一種高強度含硼鋼板的生產方法與流程

本發明涉及鋼板生產技術領域，具體涉及一種高強度含硼鋼板的生產方法。

背景技術：

為了提高汽車的碰撞安全性能，尤其是側碰和正碰性能，采用提高鋼板的強度并減薄鋼板的厚度是近年來車輛用鋼板的一種發展趨勢。

目前有兩種途徑可以獲得高強度零件，一是直接采用超高強度的鋼板，抗拉強度大于1000MPa，通過沖壓成形或滾壓成形來制造，但是不能制造較為復雜零件；二是采用抗拉強度600MPa左右的鋼板，可以通過冷成形然后熱處理方式獲得超高強度的零件，或者通過熱沖壓成形工藝，即在鋼板首先加熱到900℃左右的奧氏體區，然后進行沖壓，而沖壓的模具通過水冷從而實現對零件的冷卻，零件通過這種熱循環，鋼板的強度可以大大提高，由交貨狀態下的抗拉強度約600MPa左右達到熱成形后零件的抗拉強度約1500MPa，實現零件的高強度。

第一種方法是當前的主流思路，但是生產抗拉強度大于1000MPa的鋼板需要特殊的生產機組，投資較大，而且后續的加工成形對設備要求較高，比如冷沖壓機的噸位大，切邊的刀具要求高等困難。而第二種方法，雖然不需要昂貴的生產機組，但是后期加工工序較多，耗時長，需要的人力成本也較高，影響了生產效率，且由于受到加工環節的影響，加工后的鋼板強度也不能夠得到保證。故本發明采用第二種方法。

中國申請號為CN201010132848.1公開了一種含硼熱處理用鋼板及其制造方法，其成分重量百分比為：C：0.15～0.45wt％、Si：0.20～0.60wt％、Mn：1.00～2.00wt％、P≤0.030wt％、S≤0.015wt％、N≤0.008wt％、B：0.0005～0.005wt％、Al：0.02～0.06wt％、Cr：0.1～0.5wt％、Ti：0.01～0.08wt％，其中Ti/N原子比1～50，其它為Fe和不可避免雜質組成，雖然該發明采用常規的制造工藝來生產鋼板，無需對機組改造或升級，生產成本較低，但是生產出的鋼板材料的抗拉強度和屈服強度以及斷裂延伸率仍然較低，對于當今汽車行業越來越高的要求來說，仍然顯得相形見絀。

技術實現要素：

本發明所要解決的問題是提供一種強度高，生產工藝簡單且耐蝕性好的高強度含硼鋼板的生產方法。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：所提供的一種高強度含硼鋼板的生產方法，所述鋼板的化學組成質量比為C:0.08％-0.20％，Si：0.32％-0.50％，Mn：1.0％-1.8％，P：0.02％-0.03％，S：0.002％-0.008％，Al：0.005％-0.015％，Cr：0.1％-0.2％，Nb：0.01％-0.03％，N：0.001％-0.005％，Mo：0.2％-1.0％，B：0.0001％-0.004％，其余為Fe和不可避免的雜質，所述的生產方法按照以下步驟進行，

(1)按上述成分冶煉澆注成板坯，然后在1055-1120℃下熱軋，控制單道次變形量為20％-30％，接著酸洗，然后在925-945℃溫度下冷軋40％-60％；

(2)軋制后的鋼板以20-26℃/s的冷卻速率在線油冷至545-615℃，然后空冷至室溫；

(3)軋制后的鋼板再加熱至955-975℃保溫4-6分鐘，然后水冷淬火，淬火后590-605℃回火保溫2-3小時，取出鋼板并進行酸洗處理，待溫度降至45-65℃時，向溶液中加入緩蝕防銹劑、干性油和抗氧化劑，水冷至室溫。

優選的，所述鋼板的化學組成質量比為C:0.12％，Si：0.45％，Mn：1.5％，P：0.02％％，S：0.005％，Al：0.010％，Cr：0.1％，Nb：0.02％，N：0.003％，Mo：0.6％，B：0.0020％，其余為Fe和不可避免的雜質。

優選的，所述硼元素的含量優選為0.0012％-0.0025％。

優選的，所述步驟(3)中所用的酸洗液為鹽酸和硫酸的混合溶液或鹽酸和硝酸的混合溶液。

優選的，所述酸洗處理過程中還加入有酸洗促進劑。

優選的，所述鹽酸和硫酸的質量比為1:2，所述鹽酸和硝酸的質量比為1:1。

本發明的有益效果：

本發明的鋼板通過加入適量的合金元素，這些元素與鋼中的碳形成強化相，充分提高了鋼板的強度，并具有較好的韌性。

本發明的配方中C元素含量控制在0.08％-0.20％，其是鋼中最基本的強化元素，含量過高，容易在晶界上洗出碳化物，降低材料的塑性，不利于后續的機加工成型，因此，在不犧牲強度的情況下，本發明選取了較低含量的C元素。Mo元素的加入可提高鋼的二次硬化能力、提高強韌性、淬透性、抑制回火脆性，其與B元素的結合提高了鋼板的強度和韌性。

