本发明专利技术提供一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢，以质量百分数计，其包含如下合金组分：C：0.2～0.4％，Si：1.3～2.0％，Mn：1.0～1.8％，Al：≤0.05％，Cr：0.15～1.5％，Ti：0.01～0.15％，B：0.0008～0.004％，Y：0.0002～0.01％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，余量为Fe以及不可避免的杂质。本发明专利技术增强热成形零件韧性的同时可以抑制热冲压成形钢高温下疏松氧化皮的生成，防止模具的损坏、产品表面伤纹的产生，减免抛丸工序直接涂装后的漆膜附着力等同于现有涂层产品与抛丸后无涂层产品的水平，减少工序降低了生产成本并提高尺寸精度，可以满足热成形钢高温抗氧化性和力学性能的需求。的需求。的需求。
【技术实现步骤摘要】
一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢
[0001]本专利技术应用于钢铁材料
，具体涉及一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢。
技术介绍
[0002]使用超高强度钢是实现汽车轻量化的重要途径。但是随着强度性能的提高，传统冷成形工艺均存在回弹严重、成形性差等问题，难以制备复杂形状的零件。热成形技术将高温成形与淬火强化相结合，完美解决超高强度与良好成形性之间的矛盾，主要应用于汽车高强度、难成形零件的生产。钢在加热时表面的铁及合金元素与空气介质中的氧、二氧化碳及空气中的水分等反应形成氧化皮，即为氧化现象。钢板表面的氧化皮越厚附着力越低，从而在热成形过程中脱落的氧化皮会损伤模具，降低模具寿命，还会使热成形零件表面产生伤纹。另外，钢板表面生产氧化皮，会让零件后续的生产工序变得困难，如涂装、焊接等。同时，氧化皮变厚会使冷却时的热传导率降低，从而影响热成形钢淬火后的性能。为了去除氧化皮，通常在热成形后进行抛丸处理。但是，热成形后进行抛丸处理，不但增加成本，而且会使零件变形，降低零件精度。
[0003]为了解决热成形钢高温抗氧化的问题，目前主要存在两种解决方案：一是采用涂层技术，二是采用非涂层技术。对于涂层技术而言，涂层技术可以防止成形过程中表面氧化和脱碳，还能提高涂装后的防腐蚀性能，但也增加了生产工序，提高了生产成本。对于非涂层技术，其主要通过设计和调控合金元素及成分配比来改善热冲压成形钢的高温抗氧化性，但该技术目前研究甚少，商业应用程度不及涂层技术，且目前非涂层技术主要进行成形方法、强度、氧化程度等研究，对于热成形后钢板表面漆膜附着力没有进行过研究。中国CN109972061A公开了一种热冲压成形用抗氧化超高强钢板及低温热成形工艺，该专利技术通过扩大奥氏体区元素C和Mn的加入，Mn的含量提高至6～8％，进而显著降低奥氏体化加热温度，由此减轻钢板的高温氧化程度，同时通过计算和参考试验确定了合适的Cr、Si、Al合金元素添加量，提高了钢板的高温抗氧化性能，最终得到热冲压成形钢板的屈服强度不低于1400MPa，抗拉强度不低于1700MPa，延伸率大于10％。但是Mn含量过高对焊接、附着力等性能不利，同时其偏低的热成形温度容易降低零件的成形精度。专利CN111926248A公开了一种添加Ce合金的热冲压成形钢及热冲压成形工艺，其通过添加Ce(0.03～0.08％)元素来促进富Si氧化层的迅速形成，从而实现改善表面氧化层结构，并严格控制氧化层厚度，得到的氧化层厚度较薄。该专利技术的Ce元素含量过高，不但容易造成结晶器水口堵塞，无法实现钢的连续浇铸，而且降低加工性，提高生产成本。
[0004]可见现有技术中高温抗氧化性、漆膜附着力、韧性等性能难以同时实现，由于无涂层热冲压成形钢的表面高温氧化的问题，热成形后必须经过抛丸处理才能进行下一步的涂装，为了解决上述问题，本专利技术在现有技术的基础上进行研究，增强了热冲压成形钢高温抗氧化性及韧性，尤其是热成形后不用抛丸直接涂装就能保证漆膜附着力合格。
技术实现思路
[0005]本专利技术针对现有技术中存在的上述问题，提供一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢，针对现有技术中钢难以同时解决高韧性、高温抗氧化性等问题进行研究，并能实现热冲压成形后免抛丸直接涂装，降低了生产成本，从而满足高端市场的需求。
[0006]本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢，其特征在于，以质量百分数计，其包含如下合金组分：C：0.2～0.4％，Si：1.3～2.0％，Mn：1.0～1.8％，Al：≤0.05％，Cr：0.15～1.5％，Ti：0.01～0.15％，B：0.0008～0.004％，Y：0.0002～0.01％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
