降低1700MPa级热成形钢氢致滞后开裂敏感性的热处理方法技术

本发公开了一种降低1700MPa级热成形钢氢致滞后开裂敏感性的热处理方法，该方法首先将钢板放入在带有氮气保护气氛的加热炉内加热到900～950℃保温180～300s进行奥氏体化，然后将快速置于带有控温装置的模具内进行冲压成形，淬火冷却速度20～40℃/s，控制模具温度，使得钢板淬火温度为280～320℃，并在温度为280～320℃条件下保温30～120s，而后水淬至室温，从而得到板条马氏体组织和残余奥氏体组织，使用XRD衍射仪测得残余奥氏体含量约4％～6％，从而获得抗氢致滞后开裂的热成形钢。本发明专利技术既适用于采用普通冷轧热成形钢做原料也适用于CSP产线生产的热成形钢做原料，相比普通热成形钢要有更好的应用前景和经济效益。

Heat treatment method to reduce the susceptibility of 1700MPa grade hot forming steel to hydrogen induced delayed cracking

The present invention discloses a heat treatment method for reducing the hydrogen-induced hysteresis cracking sensitivity of 1700 MPa grade hot-formed steel. First, the steel plate is heated in a heating furnace with nitrogen atmosphere to 900-950 C for 180-300 seconds for austenitization, and then the steel plate is rapidly placed in a die with a temperature control device for stamping. The quenching cooling rate is 20-40 C/s and the die temperature is controlled so that the quenching temperature of the steel plate is 280-320 C. The steel plate is kept at 280-320 C for 30-120 seconds and then quenched to room temperature by water. The lath martensite and retained austenite are obtained. The content of retained austenite is about 4%-6% measured by XRD diffractometer. The hot formed steel with hydrogen resistance delayed cracking is obtained. The invention is suitable for hot forming steel produced by CSP production line as well as common cold rolled hot forming steel as raw material, and has better application prospect and economic benefit than common hot forming steel.

