高強(qiáng)度冷軋鋼板和生產(chǎn)這種鋼板的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于汽車(chē)、建材等的高強(qiáng)度冷軋鋼板，特別是成形性?xún)?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板。特別地，本發(fā)明涉及一種具有至少780MPa拉伸強(qiáng)度的冷軋鋼板。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高強(qiáng)度冷軋鋼板和生產(chǎn)這種鋼板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適合于應(yīng)用在汽車(chē)、建材等中的高強(qiáng)度冷軋鋼板，尤其是一種成形性?xún)?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板。特別地，本發(fā)明涉及一種拉伸強(qiáng)度至少780MPa的冷軋鋼板。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于種類(lèi)繁多的應(yīng)用，提高的強(qiáng)度等級(jí)是輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的先決條件，尤其是在汽車(chē)行業(yè)，這是因?yàn)闇p輕車(chē)身質(zhì)量會(huì)降低油耗。
[0003]汽車(chē)車(chē)身部件通常用薄鋼板沖出，形成薄板的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件。然而，用傳統(tǒng)的高強(qiáng)度鋼不能生產(chǎn)出這樣的部件，因?yàn)槠湫纬蓮?fù)雜結(jié)構(gòu)件的能力過(guò)低。為此，在過(guò)去幾年，多相相變誘導(dǎo)塑性輔助鋼(TRIP鋼)獲得了相當(dāng)大的興趣。
[0004]TRIP鋼具有多相的微觀結(jié)構(gòu)，包括亞穩(wěn)定的殘余奧氏體相，其能夠產(chǎn)生TRIP效應(yīng)。當(dāng)鋼變形時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，從而導(dǎo)致顯著的加工硬化。這種硬化效果，在材料中起到抵抗頸縮的作用，并推遲板材成形操作的失效。TRIP鋼的微觀結(jié)構(gòu)可以極大地改變其機(jī)械性能。該TRIP鋼微觀結(jié)構(gòu)的最重要的方面是殘余奧氏體相的體積百分?jǐn)?shù)、尺寸和形態(tài)，因?yàn)檫@些特性直接影響鋼的變形時(shí)奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變。有幾種方法可以在室溫下化學(xué)穩(wěn)定奧氏體。在低合金TRIP鋼中，奧氏體通過(guò)其碳含量和奧氏體的小晶粒尺寸實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化。使奧氏體穩(wěn)定所需的碳含量為約I重量％。但是，鋼中的高碳含量由于會(huì)使可焊性受損而不能在許多應(yīng)用中使用。
[0005]因此，需要特殊的處理工藝路線(xiàn)使碳濃縮到奧氏體中，以便在室溫下穩(wěn)定該奧氏體。普通TRIP鋼化學(xué)中還包括少量其它元素的添加，以幫助穩(wěn)定化奧氏體，以及有助于產(chǎn)生將碳分配到奧氏體中的微觀結(jié)構(gòu)。最常用的添加劑是1.5重量％的Si和Mn 二者。為了抑制奧氏體在貝氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程期間分解，通常認(rèn)為必要的是硅含量應(yīng)為至少I(mǎi)重量％。在鋼中的硅含量是重要的，因?yàn)楣璨蝗苡跐B碳體。US2009/0238713公開(kāi)了這樣的TRIP鋼。然而，高硅含量可以使熱軋鋼的表面質(zhì)量差和冷軋鋼的涂覆性差。因此，已經(jīng)研究了使用其它元素部分或全部取代硅并且對(duì)于Al系合金設(shè)計(jì)已經(jīng)報(bào)道了有前途的結(jié)果。然而，使用鋁的缺點(diǎn)是在鑄造時(shí)的偏析行為，這導(dǎo)致熔渣中心位置的鋁被耗盡，致使在最終的微觀結(jié)構(gòu)中形成馬氏體帶的風(fēng)險(xiǎn)增加。
[0006]根據(jù)基體相，引用下列主要類(lèi)型的TRIP鋼:
[0007]TPF具有多邊形鐵素體基體的TRIP鋼
[0008]TPF鋼，如前面已經(jīng)提到的，含有得自相對(duì)軟質(zhì)的多邊形鐵素體的基體以及得自貝氏體和殘余奧氏體的夾雜物。殘留奧氏體變形時(shí)轉(zhuǎn)變成馬氏體，產(chǎn)生理想的TRIP效應(yīng)，這使得鋼實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度和可拉伸性的優(yōu)良組合。然而，與具有更均勻的微觀結(jié)構(gòu)和更強(qiáng)基體的TBF鋼、TMF鋼和TAM鋼相比 ，其伸緣成形性(stretch flangabiIity)較低。
