本發(fā)明屬于馬氏體不銹鋼在汽車用高強鋼板軋制，尤其涉及一種抗拉強度達到1500mpa級別，點蝕電位≥0.05vsce的具有良好耐蝕性能的熱成形不銹鋼鋼板熱軋產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)方法，適用厚度為4～10mm。

背景技術(shù)：

1、汽車采用超高強鋼是實現(xiàn)輕量化兼顧安全性的必由之路，熱成形是高強汽車零件成形的關(guān)鍵工藝。傳統(tǒng)1500mpa熱成形鋼22mnb5在奧氏體化過程中的氧化問題是不容忽視的，目前全球使用熱成形鋼板中，大約一半使用al-si鍍層以防止高溫下氧化脫碳，而al-si鍍層成本高昂，并且熱成形過程鍍層會在模具表面結(jié)垢，影響模具壽命增加生產(chǎn)成本。另外由于碳素鋼合金成分特點在使用壽命期間為保護材料不會腐蝕需要進行涂漆保護，增加生產(chǎn)工序、成本，同時生產(chǎn)過程中進一步造成環(huán)境污染。

2、另外，22mnb5獲得全馬氏體的臨界冷速約為27℃/s，然而當制備厚規(guī)格熱成形鋼過程中，鋼板心部淬火的冷速無法滿足要求，而形成粗大的鐵素體、貝氏體和粗大碳化物，大幅影響強韌性，尤其是碰撞吸能性能，所以傳統(tǒng)的22mnb5鋼板如果厚度規(guī)格大于6mm，則不適合進行熱成形，即無法生產(chǎn)厚度規(guī)格大于6mm的熱成形鋼產(chǎn)品，繼而導致熱成形鋼在商用車及重型卡車上的應(yīng)用受到限制。

3、此外，隨著新能源汽車特別是純電動汽車市場發(fā)展迅速，結(jié)合產(chǎn)品的生命周期成本，延長電動汽車設(shè)計壽命將是新的需求點，這對汽車用材提出了更高要求，腐蝕性能是汽車零部件重要的使用性能之一，腐蝕一旦發(fā)生，將降低車輛的安全性能。尤其當車身采用不銹鋼制造，與其耐蝕性能匹配的高強零部件的耐蝕性將成為關(guān)鍵性能。

4、因此，從熱成形鋼的抗氧化性、耐蝕性及淬透性角度來考慮，不銹鋼應(yīng)用于熱成形能解決上述技術(shù)問題。目前相關(guān)專利文章較少，申請?zhí)?01880011193.7的pct專利公開了一種《用于通過熱成形制造部件的鋼以及該部件的用途》的專利。該方法描述了通過不銹鋼制造部件用鋼，并描述了部件用途。該發(fā)明中限定，c≤0.2％，si≤3.5％，mn1.5％～16％，cr8％～14％，ni≤6％，n≤1％，nb≤1.2％，ti≤1.2％，mo≤2.0％，v≤0.15％，cu≤2.0％，al≤0.2％，b≤0.05％，成分規(guī)定寬泛，并沒有具體描述制備工藝。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種1500mpa不銹鋼熱成形鋼熱軋產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)方法，且生產(chǎn)工藝適用于目前熱成形產(chǎn)線，該不銹鋼熱成形鋼具有免鍍層、高強耐蝕、高淬透性特點。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、1500mpa不銹鋼熱成形鋼熱軋產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)方法，包括以下工藝步驟：電爐冶煉、aod精煉、lf精煉、連鑄、熱軋、酸洗、熱成形，具體包括如下方法步驟：

4、步驟一、電爐冶煉初煉過程：

5、1)爐底加入墊石灰20～50kg/t，裝料送電。

6、2)全廢鋼與合金料入爐，爐料裝好后，送電熔化，pti使用切割保持模式。每次進料后，pti可采用低、中、高模式輔助熔化。用吹氧管吹掃助熔爐門口區(qū)域的冷料，爐料基本熔清后，取樣測溫。pti采用超氧模式的時間≤5min。

