鋼材,扁鋼產(chǎn)品及該扁鋼產(chǎn)品的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼材和由該鋼材制成的扁鋼產(chǎn)品，該鋼材和扁鋼產(chǎn)品具有優(yōu)化了的機(jī)械特性，并且可以低成本地生產(chǎn)，不必使用昂貴的、采購(gòu)花費(fèi)波動(dòng)大的合金元素。按照本發(fā)明的鋼材和扁鋼產(chǎn)品具有以下組成(重量％)：C：0.11-0.16％；Si：0.1-0.3％；Mn:1.4-1.9％；Al:0.02-0.1％；Cr:0.45-0.85％；Ti:0.025-0.06％；B:0.0008-0.002％；剩余Fe和生產(chǎn)條件決定不可避免的雜質(zhì)含有磷、硫、氮或者鉬，含量分別為：P＜0.02％，S:＜0.003％，N：＜0.008％，Mo：＜0.1％。本發(fā)明還涉及制造由按照本發(fā)明的鋼材構(gòu)成的扁鋼產(chǎn)品的方法。
【專利說(shuō)明】鋼材，扁鋼產(chǎn)品及該扁鋼產(chǎn)品的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種能夠低成本生產(chǎn)的、高強(qiáng)度鋼材。本發(fā)明同樣還涉及由該鋼材制 得的扁鋼廣品及其制造方法。
[0002] 在這里所提到的扁鋼產(chǎn)品是指通過(guò)軋制過(guò)程得到的鋼帶、鋼板或由它們制得的扁 坯、板材毛坯和其他同類型的產(chǎn)品。
[0003] 除非另有明確說(shuō)明，否則與合金元素羅列有關(guān)的合金元素的含量以重量表示。

【背景技術(shù)】
[0004] 雙相鋼從很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)就開(kāi)始用于汽車制造。在此，對(duì)于這一類鋼材已知大量的 合金設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)可以分別組合從而滿足不同的要求。許多已知的設(shè)計(jì)都基于鉬合金，或 者以繁瑣的生產(chǎn)過(guò)程，特別是冷軋鋼帶退火時(shí)非?？斓慕禍?，為前提條件，從而產(chǎn)生預(yù)期的 鋼材組織結(jié)構(gòu)。由于鉬的市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)很大，因此高鉬含量的鋼材的生產(chǎn)具有很高的成本 風(fēng)險(xiǎn)。但與之相對(duì)地，鉬對(duì)于雙相鋼的機(jī)械特性有積極的效用。高鉬含量可以延緩冷卻時(shí) 珠光體的形成并且可以保證產(chǎn)生針對(duì)各個(gè)鋼材提出的要求有利的組織結(jié)構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 以前述現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，本發(fā)明的目的在于，提出一種鋼材以及扁鋼產(chǎn)品，該鋼材 和扁鋼產(chǎn)品具有優(yōu)化了的機(jī)械特性，并且不必使用昂貴的、采購(gòu)花費(fèi)波動(dòng)大的合金元素，可 以低成本地生產(chǎn)。
[0006] 另外，還應(yīng)給出一種可靠地制造按照本發(fā)明的冷軋扁鋼產(chǎn)品的方法。
[0007] 針對(duì)鋼材，根據(jù)本發(fā)明這類具有權(quán)利要求1所給出的組成的鋼材實(shí)現(xiàn)了該目的。
[0008] 針對(duì)扁鋼產(chǎn)品，根據(jù)本發(fā)明的上述目的的實(shí)現(xiàn)方案在于，這種扁鋼產(chǎn)品在冷軋狀 態(tài)時(shí)具有權(quán)利要求6所述的組成結(jié)構(gòu)。
[0009] 針對(duì)方法，上述的目的最終通過(guò)根據(jù)本發(fā)明在制造冷軋扁鋼產(chǎn)品時(shí)執(zhí)行權(quán)利要求 8所述的操作步驟而實(shí)現(xiàn)。
[0010] 按照本發(fā)明的、可解決上述目的的鋼材具有以下的組成（重量％ :
