[发明专利]一种1700MPa级抗氢致延迟开裂热成形钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种1700MPa级抗氢致延迟开裂热成形钢及其制备方法，涉及汽车超高强度钢技术领域，该热成形钢的化学成分质量百分比为：C：0.21～0.24％、Si：0.27～0.34％、Mn：1.1～1.3％、S：≤0.005％、P：≤0.01％、Al：0.02～0.05％、Cr：0.15～0.2％、B：0.002～0.003％、Ta：0.02～0.06％、Fe：余量；该热成形钢的制备步骤包括：铁水脱硫并转炉冶炼、浇铸成坯‑‑将坯料加热并进行均质化处理‑‑热轧‑‑卷取‑‑酸洗‑‑冷轧‑‑热冲压成形。本发明通过添加微量Ta以及控制加工工艺，使钢中形成纳米尺度碳化钽析出相并细化晶粒，协同提升了钢材的强度、塑性和抗氢致延迟开裂抗力。

技术领域

本发明涉及汽车超高强度钢技术领域，特别涉及一种1700MPa级抗氢致延迟开裂热成形钢及其制备方法。

背景技术

超高强度钢在汽车中的应用是实现轻量化、节能减排和协同提升安全性的必由之路，高强度薄板钢由于强度高，厚度小，采用传统的冷冲压成形工艺时，极易出现回弹变形、起皱开裂、尺寸精度差以及成形抗力大、模具寿命低等问题，相比之下，热冲压成形作为近年来迅猛发展的新兴技术，其利用材料高温状态下良好的塑性进行成型，并同时淬火以获得超高强度的构件，从而有效减少回弹和提升尺寸精度；

目前，应用最广泛的热成形钢是22MnB5，其常用于汽车的关键承力结构件，如A柱、B柱、保险杠等，然而，随着热成形钢应用越来越广泛，也暴露出其塑性不足、碰撞吸能差和氢致延迟开裂等问题，其中以氢致延迟开裂为甚，这主要是由于热成形钢具有高强度以及含大量缺陷的马氏体组织，其在熔炼、酸洗和焊接过程等生产和服役过程中会不可避免会引入少量的氢，这些氢的进入便会显著恶化钢材的力学性能导致延迟开裂；

一般而言，随着强度的提高，钢材的塑性和氢致延迟开裂抗力均会降低，因此，协同提升热成形钢的强度、塑性和氢致延迟开裂抗力成为了当前的技术难题；为此，我们提出一种1700MPa级抗氢致延迟开裂热成形钢及其制备方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种1700MPa级抗氢致延迟开裂热成形钢及其制备方法，通过添加Ta微合金化达到细化晶粒和增加氢陷阱的作用，以解决目前热成形钢存在的强度、塑性和氢致延迟开裂抗力难以协同提升的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种1700MPa级抗氢致延迟开裂热成形钢，按化学成分质量百分配比计，包括C：0.21～0.24％、Si：0.27～0.34％、Mn：1.1～1.3％、S：≤0.005％、P：≤0.01％、Al：0.02～0.05％、Cr：0.15～0.2％、B：0.002～0.003％、Ta：0.02～0.06％、余量为Fe。

优选的，所述热成型钢的微观组织为板条马氏体组织加弥散纳米碳化钽析出相。

一种1700MPa级抗氢致延迟开裂热成形钢的制备方法，包括如下步骤：

Step1：对铁水进行脱硫，通过转炉冶炼，完成后进行浇铸成坯，得到铁质坯料；

Step2：将上述坯料加热至1220～1250℃进行均质化处理；

Step3：对均质化处理后的坯料进行热轧，终轧温度保持在860～910℃；

Step4：对上述热轧后的坯料进行卷取，卷取温度520～620℃；

Step5：卷取后进行酸洗；

Step6：再进行冷轧，且冷轧总压下率55～65％；

Step7：对加工料进行热冲压成形，具体加热至910-940℃后保温，在加工淬火一体化模具中热冲压成形；

Step8：完成1700MPa级抗氢致延迟开裂热成形钢的制备。