[0008]进一步的，所述热冲压成形钢包含有0.2～0.4％的C。C是提高淬透性，增强钢强度的有效元素，在模具冷却时形成马氏体组织，为了得到期望强度值，必须添加0.2％以上的C；另外，C含量超过0.4％，模具冷却后的强度会太高，超过目标范围，而且延展性、韧性、焊接性、延迟破坏(氢脆)等性能都会降低。
[0009]进一步的，所述热冲压成形钢包含有1.3～2.0％的Si。Si影响氧化皮产生及其粘附性，是本专利技术的一个重要元素。加热时Si会在表面形成一层次生氧化皮，会起抑制氧化作用，在高温下疏松氧化皮生成量会明显减少；Si含量过高会降低焊接热影响区的韧性，恶化其可焊性，Si会增加钢板表面的脱碳敏感性从而降低热成形后零件整体强度。
[0010]进一步的，所述热冲压成形钢包含有1.0～1.8％的Mn。Mn是提高淬透性、增强钢强度的有效元素，为了得到模具冷却加工时的期望强度值，Mn必须控制在1.0％以上。但是超过1.8％的话，偏析将会变明显、热轧/模具冷却后材质的均匀性将会下降。优选的，Mn的含量为1.2
‑
1.5％。
[0011]进一步的，所述热冲压成形钢包含有0.15～1.5％的Cr。Cr是影响氧化皮产生及其粘附性，是本专利技术的一个重要元素。加热时Cr会在表面形成一层次生氧化皮，会起抑制氧化作用，在高温下疏松氧化皮生成量会明显减少，同时也是显著提高淬透性的元素。Cr含量过高会影响热成形零件的可焊性，并且增加合金成本。
[0012]进一步的，所述热冲压成形钢包含有0.01～0.15％的Ti。Ti是氮化物形成元素，和B优先形成氮化物，从而阻止BN的产生，可以确保B的固溶强化。为了得到这些效果，含量必须控制在0.01％以上。但是，超过0.15％的话，热轧负荷会变大，使热轧变得非常困难的同时，会降低淬透性，更进一步会降低热成形零件的韧性。优选的，Ti的含量为0.01～0.05％。
[0013]进一步的，所述热冲压成形钢包含有0.0008～0.004％的B。B是在少量含有的前提下，是提高淬透性的有效元素，还可以提高韧性。为了得到这些效果，B含量必须控制在0.0008％以上。但是B超过0.004％的话，热轧负荷会明显增大，同时热轧后产生马氏体、贝氏体，发生钢板破损等后果。
[0014]进一步的，所述热冲压成形钢包含有0.0002～0.01％的Y。Y影响氧化皮产生及其粘附性，是本专利技术的重要元素之一。Y会抑制氧化皮的生产、提高氧化皮的附着力，其含量必须在0.0002％以上。另外，含量超过0.01％的话，上述效果会产生饱和，得不到想要的结果，而且会降低加工性，提高生产成本。
[0015]进一步的，所述热冲压成形钢的原材料中不包括Al，热冲压成形钢合金组分中的
Al为制备过程中引入的脱氧剂。
[0016]进一步的，所述热冲压成形钢还包含有≤1.0％的Nb和/或V和/或W和/或Ni和/或Mo。Nb、V、W、Ni、Mo是强化钢、提高淬透性的有效元素，可以选择添加。
[0017]进一步的，所述热冲压成形钢在930℃加热5min后屈服强度≥本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢，其特征在于，以质量百分数计，其包含如下合金组分C：0.2～0.4％，Si：1.3～2.0％，Mn：1.0～1.8％，Al：≤0.05％，Cr：0.15～1.5％，Ti：0.01～0.15％，B：0.0008～0.004％，Y：0.0002～0.01％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，余量为Fe以及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢，其特征在于：所述热冲压成形钢还包含有≤1.0％的Nb和/或V和/或W和/或Ni和/或Mo。3.如权利要求1所述一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢，其特征在于：所述Mn的含量为1.0～1.8％。4.如权利要求1所述一种添加Y元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢，其特征在于：所述Ti的含量为0.01～0.05％。5.如权利要求1～...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵岩，刘雷，孙岱，汪健，王扬卫，桂林涛，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心，
类型：发明
国别省市：
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