【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金材料，涉及一种热成型钢，尤其涉及一种1700mpa级高冷弯性能的热成型钢及其制备方法与应用。
技术介绍
1、热冲压技术是一种极具潜力的高强度钢零件生产工艺，不仅通过马氏体相变显著提高了材料的强度，而且相较于冷冲压，更有效地降低了零件的回弹。目前，热成型钢的强度主要集中在500-2000mpa范围内，选材原则遵循“将合适的材料用在合适的位置”。例如，b柱的上部通常需要高强度以提供足够的抗侵入性，而下部则需要高韧性以吸收碰撞过程中产生的冲击能量。然而，近年来，随着轻量化要求的逐步推进，制造商提出了吸能区域采用超高强度钢以实现减重效果的概念。值得注意的是，吸能区域的材料必须具备足够高的弯曲韧性，以避免在使用过程中过早失效。为此，行业内研究人员针对该问题从成分设计和工艺改进等方面进行了深入的探索和研究。
2、在成分设计方面，通过添加微合金元素或复合添加等手段共同实现热成型钢韧性的提升。例如，cn106399837a通过添加钒(v)微合金细化晶粒，并利用析出粒子消耗碳(c)降低脆性孪晶马氏体的比例，从而提高其韧性；cn106947919a通过添加锰(mn)确保终态组织中存在少量的残余奥氏体，并利用铌(nb)和钛(ti)复合添加细化晶粒以提高韧性。尽管上述策略对韧性提升起到了一定的作用，但效果有限，仍未完全满足技术要求。
3、在工艺优化方面，cn115058650a采用了快速加热方法，通过调控钢材中渗碳体，获得马氏体基体-亚微米残余奥氏体-纳米碳化物的复相组织，使热成型钢兼具高强度和高韧性；cn11
4、由此可见，如何提供一种高冷弯性能的热成型钢及其制备方法，兼具高强度和高韧性，同时满足轻量化要求，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种1700mpa级高冷弯性能的热成型钢及其制备方法与应用，通过精细的成分设计及工艺整合，成功解决了材料强度和韧性之间的矛盾，实现了高强度高韧性的双重保障，同时满足了轻量化要求，提高了现有产品的竞争力。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种1700mpa级高冷弯性能的热成型钢，所述热成型钢的表层存在软相铁素体组织，次表层存在软相铁素体与马氏体的混合组织，心层存在贫碳马氏体组织。
4、其中，所述表层的厚度为0-20μm，所述次表层的厚度为5-20μm。
5、所述热成型钢的抗拉强度为1650-1750mpa。
6、本专利技术通过改变传统全马氏体组织的分布特性，在热成型钢的表层引入5-40μm的铁素体以及铁素体与马氏体的混合组织，借助铁素体组织与马氏体组织之间的协同作用，同时限定各层的厚度范围，得到1700mpa级高冷弯性能的热成型钢，在保证强度比商业用1500mpa级热成型钢强度高200mpa基础上，弯曲韧性相当，成功解决了材料强度和韧性之间的矛盾，实现了高强度高韧性的双重保障，同时满足了轻量化要求，提高了现有产品的竞争力。
7、优选地，所述贫碳马氏体组织的碳含量为热成型钢中目标碳含量的50％-90％。
8、优选地，所述心层还存在铁素体组织，且所述铁素体组织在心层所占比重≤5wt％。
9、优选地，按照质量百分比计，所述热成型钢的化学成分包括：
10、
11、余量包括fe和不可避免的杂质。
12、优选地，按照质量百分比计，c+al+si≥1.0％，cr+mn≤3.0％，(cr+mn)/(c+al+si)≤1.5％。
13、优选地，按照质量百分比计，nb+v≤0.05％。
14、优选地，按照质量百分比计，焊接碳当量ce＝c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(ni+cu)/15＜0.5％。
15、优选地，按照质量百分比计，si+cr≤1.2％。
16、第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述热成型钢的制备方法，所述制备方法满足以下条件中的任意一种或至少两种的组合：
17、(a)热轧后的卷取温度为650-700℃；
18、(b)酸洗速度≤150m/min；
19、(c)连续退火的温度为780-830℃；
