一种抗氧化温成形高强钢、制造方法及成形方法与流程

本发明涉及金属材料，具体而言，尤其涉及一种抗氧化温成形高强钢、制造方法及成形方法。

背景技术：

1、随着国家碳中和政策逐步落实，汽车行业进一步朝着轻量化、低污染、新能源方向发展，轻量化是目前汽车发展的优先方向之一。作为汽车材料主体的钢铁材料高强、超高强化是汽车轻量化优先方案之一。但随着钢强度增加，冷成形变得异常困难，没有合适的模具且模具的使用寿命急剧下降，增加了汽车厂商的成本，使汽车用冷成形高强钢的推广受到很大的影响。因此热-温成形高强钢应运而生，但热成形钢在成形前的高温加热产生严重的氧化，使热成形钢件的表面质量不高，目前广泛采用镀锌工艺加以解决，使钢板的成本增高，生产率降低。

2、现有技术存在着诸多缺点，如申请号为cn201610784344.5的“一种热镀锌温成形高强度中锰钢件的制备方法”采用常规中锰设计，无高温抗氧化性，并且成形后塑性不足。申请号为cn201910680367.5的“一种抗拉强度≥1800mpa级的高韧性热成形钢及其生产方法”采用多合金化方案，增加了成本，无抗高温氧化设计，而且成形后塑性储备不足。申请号为cn202110304149.9的“一种超高强高塑性抗高温氧化热冲压成形钢的制备方法”尽管考虑到了抗氧化性，但合金系复杂，添加了昂贵的n、imo元素，成本大为增加。申请号为cn201710560144.6的“一种汽车用超高强热成形钢的制备方法”采用高碳设计，塑性储备不足。申请号为cn201811019483.4的“一种奥氏体逆正转变与亚温成形生产汽车安全件的方法”工艺复杂，尽管塑性较好，但并未考虑到高温抗氧化性。

技术实现思路

1、根据上述提出的技术问题，而提供一种抗氧化温成形高强钢及成形方法。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种抗氧化温成形高强钢，化学成分按质量百分数计为：c：0.15～0.25％、si≤0.1％、mn：7～10％、al：0.8～1％、cr：3～5％、p<0.020％、s<0.006％，余量为fe和不可避免的杂质。

4、进一步地，温成形后钢板的抗拉强度大于1500mpa，延伸率大于10％。

5、本发明的各化学组分的选用原理及含量设计原因如下：

6、c:碳是钢中最主要的固溶强化及稳定奥氏体元素，一定量的固溶碳才能保证强度及合适的显微组织。碳含量过高，于钢板的成形及焊接性不利。碳含量过低，则难以保证钢的强度及控制合适的显微组织，本发明中碳的最优范围为0.15～0.25％。

7、si：硅能够促进钢板表面氧化，作为常存元素，将其上限定为0.1％。

8、mn：锰是起到固溶强化及扩大奥氏体相区、提高钢的淬透性并增加成形后钢中的残余奥氏体，从而提高塑性，同时，通过提高锰含量降低ac3，从而通过降低奥氏体化温度降低钢板加热时表面氧化，本发明中锰的含量为7～10％。

9、al：铝是重要的抗高温氧化元素，但过高的铝会导致连铸难度加大，本发明铝含量为0.8～1％。

10、cr：也是重要的抗氧化元素，同时提高钢的淬透性并提高钢的强度，本发明铬含量为3-5％。

11、p：磷尽管可以提高钢板的强度，但会严重恶化钢的冷成形，特别是二次成形性能，因此将其上限定为0.020％。

12、s：硫是钢中有害元素，会形成硫化锰降低钢板的性能，因此含量越少越好，将其上限定为0.006％。

13、为实现本发明的目的，本发明还公开了一种技术方案，即一种抗氧化温成形高强钢的制造方法及成形方法，包括如下步骤：

14、加热工艺：将成分合格的钢坯在加热炉中加热到1050±50℃，并保温一定时间；

15、轧制工艺：采用普通轧制+层流冷却，热轧终轧温度为660±30℃，卷取温度为620℃±30℃；

16、其中的成形方法为：温成形工艺：钢板加热至780-800℃，保温一定时间，成形后空冷至室温。

17、进一步地，加热工艺中，保温时间为2±0.5小时。

18、进一步地，温成形工艺中，保温时间为1-2分钟。

19、加热-热轧的关键在于不超过700℃的终轧温度和不超过650℃的卷取温度。

20、温度作为氧化重要的参数，在保证奥氏体化的条件下选择780-800℃，较短的保温时间1-2mins也有利于减少高温氧化。

21、较现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过冶炼、热轧(热轧板也可以直接用于温成形)、冷轧，获得温(热)成形钢原板(热轧板、冷轧板)，温成形后钢板性能达到抗拉强度大于1500mpa、延伸率不小于10％。相比常规热成形钢钢板表面氧化更少。

技术特征：

1.一种抗氧化温成形高强钢，其特征在于，化学成分按质量百分数计为：c：0.15～0.25％、si≤0.1％、mn：7～10％、al：0.8～1％、cr：3～5％、p<0.020％、s<0.006％，余量为fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的抗氧化温成形高强钢，其特征在于，温成形后钢板的抗拉强度大于1500mpa，延伸率大于10％。

3.一种如权利要求1或2所述的抗氧化温成形高强钢的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，加热工艺中，保温时间为2±0.5小时。

5.一种基于权利要求3所述的制造方法的成形方法，其特征在于，轧制工艺后，包括如下步骤：温成形工艺：钢板加热至780-800℃，保温一定时间，成形后空冷至室温。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，温成形工艺中，保温时间为1-2分钟。

技术总结
本发明提供一种抗氧化温成形高强钢、制造方法及成形方法。本发明化学成分按质量百分数计为：C：0.15～0.25％、Si≤0.1％、Mn：7～10％、Al：0.8～1％、Cr：3～5％、P<0.020％、S<0.006％，余量为Fe和不可避免的杂质。成形工艺包括：加热工艺：将成分合格的钢坯在加热炉中加热到1050±50℃，并保温一定时间；轧制工艺：采用普通轧制+层流冷却，热轧终轧温度为660±30℃，卷取温度为620℃±30℃；冷轧工艺；温成形工艺：钢板加热至780‑800℃，保温一定时间，成形后空冷至室温。本发明温成形后钢板性能达到抗拉强度大于1500MPa、延伸率不小于10％。相比常规热成形钢钢板表面氧化更少。

技术研发人员：徐荣杰,刘仁东,郭金宇,孟静竹,孙建伦,张瑞坤,孙成钱,张南,顾兴利
受保护的技术使用者：鞍钢股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15