一种汽车B柱加强板用钢及其制备方法技术

一种汽车B柱加强板用钢及其制备方法，属于汽车车身零部件用材制造领域。该汽车B柱加强板用钢，其含有的化学成分及各个化学成分的质量百分比为：C：0.35～0.55％，Si：0.17～0.22％，Mn：0.8～1.5％，P≤0.02％，S≤0.02％，Al：2.5～4.69％，余量为Fe和不可避免的杂质。所述的汽车B柱加强板用钢，其钢材抗拉强度800～850MPa，延伸率38～44％，强塑积30～35GPa·％，满足B柱加强板的高强度、高塑性、低成本的冷成型汽车B柱加强板用钢要求。其方法为：真空炉冶炼、铸坯加热、粗轧、精轧、酸洗冷轧和连续退火。该制备工艺简单、耗时短，能够适用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车B柱加强板用钢及其制备方法
本专利技术属于汽车车身零部件用材制造领域，具体涉及一种汽车B柱加强板用钢及其制备方法，该汽车B柱加强板用钢特别适用于制造汽车B柱加强板，满足车身碰撞安全要求。
技术介绍
近年来，随着人们对汽车碰撞安全的要求越来越高，行业发展中，在侧碰试验中壁障的重量和尺寸都有更严格的要求，这给汽车生产厂及材料供应商带来了新的挑战。汽车B柱加强板是汽车乘员舱的主要结构件，在侧碰中主要起到抵抗碰撞载荷的作用，因此对强度有很高的要求。同时在实用性方面，由于B柱加强板复杂的结构特征，对原材料的塑形要求也很高，以保证冷冲压成型件的成形与使用要求。而传统的汽车B柱加强板用钢随着强度的不断提高，必然会使材料塑形降低，这给零部件成形带来了困难。目前，一些汽车主机厂采用热成型钢来生产B柱加强板，虽然解决了B柱加强板的成形问题，但大幅度地增加了零件的材料成本及制造成本。因此，开发出一种高强度、高塑性、低成本的冷成型汽车B柱加强板用钢吸引了各大钢铁公司和汽车厂家的关注。专利文献CN207345931U公开了一种变料厚热成型汽车B柱加强板，材料为22MnB5，优点是热成型钢的成形性好，其不足之处是零件制造成本太高，产线投入大。
技术实现思路
针对以上现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种汽车B柱加强板用钢及其制备方法，通过添加一定含量的C、Si、Mn和Al元素，采用特定的热处理工艺，能够获得一种高强度、高塑形、低成本的冷成型汽车B柱加强板用钢，并且制备工艺简单、耗时短，能够适用于工业化生产。具体的技术方案是：一种汽车B柱加强板用钢，其含有的化学成分及各个化学成分的质量百分比为：C：0.35％～0.55％，Si：0.17％～0.22％，Mn：0.8％～1.5％，P≤0.02％，S≤0.02％，Al：2.5％～4.69％，余量为Fe和不可避免的杂质。所述的汽车B柱加强板用钢，其钢材抗拉强度800～850MPa，延伸率38～44％，强塑积30～35GPa·％，满足B柱加强板的高强度、高塑性要求。所述的汽车B柱加强板用钢，其主要包括的微观组织及各个组织的体积百分数为：残余奥氏体为15％-25％，铁素体为35％-50％，贝氏体为25％-35％。所述的汽车B柱加强板用钢，还包括总体积百分比≤5％的其他组织。