7、3)爐料全熔后且溫度≥1600℃，加入預(yù)還原材料(碳化硅5～20kg/t)，吹氮氣充分攪拌，預(yù)還原時間≥8分鐘，視爐渣情況可適當留渣。

8、4)預(yù)還原結(jié)束，取樣合格，溫度≥1600℃，準備出鋼。

9、步驟二、aod精煉：

10、1)aod精煉脫碳過程：第一階段氧化期吹入氧氬混合氣體脫碳，o2：ar＝4：1，5～20min，終點溫度控制在1650～1720℃，當c含量降低到0.15～0.25％，第二階段進一步脫碳，調(diào)整氧氬比至o2：ar＝3：1或2：1或1：1，吹煉5-15min，終點c含量控制到0.03～0.15％。終點溫度控制在1700～1750℃。

11、2)aod精煉還原過程：一次還原時間6～15min，硅鐵加入量10～30kg/t，螢石2.5～10kg/t(或渣帽灰或渣劑5kg/t)，鋁鐵5～10kg/t(或鋁錠1～4kg/t)，余渣量控制＜20kg/t。吹氬3-8min，取樣分析。二次還原時間5～15min，加入石灰10～25kg/t，al錠1～4kg/t(鋁鐵4～10kg/t，可根據(jù)一次還原si調(diào)整)，精煉渣5～10kg/t，螢石或渣帽灰0～5kg/t。吹氬3～8min，取樣分析，終點溫度控制到1620～1650℃。

12、步驟三、lf精煉：

13、1)入罐喂al線至0.02wt％～0.04wt％，吹氬正常后罐車開至加熱工位送電升溫；加鋼渣料，總量3～5kg/t(首批2～3kg/t，以后按分批加入0.5～1kg/t)，取樣全分析，加入合金nb、v鐵，給電升溫，調(diào)整成分至內(nèi)控；加入鋼渣料及碳粉保持還原氣氛，保持白渣，測溫取樣。

14、2)當溫度提升到1650～1690℃，加入crn合金，根據(jù)最終n含量為0.05～0.1％比例加入，通電3～5min，按5m/t喂ca-si線進行ca處理，吹入ar軟攪拌1～2min，準備出鋼。

15、3)吊包溫度1560～1580℃，加大包覆蓋劑2kg/t(均勻覆蓋渣面)。

16、步驟四、連鑄：

17、中包目標溫度控制在液相線溫度以上20～35℃，采用專用保護渣；二次冷卻采用弱冷制度。為提高鑄坯中心質(zhì)量，可以采用動態(tài)輕壓下，壓下量4～12mm。

18、步驟五、熱軋：

19、鑄坯加熱溫度為1180～1280℃，經(jīng)高壓水除鱗，粗軋采用多道次軋制；精軋前中間坯厚度為27～67mm，精軋總壓下率≥85％，熱軋終軋溫度為840～950℃，軋后冷卻至卷取溫度，卷取溫度為650～750℃，得到熱軋板，熱軋板厚度為4～10mm。

20、步驟六、酸洗：

21、通過酸洗方法清除表面的氧化皮。

22、步驟七、熱成形：

23、將酸洗后的熱軋板開卷落料，加熱爐加熱，加熱溫度在950～1000℃，保溫約3～10min，使之均勻奧氏體化；然后送入內(nèi)部帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成形，為了避免轉(zhuǎn)移過程中碳化物的析出，高溫板料必須在5～8s內(nèi)由加熱爐快速轉(zhuǎn)移到模具中；之后保壓快速冷卻淬火，冷卻速度控制≥0.1℃/s，出模溫度控制在50～200℃，使奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，從而使成形件的強度得到硬化。

24、采用所述的1500mpa不銹鋼熱成形鋼熱軋產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)方法生產(chǎn)的不銹鋼熱成形鋼熱軋產(chǎn)品，鋼中化學成分按重量百分比計為：c：0.06％～0.10％、si：0.08％～0.12％、mn：0.8％～1.2％、p≤0.012％、s≤0.005％、cr：12.8％～13.5％、n：0.04％～0.08％、als：0.02％～0.04％、v：0.08％～0.12％、nb：0.03％～0.06％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