20、(d)炉内气氛为氮气与氢气的混合气；
21、(e)露点温度为-35℃至-17℃。
22、本专利技术通过对热成型钢的关键制备条件进行合理调变，实现了充分脱碳与细化晶粒组织，进一步提高了材料的韧性，可替换强度低韧性高的安全件，实现了减重目的，达到了轻量化效果。
23、优选地，所述连续退火的时间为8-12min。
24、第三方面，本专利技术提供一种如第一方面所述热成型钢的应用，所述热成型钢用于制造汽车的车身结构件，包括座椅横梁、a柱、b柱、门防撞梁、前后保险杠、门槛梁或中通道。
25、本专利技术采用热成形钢不仅能保持或提升车身结构件的安全性和可靠性，还能大幅减轻车身重量，提高燃油效率，从而降低碳排放。这一创新将推动汽车工业向更高效、更环保的方向发展，实现技术和材料的双重突破。
26、本专利技术所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
27、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
28、本专利技术通过改变传统全马氏体组织的分布特性，在热成型钢的表层引入5-40μm的铁素体以及铁素体与马氏体的混合组织，同时对热成型钢的关键制备条件进行合理调变，实现了充分脱碳与细化晶粒组织，最终得到1700mpa级高冷弯性能的热成型钢，在保证强度比商业用1500mpa级热成型钢强度高200mpa基础上，弯曲韧性相当，成功解决了材料强度和韧性之间的矛盾，实现了高强度高韧性的双重保障，同时满足了轻量化要求，提高了现有产品的竞争力。
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1.一种1700MPa级高冷弯性能的热成型钢，其特征在于，所述热成型钢的表层存在软相铁素体组织，次表层存在软相铁素体与马氏体的混合组织，心层存在贫碳马氏体组织；
2.根据权利要求1所述的热成型钢，其特征在于，所述贫碳马氏体组织的碳含量为热成型钢中目标碳含量的50％-90％；
3.根据权利要求1所述的热成型钢，其特征在于，按照质量百分比计，所述热成型钢的化学成分包括：
4.根据权利要求3所述的热成型钢，其特征在于，按照质量百分比计，C+Al+Si≥1.0％，Cr+Mn≤3.0％，(Cr+Mn)/(C+Al+Si)≤1.5％。
5.根据权利要求3所述的热成型钢，其特征在于，按照质量百分比计，Nb+V≤0.05％。
6.根据权利要求3所述的热成型钢，其特征在于，按照质量百分比计，焊接碳当量CE＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15＜0.5％。
7.根据权利要求3所述的热成型钢，其特征在于，按照质量百分比计，Si+Cr≤1.2％。
8.一种如权利要求1-7任一项所述热成型钢的制备方法
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述连续退火的时间为8-12min。
10.一种如权利要求1-7任一项所述热成型钢的应用，其特征在于，所述热成型钢用于制造汽车的车身结构件，包括座椅横梁、A柱、B柱、门防撞梁、前后保险杠、门槛梁或中通道。
...【技术特征摘要】
1.一种1700mpa级高冷弯性能的热成型钢，其特征在于，所述热成型钢的表层存在软相铁素体组织，次表层存在软相铁素体与马氏体的混合组织，心层存在贫碳马氏体组织；
2.根据权利要求1所述的热成型钢，其特征在于，所述贫碳马氏体组织的碳含量为热成型钢中目标碳含量的50％-90％；
3.根据权利要求1所述的热成型钢，其特征在于，按照质量百分比计，所述热成型钢的化学成分包括：
4.根据权利要求3所述的热成型钢，其特征在于，按照质量百分比计，c+al+si≥1.0％，cr+mn≤3.0％，(cr+mn)/(c+al+si)≤1.5％。
5.根据权利要求3所述的热成型钢，其特征在于，按照质量百分比计，nb+v≤0.05％。
【专利技术属性】
技术研发人员：柴志松，卢琦，舒俊，
申请(专利权)人：北京车和家汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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