本专利技术的一种汽车B柱加强板用钢的制备方法，包括以下步骤：真空炉冶炼、铸坯加热、粗轧、精轧、酸洗冷轧和连续退火，具体步骤为：步骤1：真空炉冶炼按照汽车B柱加强板用钢的成分，称量原料，将原料至于真空炉中冶炼，得到满足汽车B柱加强板用钢成分含量的铸锭；步骤2：铸锭加热将铸锭加热，得到加热后的铸锭；其中，加热温度为1150～1250℃，保温时间为90～180min；步骤3：粗轧将加热后的铸锭进行粗轧，开轧温度≥1000℃，多道次粗轧后，得到粗轧中间坯，粗轧中间坯的厚度为25～40mm；步骤4：精轧将粗轧中间坯加热，得到加热后的粗轧中间坯；其中，加热温度为1150～1250℃，保温时间为90～180min；将加热后的粗轧中间坯进行快速精轧，开轧温度≥1050℃，精轧的终轧温度为850～950℃，多道次精轧后，得到热轧板；其中，热轧板的厚度为2.8～4.5mm；步骤5：酸洗冷轧将热轧板酸洗后，进行多道次冷轧，冷轧过程中，总压下率为30％～80％，得到冷轧钢板；其中，冷轧钢板的厚度为0.8～2.0mm；步骤6：连续退火和时效处理(1)将冷轧钢板进行退火，退火温度为700～900℃，退火时间为2～10min，冷却速率≥20℃/s；(2)冷却至时效温度后，保温10～20min，在冷却至室温，得到汽车B柱加强板用钢；其中，时效温度为330～450℃。所述的步骤1中，所述的铸锭含有的成分及各个成分的质量百分数为：C：0.35％～0.55％，Si：0.17％～0.22％，Mn：0.8％～1.5％，P≤0.02％，S≤0.02％，Al：2.5％～4.69％，余量为Fe和不可避免的杂质。所述的步骤2中，作为优选，所述的加热温度为1200℃，保温时间为120～150min。所述的步骤3中，作为优选，开轧温度≥1050℃，5道次粗轧后，得到粗轧中间坯，粗轧中间坯的厚度为28～35mm。所述的步骤3中，作为优选，所述的单道次平均压下率为15％～17％。所述的步骤4中，所述的粗轧中间坯的加热设备为电加热炉。所述的步骤4中，作为优选，粗轧中间坯的加热温度为1200℃，保温时间为120～150min。所述的步骤4中，作为优选，精轧过程中，开轧温度≥1100℃，终轧温度为930±20℃。所述的步骤4中，作为优选，多道次精轧为7道次精轧，每道次平均压下率为12％～14％。所述的步骤4中，控制终轧温度为850～950℃，其目的在于，如果终轧温度过低，会导致热轧板材的变形抗力过大，难以轧制到目标厚度。所述的步骤5中，作为优选，总压下率为55％±10％，以保证钢板的最优综合性能。如果压下率过高，会导致变形抗力过大，难以轧制到目标厚度；压下率过低，会导致冷轧钢板的延伸率下降。所述的步骤5中，所述的酸洗为采用盐酸进行酸洗，目的为除去热轧板表面的氧化层。所述的步骤6中，冷轧钢板升温至退火温度，升温速率为10～20℃/s。所述的步骤6中，退火温度冷却至时效温度采用氮气冷吹的方式降温。所述的步骤6中，冷却至室温为自然冷却至室温。所述的步骤6中，作为优选，所述的退火温度为780～860℃，若退火温度太高会导致晶粒组织过于粗大，退火温度过低会导致冷轧钢板伸长率下降。所述的步骤6中，作为优选，所述的退火时间为3～7min，若退火时间过长，会导致钢板晶粒粗大，退火时间过短，钢板来不及完成退火和再结晶过程，导致钢板伸长率下降。所述的步骤6中，作为优选，所述的时效温度为370～430℃，时效温度过高，会导致钢板中奥氏体含量过低，伸长率下降，时效温度过低，会导致钢板中出现马氏体组织，伸长率下降。所述的步骤6中，作为优选，所述的时效时间为12～18min，时效时间过长，会降低生产效率，过短则导致钢板中奥氏体含量下降，伸长率降低。通过上述方法制备的汽车B柱加强板用钢，是一种抗拉强度为800～850MPa，延伸率为38～44％，强塑积为30～35GPa·％的汽车B柱加强板用钢，满足高强度、高塑性、低成本的要求。汽车B柱加强板用钢，包括的组织及各个组织的体积百分比为：残余奥氏体为15％-25％，铁素体为35％-50％，贝氏体为25％-35％，余量为其他组织；其中，其他组织的总体积百分比≤5％。