一种超高强热成形钢淬火实验模拟热成形工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种超高强热成形钢淬火实验模拟热成形工艺，包括1)将试样加热至900～1000℃，保温3～10min；2)将试样从加热炉中取出，5s内转移至盐浴炉中，设置盐浴炉温度为150～170℃；3)从试样进入盐浴开始计时，在盐浴中停留30～60s；4)将试样从盐浴中取出并快速移入温度为20～40℃的水中，让试样完全冷却后取出，淬火完成。本发明专利技术避免了常规平板模具淬火实验带来的软点问题，以及水淬产生的韧性降低问题，保证了淬火后钢板试样的有效力学性能，保证了后续拉伸试验的准确性，同时节约了实验成本，并为实际生产提供了有效的热处理工艺思路。路。路。

【技术实现步骤摘要】
一种超高强热成形钢淬火实验模拟热成形工艺


[0001]本专利技术涉及先进高强钢
，具体涉及一种超高强热成形钢淬火实验模拟热成形工艺。

技术介绍

[0002]热成形钢的大量应用是实现汽车轻量化的主要途径之一。其中1800MPa和2000MPa热成形钢越来越多地替代1500MPa热成形钢应用在汽车上。
[0003]在热成形钢开发的过程中，常用平板模具淬火实验来模拟热成形工艺，然后研究淬火后热成形零部件的各种性能(如拉伸性能、三点弯曲性能、抗延迟断裂性能等)。因此，热成形工艺实验直接影响着热成形后的零部件性能。
[0004]常规平板模具淬火实验是在热成型液压机上进行，但是由于实验用钢板的厚度不均匀，在平板模具淬火时经常出现淬火软点，影响了最终性能。而且，平板模具淬火需要专用液压机、专用加热炉以及可通水的模具，试验成本较高，一般实验室研究不具备这个条件。模拟热成形淬火还可以用水淬火，但是水淬火的冷却速度太大(一般大于300℃/s)，会使实验钢板产生淬火变形，同时使试样存在温度应力，导致淬火后的试样韧性降低，易出现脆性断裂。
[0005]为了解决上述热成形钢平板模具淬火的高成本问题和可能出现的软点问题，以及水淬火后的试样韧性降低问题，同时也为了提高热成形淬火的效率，节约实验成本，专利技术了本实验方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种超高强热成形钢淬火实验模拟热成形工艺，本专利技术避免了常规平板模具淬火实验带来的软点问题，以及水淬产生的韧性降低问题，保证了淬火后钢板试样的有效力学性能，保证了后续拉伸试验的准确性，同时节约了实验成本，并为实际生产提供了有效的热处理工艺思路。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种超高强热成形钢淬火实验模拟热成形工艺，包括以下技术环节：
[0009]1)将试样加热至900～1000℃，保温3～10min；
[0010]2)将试样从加热炉中取出，5s内转移至盐浴炉中，设置盐浴炉温度为150～170℃；
[0011]3)从试样进入盐浴开始计时，在盐浴中停留30～60s；
[0012]4)将试样从盐浴中取出并快速移入温度为20～40℃的水中，让试样完全冷却后取出，淬火完成。
[0013]实验对象是1800MPa～2000MPa级别热成形钢。
[0014]热成形钢的钢种成分为：C 0.30wt％～0.36wt％、Mn 1.0wt％～2.0wt％、Si 0.1wt％～0.8wt％、Nb 0.02wt％～0.08wt％、V 0.02wt％～0.2wt％Cr 0.10wt％～0.20wt％、Ti 0.02wt％～0.08wt％、B 0.002wt％～0.006wt％，其余为铁和不可避免的杂
质。
[0015]上述步骤2)中，盐浴采用硝酸钾和亚硝酸钠，硝酸钾与亚硝酸钠的质量配比为54:46～56:44。
[0016]上述步骤3)的盐浴过程中，试样初始冷却速度为50～70℃/s，马氏体相变区冷却速度为20～27℃/s。
[0017]钢板厚度为1～1.8mm。
[0018]本专利技术针对1800MPa～2000MPa级别热成形钢，提供了一种超高强热成形钢淬火实验新方法，采用盐浴淬火+水淬火的方式，实现试样均匀淬火。由于1800MPa级以上热成形钢的Ms点均在350～400℃，Mf点在200～250℃，淬火临界冷速小于15℃/s，因此在淬火时，为了避免淬火产生较大的应力，应使淬火时冷速在大于15℃/s的同时比水冷的冷速低，小于100℃/s为佳。这样既可以保证马氏体转变，又可以降低淬火应力，提高马氏体的韧性。待淬火完成后再进行水冷，避免马氏体长时间在高温停留而发生自回火。