在生產過程中，微量的B可以顯著提高鋼的淬透性，細化奧氏體晶內組織，有助于獲得高強度和高韌性所需的組織，通過將硼元素的含量控制在0.0012％-0.0025wt％內，避免了B元素含量過高的鋼板在冷卻過程中出現硼脆現象，經過實驗發現，本發明的鋼板材料能夠在較低B元素含量的情況下得到較高的抗拉強度和屈服強度。

在鋼板的生產過程中，采用雙重軋制，使得鋼板的變形量達到60％-90％，提高了鋼板的硬度和強度，采用12-30℃/s的冷卻速率對鋼板進行冷卻，適當的冷卻速率可以獲得均勻的組織，冷卻后的鋼板再經一定的調質處理，使得鋼板的心部也獲得了良好的組織和性能，獲得的最終零件的強度得到顯著提高，顯微組織全部為馬氏體。

本發明中所述酸洗液酸洗效果好，能夠快速地祛除鋼板表面的氧化物和其他雜質，酸洗促進劑的加入，進一步加快了酸洗處理的速度，節約了清理工時，整個生產工藝簡單，可操作性強。

本發明通過加入緩蝕防銹劑、干性油和抗氧化劑，能夠在鋼板的表面形成防銹層，進一步提高了其防銹性能。

附圖說明

圖1為本發明所述一種高強度含硼鋼板生產方法的工藝流程圖。

具體實施方式

為使本發明的技術方案便于理解，下面結合附圖來進一步闡述本發明的技術方案。

實施例1：

如圖1所示，一種高強度含硼鋼板的生產方法，所述鋼板的化學組成質量比為C:0.12％，Si：0.45％，Mn：1.5％，P：0.02％％，S：0.005％，Al：0.010％，Cr：0.1％，Nb：0.02％，N：0.003％，Mo：0.6％，B：0.0020％，其余為Fe和不可避免的雜質，所述的生產方法按照以下步驟進行，

(1)按上述成分冶煉澆注成板坯，然后在1080℃下熱軋，控制單道次變形量為30％，接著酸洗，然后冷軋50％，冷軋溫度為925℃；

(2)軋制后的鋼板以20℃/s的冷卻速率在線油冷至560℃，然后空冷至室溫；

(3)軋制后的鋼板再加熱至960℃保溫4分鐘，然后水冷淬火，淬火后600℃回火保溫2小時，取出鋼板并進行酸洗處理，待溫度降至48℃時，向溶液中加入緩蝕防銹劑、干性油和抗氧化劑，水冷至室溫。

實施例2：其余與實施例1相同，不同之處在于所述步驟(1)中，熱軋溫度為1055℃，單道次變形量為26％，冷軋溫度為935℃，冷軋變形量為50％；所述步驟(2)中，冷卻速率為16℃/s，油冷至550℃，所述步驟(3)中，軋制后的鋼板加熱至955℃，保溫4分鐘，回火溫度為600℃，保溫3小時。

實施例3：其余與實施例1相同，不同之處在于所述步驟(1)中，熱軋溫度為1100℃，單道次變形量為30％，冷軋溫度為935℃，冷軋變形量為40％；所述步驟(2)中，冷卻速率為20℃/s，油冷至580℃，所述步驟(3)中，軋制后的鋼板加熱至965℃，保溫4分鐘，回火溫度為590℃，保溫2.4小時。

實施例4：其余與實施例1相同，不同之處在于所述步驟(1)中，熱軋溫度為1105℃，單道次變形量為22％，冷軋溫度為935℃，冷軋變形量為45％；所述步驟(2)中，冷卻速率為23℃/s，油冷至580℃，所述步驟(3)中，軋制后的鋼板加熱至960℃，保溫4分鐘，回火溫度為600℃，保溫2.6小時。

實施例5：其余與實施例1相同，不同之處在于所述步驟(1)中，熱軋溫度為1110℃，單道次變形量為30％，冷軋溫度為935℃，冷軋變形量為40％；所述步驟(2)中，冷卻速率為22℃/s，油冷至580℃，所述步驟(3)中，軋制后的鋼板加熱至970℃，保溫4分鐘，回火溫度為595℃，保溫2.5小時。

實施例6：其余與實施例1相同，不同之處在于所述步驟(1)中，熱軋溫度為1120℃，單道次變形量為25％，冷軋溫度為945℃，冷軋變形量為50％；所述步驟(2)中，冷卻速率為21℃/s，油冷至585℃，所述步驟(3)中，軋制后的鋼板加熱至975℃，保溫4分鐘，回火溫度為605℃，保溫3小時。

經過以上工藝步驟后，取出鋼板樣品，待測：

由以上數據可知，生產出的鋼板抗拉強度達到了500MPa以上，完全符合高強度鋼板的使用要求，且屈服強度也在650MPa以上，延伸率更是達到了30％左右，加工性好，耐蝕性好，不易生銹。

顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。