一种抗拉强度1000MPa热冲压部件及其制造方法技术

一种抗拉强度1000MPa热冲压部件及其制造方法，其化学成分重量百分比为：C 0.05～0.20％，Si 0.02～1.00％，Mn 0.5～2.0％，P≤0.10％，S≤0.05％，Al 0.01～0.30％，Nb 0.01～0.0.04％，Ti 0.01～0.06％，Cr：0.12～0.50％，B0.001～0.05％，其余为Fe及其它不可避免的杂质，且需要同时满足，0.24％≤C+Mn/6≤0.45％，0.05％≤Nb+Ti+B

【技术实现步骤摘要】
一种抗拉强度1000MPa热冲压部件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及汽车材料
，具体涉及一种抗拉强度1000MPa热冲压部件及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着自然环境恶化和石油能源紧缺问题的日益加剧，绿色和安全成为汽车制造业发展的主要方向。目前相关研究表明随着汽车用钢强度等级的逐渐增加，尤其抗拉强度大于1000MPa的钢板在冷成形过程中，冷冲压成形能力显著恶化，导致成形零件尺寸精度较差甚至部分位置出现开裂。热冲压成形部件具有高强化、成形能力强、回弹量低等特点，因此其产品成为汽车结构轻量化的重要技术解决方案之一。热冲压产品可广泛应用于白车身A/B柱、防撞梁、中通道等安全结构件，因此市场需求量日益增加。
[0003]目前市场上应用的热冲压产品集中在1500MPa强度级别，其韧性方面VDA冷弯角约50
°
，室温冲击韧性约40J/cm2。与其相比1000MPa热冲压产品具有更高的韧性，因此可以应用于对韧性有更高要求的吸能零件。1000MPa级别的高韧性热冲压产品材料性能方面具有更高的碰撞性能，在结构加强件作为吸能区域，其兼具高强度和良好的局部碰撞等优势。目前已公布1000MPa强度级别热冲压用钢获得高强高韧的同时在成分设计添加多数昂贵元素，生产制造多采用复杂的多阶段控制工艺，存在弊端。
[0004]中国专利CN107810281B公开了“用于压制硬化的钢和由这样的钢制造的压制硬化的部件”可获得抗拉强度高于950MPa且冷弯角高于75
°
的压制硬化部件，但其成分设计需要多量微合金元素，且钢板生产过程中采用高温退火处理，部件生产热冲压工艺采用两阶段冷却控制处理等，导致制造工序复杂，实际操作困难较大。
[0005]中国专利CN105829562B公开了“一种热压钢板构件、及其制造方法以及热压用钢板”，合金成分添加0.060～0.20％Ti元素，并要求控制全部Ti满足90％的析出，另外工艺上热冲压后冷却采用两阶段冷却，获得热冲压构件仅实现强度980MPa以上，未提及热冲压构件具备高韧性。
[0006]中国专利CN104838030B公开了“一种具有增强的韧性的热冲压产品和其制造方法”，其合金成分设计B≤0.001％，主要是借助Mo等其他昂贵合金提高淬火获得马氏体能力实现性能高强化。
[0007]综上，目前传统的高强度热冲压用钢存在韧性不足、碰撞吸能效果较差等问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术目的在于提供一种抗拉强度1000MPa高韧性热冲压部件及其制造方法，获得的热冲压部件的屈服强度≥800MPa，抗拉强度≥1000MPa，断裂延伸率≥6％，VDA冷弯角≥80
°
，室温冲击韧性≥80J/cm2，热冲压部件在具有高强度的同时还获得高韧性，解决了现有高强度热冲压部件韧性不足、碰撞吸能效果较差的问题，使其可广泛应用于汽车、船舶、机械等行业。
[0009]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案是：
[0010]一种抗拉强度1000MPa热冲压部件，其化学成分重量百分比为：C：0.05～0.20％，Si：0.02～1.00％，Mn：0.5～2.0％，P≤0.10％，S≤0.05％，Al：0.01～0.30％，Nb：0.01～0.04％，Ti：0.01～0.06％，Cr：0.12～0.50％，B：0.001～0.05％，其余为Fe及其它不可避免的杂质，且需要同时满足：
[0011]0.24％≤C+Mn/6≤0.45％；
[0012]0.05％≤Nb+Ti+B
×
10≤0.15％；
[0013]所述热冲压部件原始奥氏体平均晶粒尺寸≤10μm，VDA冷弯角≥80
°
，室温冲击韧性≥80J/cm2。
[0014]进一步，所述热冲压部件成分按照重量百分比还可以包括：Ni：0.01～1.0％，Mo：0.01～0.5％，V：0.01～0.5％中一种或几种。
[0015]优选的，所述P≤0.05％。
[0016]优选的，所述S≤0.01％。
