本發(fā)明屬于鋼材制備，具體涉及低成本抗氧化熱成形鋼及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、熱成形鋼憑借超高的強度、良好的熱沖壓成形性能、焊接性和涂裝性，在汽車安全結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域的應(yīng)用范圍及應(yīng)用比例不斷提高，常用于汽車a/b/c柱和汽車底盤等車體結(jié)構(gòu)件，以及前后保險杠、車門防撞梁等安全件。

2、目前，常用熱成形鋼板分為裸板及鍍層鋼板，其中鍍層鋼板以al-si鍍層熱成形鋼為主。與裸板相比，鍍層鋼板在外層形成了致密al-si覆蓋層以及基體和覆蓋層之間的al-fe-si過渡層，起到了良好的保護作用，因此鍍層熱成形鋼在熱沖壓后不需要再進行噴丸及涂油處理，具備更好的耐腐蝕性能及零件尺寸穩(wěn)定性，故在汽車行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。但是，抗氧化性能良好的al-si鍍層熱成形鋼也存在一些問題，其生產(chǎn)工序更加復(fù)雜成本更高，而且由于鍍層存在，會阻礙氫擴散、導致氫脆。因此，亟需通過設(shè)計熱成形鋼合金成分，開發(fā)免al-si鍍層、抗氧化且成本低的熱成形鋼。

3、目前，在傳統(tǒng)22mnb5合金成分的基礎(chǔ)上添加高含量的cr是免al-si鍍層抗氧化熱成形鋼的典型代表，由于元素cr與o的親和力高于fe，因此在熱成形過程中cr優(yōu)先與o結(jié)合形成cr2o3保護膜，有效阻礙了fe的進一步氧化。

4、中國專利cn114990434b提出了將cr含量提升至3.0％可以提高熱成形鋼材的抗氧化性能，在惰性氣氛環(huán)境下930℃保溫3.5min后熱沖壓成形，氧化層厚度較薄，可免去涂保護層或進行拋丸工序。

5、中國專利cn114045440b提出了一種汽車用具有抗氧化性的高強高塑熱成形鋼及熱成形工藝，采用傳統(tǒng)生產(chǎn)流程在mn-b成分體系基礎(chǔ)上添加1.5％～3.2％的cr和0.1％～0.3％的mo達到抗氧化效果，熱成形后可以不經(jīng)噴丸直接進行后續(xù)工序生產(chǎn)。

6、中國專利cn117551852a提出將cr含量為1.5％～3.0％的合金置于溫度為700～820℃條件下進行預(yù)氧化后再進行熱沖壓成形可以改善抗氧化性能。

7、綜上所述，盡管通過合金成分設(shè)計或者通過熱沖壓成形前進行預(yù)處理可以提高鋼在熱沖壓過程中的抗氧化性，但是添加大量的貴重元素cr，甚至添加更貴重的元素mo，會使熱成形鋼生產(chǎn)成本提高，而且，高含量的cr會顯著提高鋼的碳當量，使殘余奧氏體穩(wěn)定性降低，促進碳化物析出，從而導致脆性增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，一些實施例公開了低成本抗氧化熱成形鋼，以質(zhì)量百分比計，低成本抗氧化熱成形鋼的組分包括：