【技术实现步骤摘要】
降低1700MPa级热成形钢氢致滞后开裂敏感性的热处理方法
本专利技术涉及冶金行业高强钢生产领域，具体涉及一种降低1700MPa级热成形钢氢致滞后开裂敏感性的热处理方法。
技术介绍
随着汽车行业的快速发展，轻量化和安全性成为汽车产业发展的主要方向。使用热成形钢是当前提髙汽车碰撞安全性最为有效的措施，也是轻量化的重要途径。目前应用最多的是低碳Mn-B系钢板，淬火后其组织变为均匀的马氏体，强度达到1300MPa级，应用在A柱、B柱、前后保险杆、铰链加强板、车门防撞梁、中通道等部位。然而，随着强度提高，钢的滞后开裂问题也随之出现，成为制约超高强钢应用与发展的一个重大问题。滞后开裂是材料在静止应力的作用下，经过一定时间后突然发生脆性破坏的一种现象，它是材料—环境—应力之间相互作用的结果。大量研究已经证实，钢的滞后开裂是材料和材料服役环境中的氢造成的，是氢致材质劣化的一种形态，尤其对强度大于1000MPa的超高强钢，其氢致滞后开裂敏感性更为显著。滞后开裂常常在材料所承受的外加应力水平显著低于其屈服强度时突然发生，具有不可预知性，往往导致较为严重的破坏和后果，因此超高强钢滞后开裂已经成为汽车轻量化必须解决的问题。目前国内外采取的具体措施如下几种：(1)细化晶粒，通过加入A1、Ti、Nb、V等元素，生成弥散析出的碳氮化物以细化原奥氏体晶粒，在提高强度的同时还可以改善韧性。(2)减少晶界偏析，降低磷、硫等杂质元素的含量，提高晶界结合力，延缓延迟断裂裂纹的萌生，从而改善高强度钢的耐延迟断裂性能。(3)提高回火抗力，加入抗回火软化能力强的元素如钼、钒等，从而可以在保持强度不变的情况下，提高钢的回火温度，使总体的晶界强度得到提高；(4)提高缺口韧性：通过调整合金元素，如添加镍含量、降低锰含量等方法，可以获得较高的缺口韧性，抑制延迟断裂的发生。(5)减少钢表面侵入的氢量。(6)使侵入的氢无害化，加入适量的微合金元素V、Ti、Nb等，形成细小的碳氮化物可以作为氢的陷阱，抑制氢的扩散，使钢中的氢均匀分布。通过等温处理获得下贝氏体组织及适量马氏体、残余奥氏体的复相组织，利用马氏体组织的高强度和贝氏体、奥氏体组织的良好延迟断裂抗力来实现高强度下的良好耐延迟断裂性能通过形变热处理、磁场、感应热处理等方法获得晶界碳化物较少的微细马氏体组织，也可以获得良好的耐延迟断裂性能。
技术实现思路
本专利技术针对现有1700MPa热成形钢其氢致滞后开裂敏感性较大，在使用时存在开裂风险，提供了一种降低1700MPa级热成形钢氢致滞后开裂敏感性的热处理方法。该可以有效的降低氢致滞后开裂敏感性。本专利技术所涉及的热处理方法既可以应用于常规冷轧热成形钢，也适用于CSP产线生产出的热成形钢。为实现上述目的，本专利技术所设计一种降低1700MPa级热成形钢氢致滞后开裂敏感性的热处理方法，包括以下步骤：1)将钢板放入在带有氮气保护气氛的加热炉内加热到900～950℃保温180～300s进行奥氏体化，2)然后将快速置于带有控温装置的模具内进行冲压成形，淬火冷却速度为20～40℃/s，控制模具温度，使得钢板淬火温度为280℃～320℃，并在温度为280℃～320℃条件下保温30～120s，而后水淬至室温，从而得到板条马氏体组织和残余奥氏体组织，使用XRD衍射仪测得残余奥氏体含量约4％～6％，从而获得抗氢致滞后开裂的热成形钢。进一步地，所述热成形钢的化学成分重量百分比包括：C：0.26～0.30％、Si：0.31～0.35％、Mn：1.3～1.5％、P≤0.008％、S≤0.005％、Als：0.015～0.060％、Cr：0.19～0.24％、Ti：0.021～0.025％、Nb：0.031～0.035％、B：0.003～0.004％、N≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。表1产品的熔炼化学成分(wt.％)再进一步地，所述热成形钢的厚度为0.8mm～3.0mm。再进一步地，所述热成形钢具有优良的力学性能为：抗拉强度为1700MPa～1800MPa，屈服强度为1000MPa～1100MPa，延伸率达到8％～12％。再进一步地，所述热成形钢的氢脆指数IHEδA—空气中断后延伸率δC—HCl中断后延伸率再进一步地，所述热成形钢的氢脆指数IHE为50％～60％。将此种热成形钢与普通热成形钢进行氢致滞后开裂性能对比，在0.1mol/L的HCl中进行SSRT慢拉伸试验，拉伸应变速率1.0×10-5/s通过计算延伸率损失(氢脆指数IHE)来评价抗氢致滞后开裂性能，IHE值越小代表抗氢致滞后开裂性能越好。普通方法生产的热成形钢和本方法生产的抗氢脆热成形钢抗氢致滞后开裂性能对比见表2表2普通热成形钢和抗氢脆热成形钢抗氢致滞后开裂性能对比对比材料IHE普通热成形钢80％抗氢脆热成形钢50％～60％本专利技术的有益效果：本专利技术通过在热成形过程中特殊的热处理工艺，使得最终获得的组织不是单一的马氏体而是马氏体和一定量的残余奥氏体，奥氏体含量在4％～6％，既不降低材料的抗拉强度，又极大地提高了材料的延伸性，拥有更高的强塑积，还有较好的抗氢致滞后开裂的性能，本专利技术既适用于采用普通冷轧热成形钢做原料也适用于CSP产线生产的热成形钢做原料，相比普通热成形钢要有更好的应用前景和经济效益。附图说明图1为实施例金相结果图图中，(a)为对比例、(b)为实施例1、(c)为实施例2、(d)为实施例。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。实施钢板的化学成份见下表3，钢板厚度为1.5mm表3钢板化学成分(质量百分比％)成分CSiMnPSAlsCrTiBNbN含量0.280.331.400.0050.0050.0350.190.0220.00320.0320.004表4热成形钢冲压热处理工艺表5实施例对应的性能表6实施例对应的氢致滞后开裂开裂敏感性从上述试验结果和图1可以看到，通过相应的热处理工艺，显著降低了热成形钢的氢脆敏感性，其氢脆指数从80％下降到50％～59％，尤其是适度提高配分温度后，效果明显。其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本专利技术做出了详尽的描述，但它仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本专利技术保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低1700MPa级热成形钢氢致滞后开裂敏感性的热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将钢板放入在带有氮气保护气氛的加热炉内加热到900～950℃保温180～300s进行奥氏体化，2)然后将快速置于带有控温装置的模具内进行冲压成形，淬火冷却速度为20～40℃/s，控制模具温度，使得钢板淬火温度为280℃～320℃，并在温度为280℃～320℃条件下保温30～120s，而后水淬至室温，从而得到板条马氏体组织和残余奥氏体组织，使用XRD衍射仪测得残余奥氏体含量约4％～6％，从而获得抗氢致滞后开裂的热成形钢。

【技术特征摘要】
1.一种降低1700MPa级热成形钢氢致滞后开裂敏感性的热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将钢板放入在带有氮气保护气氛的加热炉内加热到900～950℃保温180～300s进行奥氏体化，2)然后将快速置于带有控温装置的模具内进行冲压成形，淬火冷却速度为20～40℃/s，控制模具温度，使得钢板淬火温度为280℃～320℃，并在温度为280℃～320℃条件下保温30～120s，而后水淬至室温，从而得到板条马氏体组织和残余奥氏体组织，使用XRD衍射仪测得残余奥氏体含量约4％～6％，从而获得抗氢致滞后开裂的热成形钢。2.根据权利要求1所述降低1700MPa级热成形钢氢致滞后开裂敏感性的热处理方法，其特征在于：所述热成形钢的化学成分重量百分比包括：C：0.26～0.30％、Si：0.31～0.35％、Mn：1.3～1.5％、P≤0.008％、S≤0.005％、Als：0.015～0.060％、Cr：0.19～0.24％、Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，葛锐，胡宽辉，魏星，周少云，祝洪川，余力，彭文杰，陈明，陈寅，彭周，董蓓，刘渊媛，
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