本发明涉及先进高强度钢制备，具体地，涉及一种高强度低密度热成形钢及其制备方法。
背景技术：
1、低密度钢一般通过添加合金元素al实现密度降低。然而较多的al元素添加会导致δ铁素体相的生成，δ铁素体较软且晶粒粗大，与其他基体相间的应力应变分配不均匀性高，导致强度和延展性综合性能较差。
2、中国发明专利cn 106498307 a公开的高强高韧轻质钢、中国发明专利cn106086658a公开的一种高强度中碳含铬低锰轻质钢、中国发明专利cn 104928569a公开的一种高延展性的低密度钢等轻质钢都没有获得超过1gpa的抗拉强度，且工艺复杂繁琐。
3、因此，低密度钢在保证足够延展性的同时，强度的提升空间仍然很大。特别是强化提升至替代同级别的热成形钢、双相钢等，轻量化将会得到进一步发展。然而，如果只提升奥氏体化温度，增加室温马氏体含量，则会导致马氏体与软相δ铁素体的相间不兼容性加剧，造成过早开裂。为此，在工艺调控、组织配比及应变协调性上还需做出积极改善。同时，也需要探索更加简便的加工路线来降低成本和能源消耗。
技术实现思路
1、本发明旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，提供了一种高强度低密度热成形钢及其制备方法。
2、作为本发明的第一个方面，提供了一种高强度低密度热成形钢的制备方法，包括：
3、提供初始钢坯：
4、对所述初始钢坯进行热轧，得到热轧板；
5、对所述热轧板进行多次温轧后，淬火，得到温轧板；
6、对所述温轧板加热至设定温度保温后，淬火，得到高强度低密度热成形钢，其中，所述热轧板以10℃/s至30℃/s之间的冷却速度冷却至温轧的开轧温度，所述设定温度在两相区范围内，所述初始钢坯的组分包括：
7、
8、余量为fe，且所述初始钢坯的组分满足如下关系：
9、(wmn+wcr)/wal≥1，其中，
10、wmn表示锰的含量；
11、wcr表示铬的含量；
12、wal表示铝的含量。
13、进一步地，在对所述热轧板进行多次温轧后，淬火的步骤中，温轧的总压下率在65％至75％之间。
14、进一步地，在对所述热轧板进行多次温轧后，淬火的步骤中，温轧最后两道次压下率控制在25％至35％之间。
15、进一步地，在对所述热轧板进行多次温轧后，淬火的步骤中，温轧的开轧温度在800℃至820℃之间，温轧的终轧温度在700℃至720℃之间，所述温轧板以大于或等于30℃/s的冷却速度冷却至室温。
16、进一步地，在对所述温轧板加热至设定温度保温后，淬火的步骤中，所述设定温度在950℃至980℃之间。保温时间在5min至10min之间。
17、进一步地，在对所述温轧板加热至设定温度保温后，淬火的步骤中，加热速度在25℃/s至50℃/s之间，冷却速度大于或等于30℃/s。
18、进一步地，在对所述初始钢坯进行热轧的步骤中，热轧的终轧温度在960℃至980℃之间，热轧的总压下率≥90％。
19、进一步地，在对所述初始钢坯进行热轧之前，所述制备方法还包括：
20、对钢材进行冶炼铸锭，得到钢锭；
21、对所述钢锭加热至1150℃至1250℃之间保温，得到第一钢锭，其中，加热速度在150℃/h至200℃/h之间，保温时间在2.6h至3.6h之间；
22、对所述第一钢锭进行锻造，得到锻坯，其中，终锻温度大于或等于960℃；
23、对所述锻坯加热至1150℃至1250℃之间保温，得到所述初始钢坯，其中，加热速度在200℃/h至300℃/h之间，保温时间在1.6h至2.6h之间。
24、作为本发明的第二个方面，还提供了一种高强度低密度热成形钢，所述高强度低密度热成形钢为上述制备方法制备得到。
25、进一步地，所述高强度低密度热成形钢力学性能为：抗拉强度大于1500mpa，屈服强度大于700mpa，延伸率大于或等于10.0％；所述高强度低密度热成形钢室温微观组织包括：马氏体、α铁素体、长板条δ铁素体以及碳化物，其中，所述马氏体体积分数在65％至75％之间。
26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27、(1)采用热轧和温轧结合工艺，热轧在奥氏体再结晶区温度内进行，充分细化原始奥氏体晶粒尺寸，对热轧板设置相应冷速冷却进一步进行温轧，从热轧到温轧中间较快的冷却速度会抑制α铁素体的生成，从而控制所述热轧板中α铁素体含量的增长；另一方面，温轧所在的温度区间内，会应变诱导析出大量v碳化物，利用其可进一步细化晶粒并且析出强化δ铁素体，另外，较低的温轧温度和更大的压下率保证更多的位错堆积，打造细晶、析出及高密度位错组织的前驱体并被后续热成形工艺所继承。
28、(2)采用组分设计的初始钢坯和热成形工艺，确保合适的相含量配比，满足65％≤马氏体含量≤75％，其余为(δ+α)铁素体和少量碳化物。(wmn+wcr)/wal≥1的组分设计中，wmn和wcr相对于wal高，有利于降低完全奥氏体化温度，形成更多奥氏体，通过后续淬火更多奥氏体转变为更多马氏体，但wmn和wcr不宜过高，控制淬火后的马氏体体积分数在65％至75％之间，wal高会提高完全奥氏体化温度扩大工艺窗口，但过多的wal会导致δ铁素体相的增加，较低含量的马氏体导致强度变低，而高含量的马氏体会加剧其与大尺寸δ铁素体间的应力不兼容性，造成过早失效。添加合适含量的mn、cr和al，以控制合适含量的马氏体和较少含量的δ铁素体；此外，对合适组分设计的钢进行热成形工艺参数的精确控制，在双相区保温后淬火，控制马氏体含量的同时也确保了α铁素体的含量在合适的区间内。存在于马氏体与δ铁素体两相之间的α铁素体，避免了两相之间的变形应力的不兼容问题，形成应变梯度配合，进而增加应变的协调性，获得更高的强塑性。
1.一种高强度低密度热成形钢的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述热轧板进行多次温轧后，淬火的步骤中，总压下率在65％至75％之间。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在对所述热轧板进行多次温轧后，淬火的步骤中，温轧最后两道次压下率在25％至35％之间。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述热轧板进行多次温轧后，淬火的步骤中，温轧的开轧温度在800℃至820℃之间，温轧的终轧温度在700℃至720℃之间，所述温轧板以大于或等于30℃/s的冷却速度冷却至室温。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述温轧板加热至设定温度保温后，淬火的步骤中，所述设定温度在950℃至980℃之间，保温时间在5min至10min之间。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述温轧板加热至设定温度保温后，淬火的步骤中，加热速度在25℃/s至50℃/s之间，冷却速度大于或等于30℃/s。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述初始钢坯进行热轧的步骤中，热轧的终轧温度在960℃至980℃之间，热轧的总压下率≥90％。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，在对所述初始钢坯进行热轧之前，所述制备方法还包括：
9.一种高强度低密度热成形钢，其特征在于，所述高强度低密度热成形钢为权利要求1至8中任意一项所述制备方法得到。
10.根据权利要求9所述的高强度低密度热成形钢，其特征在于，所述高强度低密度热成形钢的力学性能为：抗拉强度大于1500mpa，屈服强度大于700mpa，延伸率大于或等于10.0％；