[0009]TBF具有貝氏體鐵素體基體的TRIP鋼
[0010]TBF鋼聞名已久，吸引了很多人的興趣，因?yàn)樨愂象w鐵素體使其具有很好的伸緣成形性。此外，與TPF鋼類(lèi)似，TRIP效應(yīng)(其通過(guò)亞穩(wěn)的殘留奧氏體島應(yīng)變誘發(fā)相變成為馬氏體而確保)顯著地提高其可拉伸性。
[0011]TMF具有馬氏體鐵素體基體的TRIP鋼
[0012]TMF鋼還含有嵌入高強(qiáng)度馬氏體基體中的亞穩(wěn)殘余奧氏體小島，這使得這些鋼獲得比TBF鋼甚至更好的伸緣成形性。雖然這些鋼也表現(xiàn)出TRIP效應(yīng)，但比TBF鋼的可拉伸性低。
[0013]TAM具有退火馬氏體基體的TRIP鋼
[0014]TAM鋼含有得自由新生馬氏體再退火得到的針狀鐵素體的基體。顯著的TRIP效應(yīng)再次通過(guò)應(yīng)變發(fā)生時(shí)亞穩(wěn)殘余奧氏體夾雜物轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體得以實(shí)現(xiàn)。盡管這些鋼材具有有前景的強(qiáng)度、拉伸性和伸緣成形性的組合，但由于其復(fù)雜和昂貴的雙-熱循環(huán)，使這些鋼材都沒(méi)有取得顯著的產(chǎn)業(yè)效益。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0015]本發(fā)明涉及一種具有至少780MPa的拉伸強(qiáng)度和優(yōu)異的成形性的高強(qiáng)度冷軋鋼板和其工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)方法。特別地，本發(fā)明涉及一種具有適于在常規(guī)工業(yè)退火生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)的性能的冷軋TPF鋼板。因此，該鋼應(yīng)不僅具有良好的可成形性，同時(shí)在Aci3-溫度，Ms-溫度，奧氏體回火時(shí)間和溫度以及其它因素(如影響熱軋鋼板的表面質(zhì)量和在工業(yè)退火生產(chǎn)線(xiàn)上鋼板的加工性的粘性等級(jí)(sticky scale))方面是優(yōu)化的。
[0016]發(fā)明詳述
[0017]本發(fā)明描述在權(quán)利要求中。
[0018]在下面的說(shuō)明書(shū)中，下列縮寫(xiě)代表:
[0019]PF=多邊形鐵素體，
[0020]B=貝氏體，
[0021]BF=貝氏體鐵素體，
[0022]TM=回火馬氏體。
[0023]RA=殘余奧氏體
[0024]Rm=拉伸強(qiáng)度(MPa)
[0025]Ag =均勻延伸率，UEL(% )
[0026]A80 =總延伸率(％ )
[0027]Rp0.2 =屈服強(qiáng)度(MPa)
[0028]HR =熱軋壓下量(％ )
[0029]Tan =退火溫度(°C )
[0030]tm=退火時(shí)間(S)
[0031]CRl =冷卻速度(°C/s)
[0032]Tq =淬火溫度(V )
[0033]CR2 =冷卻速度(°C /s)
[0034]Tej =快速冷卻停止溫度(V )
[0035]Toa =過(guò)時(shí)效/奧氏體回火溫度(V )
[0036]t0A =過(guò)時(shí)效/奧氏體回火時(shí)間(S)
[0037]CR3 =冷卻速度(°C /s)
[0038]冷軋高強(qiáng)度TPF鋼板具有由以下元素(重量％計(jì))組成的組分:
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度冷軋鋼板，包括:a)由以下元素(重量％計(jì))組成的組分:
除雜質(zhì)外平衡量的鐵，b)由以下物相(體積％計(jì))組成的多相微觀結(jié)構(gòu):殘余奧氏體5-22鐵素體貝氏體+貝氏體+回火馬氏體≤80多邊形鐵素體≥10，c)以下的機(jī)械性能:拉伸強(qiáng)度(Rm)≥780MPa延伸率(A8tl)≥12%，優(yōu)選≥13%,和任選地滿(mǎn)足下述條件RmXA80 ≥ 13 000 MPa%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，滿(mǎn)足下述的至少一項(xiàng):
3.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，滿(mǎn)足下述的至少一項(xiàng):
4.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，滿(mǎn)足下述的至少一項(xiàng):
5.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中所述的殘余奧氏體(RA)的最大尺寸< 6 μ m,優(yōu)選< 3 μ m。
