本發(fā)明涉及一種1000mpa級抗延遲開裂性能優(yōu)異的含氧熱成形用鋁硅鍍層鋼板及其制造方法，屬于熱沖壓。

背景技術(shù)：

1、熱壓成形技術(shù)是目前較為理想和快捷的提升材料強(qiáng)度的方法，尤其在汽車領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，鋼板在加熱到奧氏體化溫度后，保溫一定時間，在奧氏體區(qū)快速沖壓成需要的零件形狀，最終得到以馬氏體為主的高強(qiáng)零部件。但高溫加熱產(chǎn)生的氧化層無法滿足后續(xù)的涂裝工藝，需要噴砂等工藝處理，增加了工藝復(fù)雜性并帶來環(huán)保壓力，加入鋁硅鍍層后有效抑制了鋼板表面氧化層的生長，并且鋁硅鍍層在高溫下通過與fe的互擴(kuò)散表面只形成極薄的氧化層，完全不影響后續(xù)的涂漆等工藝處理。

2、該方法雖然大大提高了零件強(qiáng)度，但熱沖壓后的成品件中殘余應(yīng)力較大，這些應(yīng)力主要來自于板材相變過程，以馬氏體切變應(yīng)力和急冷變形過程中的宏觀殘余應(yīng)力為主。馬氏體組織對氫脆敏感性最差，當(dāng)強(qiáng)度超過1000mpa以上時，熱成形板材中有超過80vt％以上的馬氏體組織，h原子在馬氏體中的擴(kuò)散速度明顯高于鐵素體、珠光體和奧氏體等其他相結(jié)構(gòu)，且馬氏體為切邊形成相，其內(nèi)部的應(yīng)力本身就比較大，h原子聚集和殘余應(yīng)力的共同作用很容易導(dǎo)致熱成形后的成品件在長期放置過程中發(fā)生氫致延遲開裂。

3、主要的理論包括氫壓理論和氫促進(jìn)塑性變形理論等。盡管沒有單一理論能夠全面解釋這一現(xiàn)象，但業(yè)界普遍認(rèn)同的是，氫元素的擴(kuò)散、聚集以及殘余應(yīng)力的協(xié)同作用是導(dǎo)致高強(qiáng)鋼板延遲開裂的主要原因，因此控制氫元素的擴(kuò)散聚集是解決延遲開裂的有效途徑。研究表明，位錯、晶界、空位、析出相等都可以成為有效的氫陷阱。晶粒尺寸越小，晶界越多，且以小角晶界為主時，氫原子在晶界中的分布就越均勻而不易發(fā)生聚集，析氫的幾率就越?。豢瘴缓臀龀鱿喑叽巛^小時，在其周邊形成密集的位錯群，能夠有效形成氫陷阱而抑制氫原子的聚集和析出。目前常規(guī)使用的熱壓成形板材中，通過控制原始奧氏體晶粒獲得較小的晶粒尺寸和較多的晶界；通過nb、v、ti的加入形成各類碳化物的析出相，不僅抑制晶粒長大，還形成不同程度的氫陷阱，此外殘余奧氏體也具有一定的抑制h原子擴(kuò)散的作用。

4、1000mpa級別的熱成形鋼，其成品件的馬氏體含量達(dá)到70％以上，而且由于c、mn含量并不是很高，淬火后保留的殘余奧氏體極少，傳統(tǒng)的提高強(qiáng)度和抑制延遲開裂的方式主要還是通過nb、ti合金元素的加入來細(xì)化晶粒，并形成c化物的析出相釘扎h原子。

5、研究表明，h原子在奧氏體中的擴(kuò)散系數(shù)顯著降低，薄片狀的奧氏體甚至可以形成h原子的不可逆陷阱，達(dá)到固定h原子的效果，在高強(qiáng)和超高強(qiáng)鋼種引入一定量奧氏體可以有效提高抗延遲開裂性能；夾雜作為有害物質(zhì)一般是盡量避免的，但細(xì)小的夾雜反而可以明顯形成形核支點(diǎn)，并同樣產(chǎn)生位錯釘扎效果，抑制h原子在通過位錯的有效傳遞運(yùn)動，形成h原子不可逆陷阱，極微小的夾雜顆粒甚至具有和nb、ti、v的碳化物類似的氫陷阱作用，且其尺寸較析出相更大，對晶格改變的程度更為顯著，形成氫陷阱的效果也更佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供1000mpa級抗延遲開裂熱成形鋁硅鍍層鋼板及其制造方法，通過提高鋼板內(nèi)部的o含量來增加鋼板內(nèi)部的夾雜物數(shù)量，進(jìn)一步提高鋼板抗延遲開裂性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明技術(shù)方案之一是提供一種1000mpa級抗延遲開裂熱成形鋁硅鍍層鋼板，鋼基板中各元素質(zhì)量百分比為：c：0.07％～0.11％，si：0.1％～0.2％，mn：1.6％～2.0％，s：0.005％～0.015％，p：0.005％～0.016％，nb：0.01％～0.04％，ti：0.01％～0.04％，als：≤0.01％，ca：0.003％～0.01％，o：0.01％～0.015％，b：0.001％～0.003％，cr：0.15％～0.2％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)；鋼中含有復(fù)合氧化物、mns的夾雜物，其尺寸小于800nm，分布以平面計算為15～25個/mm2。

