[发明专利]一种高性能冲击钢材料及其铸造方法

说明书

本发明公开了一种高性能冲击钢材料，其特征在于，包括按重量百分比计的如下组分：1.4‑2％的C，0.3‑0.6％的Si，0.3‑0.4％的Ru，0.03‑0.08％的Sr，0.03‑0.06％的Ga，0.1‑0.3％的Re，0.01‑0.03％的Co，0.01‑0.03％的Sc，0.2‑0.3％的Mo，稀土元素0.01‑0.03％，P≤0.020％、S≤0.020％、余量为铁和不可避免的杂质；所述不可避免的杂质的含量不超过0.01％。本发明还提供了所述高性能冲击钢材料的铸造方法。本发明公开的高性能冲击钢材料力学性能优良、弹性模量高、耐腐蚀性能好、耐磨性能和耐高温性能优异，在高温下塑性好、成形能力强、回弹量低，强度高，能适应现代制造业要求产品轻量化、高可靠的需要，性能稳定性佳。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种高性能冲击钢材料及其铸造方法。

背景技术

近年来，随着经济的发展及社会的进步，汽车逐渐普及，已经成为普通人交通出行的主要交通工具之一，给他们的生活带来了诸多方便，然而，其车身碰撞的安全性和由于车重引起的耗能也引起了人们的广泛关注。为了提高车身的碰撞安全性和满足汽车减重的要求，冲击钢材料应用越来越广泛。这种材料在高温下塑性好、成形能力强、回弹量低，强度高，能适应现代制造业要求产品轻量化、高可靠的需要，在汽车市场上需求量不断增长。

冲击是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的钢材料，它是一种高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，可以实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产，生产效率高，劳动条件好，生产成本低。通过冲击制成的冲击钢材料能广泛应用于汽车的A柱、B柱、前后保险杠、车窗加强筋、地板通道和车顶侧梁等。然而，现有技术中的冲击钢材料表面很容易在使用过程中遭到磨损、外力损坏或者被氧化腐蚀，且强度、冲击性能、耐高温性能有待进一步提高。

为了改善冲击钢材料的综合性能，申请公布号为CN 108059855 A的中国发明专利公开了一种钢材料冲压件的耐冲击耐热涂膜，按照重量份由以下原料组成：水溶性环氧树脂25-40份、聚氯乙烯20-35份、水溶性丙烯酸树脂18-38份、甲基丙烯酸4-12份、蓖麻油2-8份、六偏磷酸钠10-15份、二氧化钛4-10份、锌粉2-9份、正三氯乙烷5-8份、沸石粉3-10份。此发明保护膜，对于钢材的附着力强，同时具有良好的耐冲击性能，且同时具有防锈和耐热性能，提高了钢材冲压件的涂膜硬度、冲击强度、抗刮性和热稳定性，但是这种方法只是对钢材冲压件表面进行保护，在长期使用过程中，由于保护膜的耐候性和耐磨性等问题，易老化、蹭破，没有从根本上改善钢材冲压件的综合性能。

可见，开发一种高性能冲击钢材料显得非常有必要，对改善汽车车身的碰撞安全性和满足汽车减重的要求具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高性能冲击钢材料，该冲击钢材料力学性能优良、弹性模量高、耐腐蚀性能好、耐磨性能和耐高温性能优异，在高温下塑性好、成形能力强、回弹量低，强度高，能适应现代制造业要求产品轻量化、高可靠的需要，性能稳定性佳，这种材料的开发具有较高的社会价值和经济价值。与此同时，本发明还公开了所述高性能冲击钢材料的铸造方法。

为达到以上目的，本发明提供一种高性能冲击钢材料，包括按重量百分比计的如下组分：1.4-2％的C，0.3-0.6％的Si，0.3-0.4％的Ru，0.03-0.08％的Sr，0.03-0.06％的Ga，0.1-0.3％的Re，0.01-0.03％的Co，0.01-0.03％的Sc，0.2-0.3％的Mo，稀土元素0.01-0.03％，P≤0.020％、S≤0.020％、余量为铁和不可避免的杂质；所述不可避免的杂质的含量不超过0.01％。

进一步地，所述稀土元素为Gd和Ce按质量比(1-1.5):1混合而成。

进一步地，所述高性能冲击钢材料的铸造方法，包括如下步骤：