本专利技术的汽车B柱加强板用钢的应用，为将制备的汽车B柱加强板用钢采用冷成型，冲压，得到汽车B柱加强板。本专利技术的汽车B柱加强板用钢通过含有0.35wt％～0.55wt％的C，能够通过贝氏体相变获得稳定的奥氏体，同时具有良好的固溶强化效果，保证B柱加强板用钢的强度。当C元素含量低于0.35wt％时，会降低钢的强度和奥氏体的稳定性，导致残余奥氏体含量降低，不能获得本专利技术的汽车B柱加强板用钢的延伸性能。当C元素含量高于0.55wt％时，容易在晶界处析出渗碳体，降低钢的力学性能。本专利技术的汽车B柱加强板用钢通过含有0.17wt％～0.22wt％的Si，起到脱氧的作用，减少钢中的夹杂。钢中的Si元素含量过低，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车B柱加强板用钢，其特征在于，该汽车B柱加强板用钢含有的化学成分及各个化学成分的质量百分比为：C：0.35％～0.55％，Si：0.17％～0.22％，Mn：0.8％～1.5％，P≤0.02％，S≤0.02％，Al：2.5％～4.69％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述的汽车B柱加强板用钢，其钢材抗拉强度800～850MPa，延伸率38～44％，强塑积30～35GPa·％。

【技术特征摘要】
1.一种汽车B柱加强板用钢，其特征在于，该汽车B柱加强板用钢含有的化学成分及各个化学成分的质量百分比为：C：0.35％～0.55％，Si：0.17％～0.22％，Mn：0.8％～1.5％，P≤0.02％，S≤0.02％，Al：2.5％～4.69％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述的汽车B柱加强板用钢，其钢材抗拉强度800～850MPa，延伸率38～44％，强塑积30～35GPa·％。2.如权利要求1所述的汽车B柱加强板用钢，其特征在于，所述的汽车B柱加强板用钢，其主要包括的微观组织及各个组织的体积百分数为：残余奥氏体为15％-25％，铁素体为35％-50％，贝氏体为25％-35％。3.如权利要求2所述的汽车B柱加强板用钢，其特征在于，所述的汽车B柱加强板用钢，还包括总体积百分比≤5％的其他组织。4.权利要求1～3中任意一项所述的汽车B柱加强板用钢的制备方法，包括以下步骤：真空炉冶炼、铸坯加热、粗轧、精轧、酸洗冷轧和连续退火，其特征在于，具体步骤为：步骤1：真空炉冶炼按照汽车B柱加强板用钢的成分，称量原料，将原料至于真空炉中冶炼，得到满足汽车B柱加强板用钢成分含量的铸锭；步骤2：铸锭加热将铸锭加热，得到加热后的铸锭；其中，加热温度为1150～1250℃，保温时间为90～180min；步骤3：粗轧将加热后的铸锭进行粗轧，开轧温度≥1000℃，多道次粗轧后，得到粗轧中间坯，粗轧中间坯的厚度为25～40mm；步骤4：精轧将粗轧中间坯加热，得到加热后的粗轧中间坯；其中，加热温度为1150～1250℃，保温时间为90～180min；将加热后的粗轧中间坯进行快速精轧，开轧温度≥1050℃，精轧的终轧温度为850～950℃，多道次精轧后，得到热轧板；其中，热轧板的厚度为2.8～4.5mm；步骤5：酸洗冷轧将热轧板酸洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：易红亮，徐鑫，王国栋，许宝玉，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21