4、進(jìn)一步地，所述復(fù)合氧化物的夾雜物為mn-nb-o(c)、mn-ti-o(c、ca)、mn-nb-o-al(si、c、ca)、mn-ti-o-al(si、c、ca)，鋼中含有復(fù)合氧化物、mns中的夾雜物為2種或2種以上。

5、進(jìn)一步地，所述夾雜物中尺寸為80～500nm數(shù)量占比70％～80％，尺寸為501～800nm數(shù)量占比20％～30％。

6、進(jìn)一步地，鋼板中鐵素體的體積百分比含量為8％～15％，其余為馬氏體和少量滲碳體+殘余奧氏體。

7、進(jìn)一步地，所述夾雜物以近似圓的形狀存在。

8、進(jìn)一步地，采用1倍屈服強(qiáng)度的四點(diǎn)彎曲預(yù)應(yīng)力加載，在ph＝1鹽酸溶液浸泡，開裂時間大于170小時。

9、本發(fā)明技術(shù)方案之二是提供一種1000mpa級抗延遲開裂熱成形鋁硅鍍層鋼板的制造方法，包括鋼水精煉、連鑄、熱軋、冷軋、熱鍍及熱沖壓成形，具體為：

10、鋼水精煉：鋼水進(jìn)入lf爐的溫度為1620～1660℃，全氧值400～600ppm，lf搬出溫度1610～1630℃，期間采用吹氧方式升溫，確保lf爐搬出時鋼水全氧含量保持在150～200ppm；

11、連鑄：鋼水在中間包的全氧值為130～160ppm，中間包溫度1520～1550℃；

12、熱軋：坯料加熱溫度1180～1250℃，精軋溫度1000～1100℃，終軋溫度920～950℃，卷曲溫度580～650℃；

13、冷軋：冷軋壓下率控制在50％～75％；

14、熱鍍：連退均熱溫度780～850℃，板帶入鋁鍋溫度650～680℃，鍍液溫度650～660℃；

15、熱沖壓成形：鋁硅鍍層鋼板加熱到920℃～950℃，保溫5～8min，空冷12～18s，之后在模具中以冷卻速度>50℃/s的速度冷卻沖壓，保壓時間8～15s。

16、進(jìn)一步地，鋼水lf精煉后進(jìn)行喂si-ca線處理，喂線速度≥3.5m/s，喂線量：150～300m/罐。

17、進(jìn)一步地，連鑄拉坯速度為1.0～1.5m/min，連鑄坯厚度為200～300mm。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果如下：

19、本發(fā)明在原有通過nb、ti析出相設(shè)置h陷阱的技術(shù)基礎(chǔ)上，通過加入一定量的o元素，提高鋼內(nèi)o含量來增加內(nèi)部夾雜數(shù)量，并嚴(yán)格控制夾雜類型和尺寸，避免影響力學(xué)性能。

20、通過夾雜對其周邊晶格特性的改變來制造更多的氫陷阱，延遲氫析出時間，提高成品材的抗延遲斷裂性能。微小夾雜能夠引起周邊晶格的大量畸變，產(chǎn)生大量位錯缺陷，h原子落入夾雜區(qū)域內(nèi)，擴(kuò)散系數(shù)顯著降低，難以移動，可以有效避免h原子的聚集。

21、此外對于1000mpa級的熱成形鋼而言，通過熱成形工藝參數(shù)的控制來保留充分的鐵素體組織，對提高鋼板的抗延遲開裂性有很大好處，因?yàn)殍F素體的保留不僅能夠增加沖壓成形后板材的韌性，鐵素體還可以作為h原子擴(kuò)散的屏障，h原子在鐵素體中的擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于馬氏體。