[发明专利]一种抗氢致延迟开裂的高强钢及制备方法

说明书

本发明提供一种抗氢致延迟开裂的高强钢及制备方法，属于高强钢技术领域。该高强钢质量百分比组成为：C：0.22～0.25％、Si：0.25～0.35％、Mn：1.2～1.4％、S：≤0.005％、P：≤0.02％、Al：0.02～0.05％、Ti：0.02～0.05％、Cr：0.11～0.2％、B：0.002～0.0035％、Nb：0.025～0.055％、N：N/(Ti+Nb)＝1/8～1/6、Fe:余量。该高强钢通过22MnB5钢添加微量Nb、N，形成Ti、Nb、N复合微合金化，使材料的组织中析出弥散分布的纳米级(<10nm)碳氮化物；该析出物可以形成氢陷阱，对氢起钉扎作用，抑制氢的扩散，使氢在基体中均匀分布，避免氢原子聚集成氢气团，从而使钢具有抗氢致延迟开裂的能力。本发明所述的钢还具有良好的力学性能，其屈服强度和韧性好于含铌量在该范围以外的同种材料。

技术领域

本发明涉及高强钢技术领域，特别是指一种抗氢致延迟开裂的高强钢及制备方法。

背景技术

轻量化、低污染、高安全是新一代汽车所追求的目标，使得采用先进高强钢替代传统的低强度钢板成为必然。通过车身零件减薄和高强的合理匹配，不仅可以有效减轻车身重量，降低油耗，而且可以提高车型的安全性和舒适性。

目前，已开发的先进高强度钢有DP钢、TRIP钢、MS钢、高扩孔钢等。钢板热冲压成型技术是最近30多年发展、应用起来的一种新技术，作为一种获得超高强度冲压件的有效途径，在提升安全性能的同时实现了轻量化，正逐步应用于汽车零部件制造业。然而，热冲压用汽车高强度钢板在热冲压成形及相变之后，可能会出现氢致延迟开裂现象，这极大的降低了汽车用钢的安全性和使用寿命。

为避免钢板氢致延迟开裂的危害，国内外针对这一现象开展了许多研究，研究结果表明高强度钢中某些微合金元素(V、Ti)的适量添加是改善其延迟开裂抗力的一个重要途径。但目前关于Nb元素对氢致开裂作用的研究尚不多。

22MnB5钢是最为常用的热冲压汽车结构件用钢，其热冲压成型件抗拉强度可达到1500MPa以上，常用于汽车保险杠、横梁、A柱、B柱等对强度和安全性要求较高的部位。然而，随着材料强度的提高，其延迟断裂敏感性一般也增加，热冲压钢同其他高强度钢一样，钢中含有少量的氢时就可能发生延迟开裂，严重影响汽车的安全性。本研究就是根据现存缺点，通过添加微合金元素，提高材料的抗氢致延迟开裂能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种抗氢致延迟开裂的高强钢及制备方法。

该高强钢质量百分比组成为：C：0.22～0.25％、Si：0.25～0.35％、Mn：1.2～1.4％、S：≤0.005％、P：≤0.02％、Al：0.02～0.05％、Ti：0.02～0.05％、Cr：0.11～0.2％、B：0.002～0.0035％、Nb：0.025～0.055％、N：N/(Ti+Nb)＝1/8～1/6、Fe:余量。

按上述配比进行制备该高强钢的方法，包括如下步骤：

1)真空感应炉冶炼；

2)钢水浇铸成铸锭锻造成坯料；

3)将坯料加热至1200-1250℃保温1.0-1.5小时，然后进行热轧，热轧终轧温度为860-900℃，最后冷却到550-620℃卷取，炉冷至室温；

4)将步骤3)中轧制后的坯料酸洗后，冷轧成冷轧钢板。

该高强钢通过22MnB5钢添加微量Nb、N，形成Ti、Nb、N复合微合金化，使材料的组织中析出弥散分布的纳米级(<10nm)碳氮化物；该析出物可以形成氢陷阱，对氢起钉扎作用，抑制氢的扩散，使氢在基体中均匀分布，避免氢原子聚集成氢气团，从而使钢具有抗氢致延迟开裂的能力。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：