6.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中所述多相微觀結(jié)構(gòu)包含(體積％計(jì)) 殘余奧氏體6-16 鐵素體貝氏體+貝氏體+回火馬氏體< 80 多邊形鐵素體≥10。
7.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，所述鋼包含:
任選地Nb 0.01-0.03，優(yōu)選 0.02 - 0.03和其中所述鋼板滿(mǎn)足下述要求的至少一項(xiàng):(Rm) 780-1200MPa(A80) ^ 15%和RmXA80 ^ 16 OOOMPa1^。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中所述鋼包括:
任選地Nb 0.01-0.03，優(yōu)選 0.02 - 0.03和其中所述鋼板滿(mǎn)足下述要求的至少一項(xiàng):(Rm) 780-1200MPa(A80) ^ 15%和RmXA80 ≥14 000MPa%，優(yōu)選≥ 16 OOOMPa
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中所述鋼包括:
任選地Si+Cr ≥ 1.0Nb 0.01-0.03和其中所述鋼板滿(mǎn)足下述要求的至少一項(xiàng):(Rm) 980-1200MPa(A80) ^ 13%和RmxA80 ^ 13 000 MPa%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中所述鋼包括:
任選地 Si+Cr ≤ 1.0 Nb 0.01-0.03 和其中所述鋼板滿(mǎn)足下述要求的至少一項(xiàng):
(Rm) 980-1200MPa
(A80) ^ 13% 和 RmxA80 ≥ 13 OOOMPa%。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中所述鋼包括:
任選地 Si+Cr ≤ 1.1
Nb 0.01-0.03，優(yōu)選 0.02 - 0.03
和其中所述鋼板滿(mǎn)足下述要求的至少一項(xiàng):
(Rm) 1000-1400MPa,優(yōu)選 1180 - 1400MPa
(A80)≤10%，優(yōu)選≤14% 和 RmxA80 ≤ 12 OOOMPa%，優(yōu)選≤ 15 OOOMPa%。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中比率Mn+3X Cr ( 3.8，優(yōu)選(3.6，最優(yōu)選≤3.4。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中在含量上Si>Al，優(yōu)選為Si>l.3A1，更優(yōu)選為 Si>5Al，最優(yōu)選 Si>10Al。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，比率Si/Cr= 1-5，優(yōu)選1.5-3，更優(yōu)選 1.7-3，最優(yōu)選 1.7-2.8。
15.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中不設(shè)置熱浸鍍鋅層。
16.制造根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板的方法，包括如下步驟: a)提供具有前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述成分的冷軋鋼帶， b)退火所述冷軋鋼帶，所述退火在760°C-^201:的退火溫度(TJ進(jìn)行，然后 c)將所述冷軋鋼帶從所述退火溫度(Tan)冷卻到快速冷卻的冷卻停止溫度(Tw)，所述快速冷卻的冷卻停止溫度為300-475°C，優(yōu)選350-475°C，冷卻速度足以避免珠光體的形成，然后 d)奧氏體回火所述冷軋鋼帶,所述奧氏體回火在320-480°C的過(guò)時(shí)效/奧氏體回火溫度(TJ進(jìn)行，然后 e)將所述冷軋鋼帶冷卻到環(huán)境溫度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板的制造方法，其中: 在步驟d)中的所述奧氏體回火在375-475°C的過(guò)時(shí)效/奧氏體回火溫度(Toa)進(jìn)行(200秒的時(shí)間。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板的制造方法，其中: 在步驟d)中的所述奧氏體回火在350-450°C的過(guò)時(shí)效/奧氏體回火溫度(Toa)進(jìn)行≥200秒的時(shí)間。
【文檔編號(hào)】C21D8/00GK104169444SQ201380015603
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】T.赫伯斯伯格爾, D.克里贊, S.保羅, A.皮克勒爾 申請(qǐng)人:奧鋼聯(lián)鋼鐵有限責(zé)任公司