≤15s；钢带热镀后进行合金化热处理，加热温度为460～560℃，保温时间为0～30s，随后以≥30℃/s的冷却速度冷却至室温。进一步地，所述热压成型步骤中，将合金化热处理后的板坯加热至850～950℃完全奥氏体化，保温1～10min进行热冲压成型，以10～30℃/s的冷却速度冷却至室温。进一步地，所述热压成型步骤中，经高温加热冲压成型后镀层形成两相组织Γ-Fe4Zn9(30Zn-70Fe)和α-Fe(Zn)(80Zn-20Fe)。进一步地，所述热连轧步骤中，控制终轧温度为860～900℃，总压下率为80～95％，卷取温度为650～710℃。进一步地，所述冷连轧步骤中，控制总压下率为58～65％。更进一步地，所述合金化热浸镀步骤中，H2的体积百分数为5～15％。本专利技术钢中各元素的机理及作用分析如下：C：碳可稳定奥氏体相，因而降低Ac3点，降低热成型温度，减少能源消耗，碳原子在马氏体中起到间隙固溶强化作用，对马氏体的强化效果远大于其与置换固溶强化合金元素，但由于热成型零件都需要用点焊的方式装配到汽车车身，为了满足良好的焊接性能，碳含量限定为0.14～0.4％。Si：硅是固溶强化元素，可以改变奥氏体转变温度，还可以抑制渗碳体析出，稳定奥氏体，但过高的硅会使钢板表面的氧化膜难以去除，因此，硅含量范围限定为0.1～0.4％。Mn：锰是提高淬透性最常用的合金元素。由于焊接硬化层的出现而使裂纹敏感性增高，同时冲压性能降低，为了确保较高的冲压性能和焊接性能，锰含量限定为0.8～2.0％，优选为1.0～1.8％。B：热成型钢中加入极少量的硼会聚集到奥氏体晶界处，延迟铁素体形核，从而非常有效地防止转移和在成型过程中形成铁素体，含量为0.002～0.01％。Cr：铬比锰更有效地提高钢的淬透性，含量为0.1～0.8％。Ti、Nb：钛元素和铌元素主要起到细晶强化和析出强化作用，其中Ti与钢中的N优先结合形成TiN，避免BN的形成而使B失去阻止铁素体形成的作用，添加Nb可使得成型前的基板晶粒尺寸小且均匀，并在热轧冷却过程中形成细小的Nb(C，N)沉淀相，在冷轧退火过程中有效的细化晶粒，阻止或减慢晶粒粗化。同时在热冲压奥氏体化过程中也起到阻碍晶粒粗化的作用。Ti、Nb含量分别限定为0.01～0.1％、0.01～0.05％。Al:铝在钢中起脱氧作用，应保证钢中有一定量的酸溶铝，否则不能发挥其效果，但过多的铝也会使钢中产生铝系夹杂，且不利于钢的冶炼和浇铸。同时钢中加入适量的铝可以消除钢中氮、氧原子对性能的不利影响。故将其含量限定在0.08％以下。N:氮在加钛的钢中可与钛结合形成氮化钛，这种在高温下析出的第二相有利于强化基体，并提高钢板的焊接性能。但是氮含量高于0.005％，氮与钛的溶度积较高，在高温时形成颗粒粗大的氮化钛，严重损害钢的塑性和韧性；另外，较高的氮含量需增加相应的微合金元素，从而增加成本。故将其含量控制在0.005％以下。镀层中Fe：镀层中铁含量低于5％，不能形成锌铁合金相；铁含量高于14％，形成硬脆合金相，对后期热压成形有不利影响。故将其含量控制为5～14％，优选为9～12％。镀层中Al、Zn：镀层中的铝可防止锌铁快本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板，其特征在于：钢板包括以下化学成分及其重量百分数：C：0.14～0.4％，Si：0.1～0.4％，Mn：0.8～2.0％，Cr：0.1～0.8％,B：0.002～0.01％,Ti：0.01～0.1％,Nb：0.01～0.05％，Al≤0.08％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质；镀层包括以下化学成分及其重量百分数：Al：0.1～0.2％，Fe：5～14％，其余为Zn和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板，其特征在于：钢板包括以下化学成分及其重量百分数：C：0.14～0.4％，Si：0.1～0.4％，Mn：0.8～2.0％，Cr：0.1～0.8％,B：0.002～0.01％,Ti：0.01～0.1％,Nb：0.01～0.05％，Al≤0.08％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质；镀层包括以下化学成分及其重量百分数：Al：0.1～0.2％，Fe：5～14％，其余为Zn和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板，其特征在于：所述钢板包括以下化学成分及其重量百分数：C：0.25～0.3％，Si：0.25～0.35％，Mn：1.0～1.8％，Cr：0.4～0.8％,B：0.0029～0.005％,Ti：0.027～0.059％,Nb：0.025～0.035％，Al≤0.08％，N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板，其特征在于：所述镀层包括以下化学成分及其重量百分数：Al：0.1～0.2％，Fe：9～12％，其余为Zn和不可避免的杂质。4.根据权利要求1所述的热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板，其特征在于：所述镀层厚度为15～40μm。5.一种根据权利要求1所述热压成型用铌钛复合强化合金化镀层钢板的制造方法，依次包括冶炼步骤，连铸步骤，热连轧步骤，冷连轧步骤，合金化热浸镀步骤，光整步骤，热压成型步骤，其特征在于：所述合金化热浸镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：方芳，葛锐，胡宽辉，杜小峰，冯冠文，周少云，陈寅，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42