[0017]本专利技术所述热冲压部件的显微组织中马氏体与贝氏体面积占比≥75％，剩余部分由铁素体、残余奥氏体或两者混合构成。
[0018]本专利技术所述热冲压部件的屈服强度≥800MPa，抗拉强度≥1000MPa，断裂延伸率≥6％。
[0019]在本专利技术的成分设计中：
[0020]C：是实现强度和硬度提升的关键性元素，碳含量不低于0.05％保证钢板热冲压部件的强度和淬透性，使热冲压部件抗拉强度达到目标要求。另外随着碳含量的增加，热冲压部件的塑性、韧性和焊接性能等会出现恶化，因此，本专利技术将C含量控制在0.05～0.20％。
[0021]Si：添加一定量的Si能溶于铁素体和奥氏体中提高热冲压部件强度和硬度，当Si的含量超过1.0％之后，影响热冲压部件的可镀性，因此，本专利技术将Si含量控制在0.02～1.0％。
[0022]Mn：具有脱氧和脱硫作用，还能提高热冲压部件的硬度和强度。Mn是奥氏体强稳定化元素，其作用仅次于Ni元素，可显著增加热冲压部件的淬透性，为了保证热冲压部件的强度，钢中Mn含量不低于0.5％。另外Mn含量高于2.0％，会恶化热冲压部件的可制造性和可焊接性，因此，本专利技术将Mn含量控制在0.5～2.0％。
[0023]C+Mn/6是合金成分碳当量的重要组成，碳当量是反应材料强度、韧性和焊接性能的充分体现。合金成分C+Mn/6＜0.24％，热冲压部件不能保证具有较高的抗拉强度，且材料获得马氏体能力不足；合金成分C+Mn/6＞0.48％热冲压部件马氏体组织C、Mn含量较高，易获得较高碳马氏体，会显著恶化材料韧性，另外碳当量高于0.45％会显著降低焊接性能，因此，本专利技术控制0.24％≤C+Mn/6≤0.45％。
[0024]P、S：P和S都是有害元素，P元素偏析会导致热冲压部件出现冷脆现象；高温状态下S偏析会降低塑性甚至导致热脆现象发生。本专利技术设计主要目的是显著提高材料韧性，需要控制P≤0.05％，S≤0.01％。
[0025]Al：作为脱氧元素，热冲压部件中最好含有0.01％以上的Al，但是，如果热冲压部件中含有较多的Al，会形成粗大的氧化物，恶化热冲压部件的综合性能。因此，本专利技术Al含量控制在0.01～0.3％。
[0026]Nb：是重要的微合金元素，一方面Nb起到固溶强化作用；另一方面Nb和C、N都有极强的结合力，能与之形成稳定的化合物，细化晶粒，提高热冲压部件的强度、韧性，同时使热冲压部件具有良好的冷弯性能，且Nb的碳氮化物作为氢陷阱可降低氢致延迟开裂敏感性。因此，本专利技术中Nb含量控制在0.01～0.04％，低于0.01％细化晶粒效果不足，高于0.04％产品成本较高。
[0027]Ti：是重要的微合金元素，其与氮、氧、碳具有较强的亲和力，是一种良好的脱氧和固定氮有效元素，避免硼与氮形成BN。另外Ti起到细化晶粒的效果，可提升材料韧性。但是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗拉强度1000MPa热冲压部件，其化学成分重量百分比为：C：0.05～0.20％，Si：0.02～1.00％，Mn：0.5～2.0％，P≤0.10％，S≤0.05％，Al：0.01～0.30％，Nb：0.01～0.04％，Ti：0.01～0.06％，Cr：0.12～0.50％，B：0.001～0.05％，其余为Fe及其它不可避免的杂质，且需要同时满足：0.24％≤C+Mn/6≤0.45％；0.05％≤Nb+Ti+B
×
10≤0.15％；所述热冲压部件原始奥氏体平均晶粒尺寸≤10μm，VDA冷弯角≥80
°
，室温冲击韧性≥80J/cm2。2.如权利要求1所述的抗拉强度1000MPa热冲压部件，其特征在于，所述热冲压部件成分按照重量百分比还可包括：Ni：0.01～1.0％，Mo：0.01～0.5％，V：0.01～0.5％中一种或几种。3.如权利要求1所述的抗拉强度1000MPa热冲压部件，其特征在于，所述P≤0.05％。4.如权利要求1所述的抗拉强度1000MPa热冲压部件，其特征在于，所述S≤0.01％。5.如权利要求1～4任一项所述的抗拉强度1000MPa热冲压部件，其特征在于，所述热冲压部件的显微组织中马氏体与贝氏体面积占比≥75％，剩余部分由铁素体、残余奥氏体或两者混合构成。6.如权利要求1～5任一项所述的抗拉强度1000MPa热冲压部件，其特征在于，所述热冲压部件的屈服强度≥800MPa，抗拉强度≥1000MPa，断裂延伸率≥6％。7.如权利要求1～6任一项所述的抗拉强度1000MPa热冲压部件的制造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，谭宁，洪继要，毕文珍，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：