[0019]将本专利技术中涉及到的1800～2000MPa热成形钢加热至900～950℃是为了既能将试样完全奥氏体化，又避免了过高温度的氧化与能源浪费。设置盐浴炉温度为150～170℃是为了让材料在马氏体相变区间的冷却速度既能达到临界冷却速度(一般≥20℃)，又不会因为冷却速度过高能产生淬火应力。
[0020]淬火完成后的试样按照《GB/T228.1
‑
2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》标准的实验方法进行拉伸试验。
[0021]与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]一种超高强热成形钢淬火实验模拟热成形工艺，本专利技术避免了常规平板模具淬火实验带来的软点问题，以及水淬产生的韧性降低问题，保证了淬火后钢板试样的有效力学性能，保证了后续拉伸试验的准确性，同时节约了实验成本，并为实际生产提供了有效的热处理工艺思路。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例1的盐浴炉淬火试样冷却过程曲线图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术具体实施例，对本专利技术的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本专利技术。
[0025]实施例研发试验用钢种成分及强度级别见表1；淬火模拟试验工艺参数见表2。
[0026]表1 1900MPa级热成形钢的成分(wt％)
[0027]实施例CMnSiNbVCrTiB强度级别10.331.60.40.050.050.150.040.0041900MPa级20.321.50.50.050.080.120.050.0051800MPa级30.341.70.20.040.060.160.050.0042000MPa级40.351.50.20.030.050.150.060.0032000MPa级
[0028]表2实施例淬火工艺参数
[0029][0030]如图1所示，是实施例1试样从加热炉出炉后进入盐浴炉淬火过程的试样温度变化曲线，是通过将K型热电偶焊接在试样上测得的。可见试样从加热炉取出后，进入盐浴之前的温度大于700℃，进入盐浴炉后初始冷却速度达到60℃/s，在马氏体相变区间冷速约20℃/s，从盐浴开始到结束的时间约30s，30s后试样的温度和盐浴的温度相同，淬火过程结束。
[0031]采用本专利技术的淬火方法进行淬火，按照《GB/T228.1
‑
2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》标准的实验方法进行拉伸试验，试样形状及尺寸按照标准中P5试样加工制做，拉伸试验力学性能见表3。
[0032]表3实施例热成形钢盐浴淬火后的力学性能
[0033][0034]以上实施例仅用以说明而非限制本专利技术的技术方案，尽管参照上述实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本专利技术进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高强热成形钢淬火实验模拟热成形工艺，其特征在于，包括以下技术环节：1)将试样加热至900～1000℃，保温3～10min；2)将试样从加热炉中取出，5s内转移至盐浴炉中，设置盐浴炉温度为150～170℃；3)从试样进入盐浴开始计时，在盐浴中停留30～60s；4)将试样从盐浴中取出并快速移入温度为20～40℃的水中，让试样完全冷却后取出，淬火完成。2.根据权利要求1所述的一种超高强热成形钢淬火实验模拟热成形工艺，其特征在于，实验对象是1800MPa～2000MPa级别热成形钢。3.根据权利要求1或2所述的一种超高强热成形钢淬火实验模拟热成形工艺，其特征在于，热成形钢的钢种成分为：C 0.30wt％～0.36wt％、Mn 1.0wt％～2.0wt％、Si 0.1wt％～0.8wt％、Nb 0.02wt％～0.08wt％、V 0.02wt％～0.2wt％Cr 0.10wt％～0.20wt％、Ti 0.02wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿志宇，张宇，刘旭明，董毅，王静静，周天鹏，代春朵，郭函，王艺橦，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：