[发明专利]热冲压成形用钢材、热冲压成形工艺及成形构件

说明书

本发明提供一种热冲压成形用钢材、热冲压成形工艺及成形构件，利用该热冲压成形钢材，通过简单的热冲压成形工艺便能够达到高延伸率，该成形构件具有优异的屈服强度、抗拉强度和延伸率。本发明的热冲压成形用钢材以重量百分比计包含以下成分：C:0.1‑0.19%,Mn:5.09‑9.5%,V:0.11‑0.4%,Si+Al:0‑2%；其中C与V还满足如下二者之一：1）C：0.1‑0.17%，V：0.11‑0.4%；2）C：0.171‑0.19，V：0.209‑0.4%。

本申请是申请号为201711063360.6、申请日为2017年11月2日、发明名称为“热冲压成形用钢材、热冲压成形工艺及成形构件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种热冲压成形用钢材、热冲压成形工艺及成形构件。

背景技术

汽车工业迅速发展带来安全和环境污染问题，汽车轻量化能在保证安全的前提下有效实现节能减排，且提升汽车性能。高强度钢的应用可降低材料厚度并满足安全性能要求，为汽车轻量化和提升汽车安全性的重要途径。

通常，钢的成形性能随强度提高而下降，热冲压成形即是可实现先成形而后强化的生产超高强度汽车零部件的一种工艺，其强化机制是马氏体的间隙固溶强化。热冲压成形零件的优点在于具有超高强度，成形精确，可有效避免高强钢在冷成形过程中的回弹问题。目前的汽车高强钢中，只有热冲压钢的强度可以达到1500MPa以上。

汽车安全结构件要求材料在具有更高强度的同时具有更好的延伸率，以在现有22MnB5热冲压成形钢的基础上进一步实现减重。但是，现有的热冲压成形构件在延伸率方面有提高的空间。

此外，目前热冲压成形钢镀层板均为Al-Si镀层板，防腐性能远低于镀锌钢材，且焊接困难。镀锌板加热至热冲压工艺的900℃会发生严重液化、气化和氧化，限制了镀锌板在热冲压上的应用。

中国专利CN102127675A提供了一种钢板温成形零件及其生产方法。其中，在其公开的钢材成分条件下，为了获得所需的力学性能，该生产方法包括在降低热冲压成形温度的条件下，将材料加热至730-780℃并冲压冷却至Ms以下30-150℃（即通常冷却到150-280℃）后，进一步加热至150-450℃后保温1-5分钟，经碳从马氏体向未转变的奥氏体配分使其稳定至最终状态，基于残余奥氏体的TRIP效应提高材料延展性。

但是，该方法需将构件冷却至150-280℃的某一特定温度后再升高温度至150-450℃进行保温，造成构件温度的精确性与均匀性难以控制，需要复杂的生产工艺过程来控制其淬火温度，不利于热冲压成形构件的实际生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热冲压成形钢材、热冲压成形工艺及其成形构件，利用该热冲压成形钢材，通过简单的热冲压成形工艺便能够达到高延伸率，该成形构件具有优异的屈服强度、抗拉强度和延伸率。

本发明的技术方案1涉及一种热冲压成形用钢材，该热冲压成形用钢材以重量百分比计包含以下成分：C: 0.1-0.19%,Mn: 5.09-9.5%,V: 0.11-0.4%,Si+Al: 0-2%;其中C与V的配合还满足如下二者之一：1）C：0.1-0.17%， V：0.11-0.4%；2） C：0.171-0.19，V：0.209-0.4%。

根据技术方案1，本发明的热冲压成形用钢材通过C、Mn等稳定奥氏体元素的添加降低了材料的马氏体相变开始温度（Ms）和马氏体相变结束温度（Mf），从而能确保淬火温度设定到较低温度（例如100℃以下）而在淬火态下可保留合理含量的残余奥氏体。因此可以将淬火温度设定为室温，温度的精确性与均匀性易于控制，工艺简单。