[发明专利]一种具备近净成型的超高强度钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具备近净成型的超高强度钢及其制备方法，制备方法包括S1.配料；S2.合金熔炼；S3.性能热处理：将S2所获得的合金锭置于热处理炉中进行性能热处理，其性能热处理具体工艺为：900～1150℃保温12～24h，随后随炉冷却到500～750℃保温5～10h，最后空冷至室温；S4.合金压力加工。属于高强度钢制造技术领域。本发明工艺制备下获得的一种具备近净成型的超高强度钢与同类型材料相比具备较优的力学性能和近净成型的优点。

技术领域

本发明涉及一种具备近净成型的超高强度钢及其制备方法，属于高强度钢制造技术领域。

背景技术

超高强度钢汽车安全组件的制造，其核心在于热冲压成形技术。热冲压成形技术是一种能够实现小载荷、大变形量，且消除回弹效应的一种理想的超高强度钢板件成形方式，该技术是通过在冲压前对板料预先进行奥氏体化处理，并在冲压过程中进行淬火，使钢材在成形后形成马氏体组织，实现对超高强度钢板材的精确成形和强化。然而，热冲压工艺过程复杂，板料成型温度敏感性大，板料易开裂。不同参数条件下，对应成型件的耐蚀性能、摩擦磨损性能、抗拉强度等差异较大，优化热冲压工艺参数具有较大研究价值。同时，热冲压过程中，热冲压模具起到成形和对产品构件冷却淬火的作用，因此，要获得成形质量优异、组织稳定的产品构件，设计与工艺参数相匹配的热冲压模具是热冲压成形的核心技术之一。此外，在超高强度钢板热冲压成形过程中，高温加热极易导致钢板出现氧化现象，残留的氧化皮使钢板与模具之间的摩擦系数迅速增大，导致成形件精度低、成形载荷高、模具寿命大幅度降低等严重问题，无法满足近净成形的要求，并严重影响零件的表面质量。高强度钢板热成形过程的氧化防护问题是目前亟待解决的。在后续的使用加工过程中，超高强度钢热冲压构件的高效连接，亦是汽车安全组件制造过程中有待攻克的关键技术。基于上述缺点，期望能够发明一种具备近净成型的超高强度钢及其制备方法来实现超高强度钢的近净成型。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种具备近净成型的超高强度钢，同时提供一种具备近净成型的超高强度钢的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种具备近净成型的超高强度钢，以质量百分比计，其原料及配比如下：

一种具备近净成型的超高强度钢的制备方法，具体步骤如下：

S1.配料：按上述比例配料秤重；

S2.合金熔炼：将S1称重好的C、P、S、Si、B、Cr、Ti、Al和Fe元素置于坩埚中进行真空感应熔炼，待添加元素完全化清后，开启搅拌并继续熔炼时间15～20min；随后停止加热10～20s，再向熔体中加入Mn和Nb元素并继续加热10～20min，随后停止加热，让液态合金随炉冷却，待合金熔体温度达到1500～1600℃时向锭模中进行浇注形成合金锭；

S3.性能热处理：将S2所获得的合金锭置于热处理炉中进行性能热处理，其性能热处理具体工艺为：900～1150℃保温12～24h，随后随炉冷却到500～750℃保温5～10h，最后空冷至室温；

S4.合金压力加工：将S3中所获得的合金锭在热处理炉中加热到1000～1100℃后保温2～3h，然后转入具有水冷功能的压力加工设备中进行压力加工，合金锭压力加工终了温度控制不低于900℃，加工结束后，开启压力加工设备水冷降温功能进行冷却，冷却速度≥40℃/秒。

S4中，压力加工阶段合金锭微观组织晶界处偏聚大量的超细拉弗斯相，在水冷阶段超细拉弗斯相分解消失。

S2中的搅拌方式包括磁搅拌。

具有水冷功能的压力加工设备为压力加工设备的侧壁空腔内设置有冷凝管。