25、本發(fā)明工藝設(shè)計理由：

26、電爐冶煉過程中pti可采用切割保持模式、低中高模式及超氧模式，能根據(jù)爐料情況靈活輔助熔化，提高了熔化效率，尤其是在處理爐門口冷料時，還可通過吹氧管吹掃助熔，確保爐料均勻熔化。爐料全熔后，通過加入碳化硅等預(yù)還原材料，并吹氮氣充分攪拌，且預(yù)還原時間≥8分鐘，能有效控制預(yù)還原過程，保證鋼液成分和溫度的穩(wěn)定性，為后續(xù)工藝提供良好基礎(chǔ)。aod精煉脫碳過程分為兩個階段，通過有效控制不同階段的氧氬比和吹煉時間，能夠?qū)⑻己靠刂圃谀繕朔秶鷥?nèi)，有效降低鋼中的碳含量，提高鋼的質(zhì)量。設(shè)置了一次還原和二次還原過程，通過加入不同的合金材料和精煉渣，并控制吹氬時間，能有效調(diào)整鋼液成分，使鋼液成分更均勻、穩(wěn)定，提高鋼的性能。通過入罐喂al線、加入鋼渣料和合金nb、v鐵等，并進行全分析和成分調(diào)整，能有效控制鋼液成分，滿足內(nèi)控要求，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。加入鋼渣料及碳粉保持還原氣氛，保持白渣，有利于去除鋼液中的雜質(zhì)，提高鋼的純凈度。中包目標溫度控制在液相線溫度以上20～35℃，并采用專用保護渣，能有效保證連鑄過程中鋼液的溫度穩(wěn)定性，避免因溫度波動產(chǎn)生的質(zhì)量問題。二次冷卻采用弱冷制度，可減少鑄坯的冷卻應(yīng)力，避免出現(xiàn)裂紋等缺陷。采用動態(tài)輕壓下工藝且壓下量在4～12mm，能提高鑄坯中心質(zhì)量，改善鑄坯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品的致密度和性能。

27、本發(fā)明將鑄坯在高溫狀態(tài)下、或者冷卻到室溫后裝入加熱爐，以1180～1280℃的溫度范圍進行加熱，然后在840～950℃之間進行熱精軋。熱軋終軋溫度低于840℃時，晶粒容易形成粗細晶粒混合狀態(tài)，使鋼板的加工性能下降，終軋溫度高于950℃時，所得到的晶粒過于粗大，鋼板的力學性能下降。高溫卷取有利于鋼板熱軋后的成形性能，因此選擇卷取溫度為650～750℃。熱軋鋼板酸洗后進行熱沖壓成形。熱沖壓制度是決定鋼板最終性能的關(guān)鍵因素，加熱溫度為950℃～1000℃之間，在加熱時得到均勻的奧氏體組織同時促進軋制過程形成的析出物回溶。溫度過低，形成cr23c6，影響耐蝕性。溫度過高，晶粒急劇長大，降低鋼板力學性能。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

29、1)針對綠色低碳發(fā)展需求，結(jié)合超高強不銹鋼成分特點，提出本發(fā)明所述工藝路線，實現(xiàn)綠色低碳短流程電爐冶煉生產(chǎn)工藝。

30、2)相比其他如vod工藝，本發(fā)明所述制備工藝流程成本低，效率高，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。

31、3)結(jié)合熱沖壓不銹鋼成分特點，lf段加入nb、v鐵，高效率提高收得率，并實現(xiàn)成分精準控制；結(jié)合過熱度及拉速等連鑄參數(shù)控制，保證鑄坯質(zhì)量，避免微合金化導致的裂紋

32、4)高溫抗氧化及耐蝕性能優(yōu)異。成分設(shè)計結(jié)合熱成形工藝可以保證cr元素固溶于基體，保證熱成形鋼的耐蝕性及抗氧化性，提高車輛安全性，同時為下一代汽車鋼提供優(yōu)質(zhì)選材。

33、5)本發(fā)明所述的厚規(guī)格不銹鋼熱成形鋼生產(chǎn)方法免去冷軋及鍍層工序，工藝流程控制簡單，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。同時該不銹鋼熱成形鋼具有高淬透性，全馬氏體轉(zhuǎn)變臨界冷速也遠遠低于傳統(tǒng)22mnb5，熱成形工藝窗口寬，熱成形過程可以多段操作，而不需要合模保壓足夠時間使其完全淬火成馬氏體，能顯著提高生產(chǎn)效率。