2、c：0.2～0.3％；

3、mn：1.0～2.5％；

4、si：1.0～2.0％；

5、余量為fe；

6、低成本抗氧化熱成形鋼的抗拉強度為1400～1800mpa，延伸率為6～9％。

7、一些實施例公開的低成本抗氧化熱成形鋼，低成本抗氧化熱成形鋼還包括有cr，以質(zhì)量百分比計，cr的含量不大于0.2％。

8、一些實施例公開的低成本抗氧化熱成形鋼，低成本抗氧化熱成形鋼的表面氧化物包括fe2sio4、fe2o3、fe3o4。

9、一些實施例公開的低成本抗氧化熱成形鋼，低成本抗氧化熱成形鋼在950℃保溫5min后的氧化增重小于0.6mg/cm2。

10、一些實施例公開的低成本抗氧化熱成形鋼，低成本抗氧化熱成形鋼的氧化層厚度小于2μm。

11、一些實施例公開了低成本抗氧化熱成形鋼的制備方法，包括：

12、根據(jù)低成本抗氧化熱成形鋼各組分的質(zhì)量百分比進行配料，得到混合料；

13、將混合料放入真空電弧熔煉爐的水冷銅坩堝中；

14、在惰性保護氣氛下采用非自耗電弧熔煉法進行熔煉，并施加電磁攪拌；

15、反復(fù)熔煉數(shù)次，得到成分均勻的合金錠；

16、將合金錠熔化，并利用銅模吸鑄工藝使合金錠熔體成型得到抗氧化熱成形鋼前驅(qū)體，將抗氧化熱成形鋼前驅(qū)體進行熱軋，開軋溫度為1100～1200℃，壓下量大于80％，隨后進行模擬卷取處理，溫度為650～680℃，最后進行模擬熱沖壓成形，得到低成本抗氧化熱成形鋼。

17、一些實施例公開的低成本抗氧化熱成形鋼的制備方法，模擬熱沖壓成形包括：將模擬卷取處理后的鋼材進行加熱和冷卻處理，其中加熱處理溫度為900～950℃，采用氬氣作為保護氣氛，保溫時間為3～5min，冷卻處理方式為油淬。

18、一些實施例公開的低成本抗氧化熱成形鋼的應(yīng)用，低成本抗氧化熱成形鋼用于生產(chǎn)汽車零部件。

19、本發(fā)明實施例公開的低成本抗氧化熱成形鋼，cr含量低于已有高cr抗氧化熱成形鋼，通過提高si的含量提高低成本抗氧化熱成形鋼的抗氧化性，其抗氧化性顯著優(yōu)于未添加si或者添加少量si的熱成形鋼，且具有與高cr熱成形鋼相當、甚至更優(yōu)的抗氧化性。本發(fā)明實施例公開的低成本抗氧化熱成形鋼，抗氧化性能和力學性能優(yōu)異，制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低。

技術(shù)特征：

1.低成本抗氧化熱成形鋼，其特征在于，以質(zhì)量百分比計，所述低成本抗氧化熱成形鋼的組分包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本抗氧化熱成形鋼，其特征在于，所述還包括有cr，以質(zhì)量百分比計，cr的含量不大于0.2％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本抗氧化熱成形鋼，其特征在于，所述低成本抗氧化熱成形鋼的表面氧化物包括fe2sio4、fe2o3、fe3o4。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本抗氧化熱成形鋼，其特征在于，所述低成本抗氧化熱成形鋼在950℃保溫5min后的氧化增重小于0.6mg/cm2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本抗氧化熱成形鋼，其特征在于，所述低成本抗氧化熱成形鋼的氧化層厚度小于2μm。

6.權(quán)利要求1所述的低成本抗氧化熱成形鋼的制備方法，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低成本抗氧化熱成形鋼的制備方法，其特征在于，所述模擬熱沖壓成形包括：將模擬卷取處理后的鋼材進行加熱和冷卻處理，其中加熱溫度為900～950℃，采用氬氣作為保護氣氛，保溫時間為3～5min，冷卻處理方式為油淬。

8.權(quán)利要求1所述的低成本抗氧化熱成形鋼的應(yīng)用，其特征在于，所述低成本抗氧化熱成形鋼用于生產(chǎn)汽車零部件。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種低成本抗氧化熱成形鋼及其制備方法和應(yīng)用。低成本抗氧化熱成形鋼，以質(zhì)量百分比計，低成本抗氧化熱成形鋼的組分包括：C：0.2～0.3％；Mn：1.0～2.5％；Si：1.0～2.0％；余量為Fe；低成本抗氧化熱成形鋼的抗拉強度為1400～1800MPa，延伸率為6～9％。本發(fā)明實施例公開的低成本抗氧化熱成形鋼，Cr含量低于傳統(tǒng)熱成形鋼，通過提高Si的含量提高低成本抗氧化熱成形鋼的抗氧化性，其抗氧化性顯著優(yōu)于未添加Si或者添加少量Si的熱成形鋼，且具有與高Cr熱成形鋼相當、甚至更優(yōu)的抗氧化性。本發(fā)明實施例公開的低成本抗氧化熱成形鋼，抗氧化性能和力學性能優(yōu)異，制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低。

技術(shù)研發(fā)人員：汪水澤,張佳偉,毛新平,婁兵,黃禹赫,盧軍
受保護的技術(shù)使用者：北京科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30