[0011] C： 0. 11 - 0. 16%； Si： 0. 1 - 0? 3%; Mn: 1. 4 -1.9%; Al: 0. 02 - 0? 1%; Cr: 0.15- 0.85%; Ti: 0.025 - 0.06%; B: 0.0008- 0.002%;
[0012] 剩余Fe和生產(chǎn)條件決定不可避免的雜質(zhì)有磷、硫、氮或者鉬，P、S、N或Mo的含量 分別為：
[0013] P： s=0. 02%, S: 5=0. 003%, N： sC(). 008%, Mo:彡0? 1%。
[0014] 在按照本發(fā)明的合金中，特別地將鉬的含量減小至最小值并且由其他低成本的合 金元素來(lái)替代，同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致明顯的強(qiáng)度損失或者其他機(jī)械特性的退化。
[0015] 碳能夠在組織結(jié)構(gòu)中形成馬氏體，因此按照本發(fā)明的鋼材中的碳是對(duì)于調(diào)整預(yù)期 的高強(qiáng)度的基本元素。只有當(dāng)按照本發(fā)明的鋼材中含有至少0. 11重量％的碳元素，該作用 才會(huì)充分顯現(xiàn)。但過(guò)高的C含量對(duì)焊接性產(chǎn)生負(fù)面作用。在此普遍適用的是，鋼材的可焊 性隨著碳含量的升高降低。為了避免C含量對(duì)于可加工性的負(fù)面影響，在按照本發(fā)明的鋼 材中最大碳含量限制在0. 16重量％。
[0016] 硅通過(guò)提高鐵素體的硬度，同樣也用于提高鋼材強(qiáng)度。按照本發(fā)明的鋼材的最小 硅含量為〇. 1重量％。但是過(guò)高的硅含量不僅會(huì)導(dǎo)致不期望的晶界氧化，對(duì)由按照本發(fā)明 的鋼材生產(chǎn)的扁鋼產(chǎn)品的表面產(chǎn)生負(fù)面影響，如果按照本發(fā)明的扁鋼產(chǎn)品為了改善鋼材的 耐腐蝕性應(yīng)鍍有一個(gè)金屬保護(hù)層，高硅含量還會(huì)引起熱浸鍍層的困難。為了避免Si在按照 本發(fā)明的鋼材中引起這樣負(fù)面的、給后續(xù)加工造成困難的影響，按照本發(fā)明的鋼材的Si含 量上限為0. 3重量％。
[0017] 錳阻礙在冷卻時(shí)珠光體的形成。以此可以促進(jìn)按照本發(fā)明的鋼材中馬氏體的形成 并且提高鋼材的強(qiáng)度。對(duì)抑制珠光體形成足夠高的錳含量為1.4重量％。但是錳元素也具 有負(fù)面作用，形成偏析或者降低焊接適應(yīng)性。為了避免這些負(fù)面作用，按照本發(fā)明的鋼材的 錳的含量范圍的上限設(shè)置為1. 9重量％。
[0018] 鋁對(duì)于按照本發(fā)明的鋼材有脫氧作用。為此所需的最大鋁含量為0. 1重量％。實(shí) 際中，已證實(shí)鋁含量最大為0. 05重量％為特別有利。當(dāng)含量大于0. 02重量％時(shí)，就一定出 現(xiàn)鋁的預(yù)期作用，因此按照本發(fā)明的鋼材的A1含量為0. 02-0. 1重量％，特別是0. 02-0. 05 重量％。
[0019] 鉻在按照本發(fā)明的鋼材中與錳一樣用于鋼材強(qiáng)度的提高。鉻的出現(xiàn)可以增加硬度 和鋼材中馬氏體的份額。為此所要求的Cr含量至少為0.45重量％。但是過(guò)高的鉻含量會(huì) 促進(jìn)晶界氧化。為了避免該作用，按照本發(fā)明的鋼材的Cr含量限制在不超過(guò)0. 85重量％。
[0020] 鈦在按照本發(fā)明的鋼材中通過(guò)細(xì)化晶粒提高鋼材強(qiáng)度。另外Ti與鋼材中的氮結(jié) 合并且阻止不必要的氮化硼的形成。按照本發(fā)明的鋼材中的硼可以完全發(fā)揮其提高強(qiáng)度的 作用。為此，最小為0.025重量％Ti含量是必須的。更高的鈦含量很大程度的延緩了退火 時(shí)的重結(jié)晶。在極端情況下，這還可能伴隨著延伸率下降。為了保證由按照本發(fā)明的鋼材生 產(chǎn)的扁鋼產(chǎn)品具有最小14%的斷裂延伸率，鈦含量的上限按照本發(fā)明限制在0. 06重量％， 特別是0. 055重量％以內(nèi)，其中含量不超過(guò)0. 045重量％被證明是特別符合實(shí)際生產(chǎn)的。
[0021] 硼在按照本發(fā)明的鋼材中也用于強(qiáng)度的提高。為此，最小為0.0008重量％的硼的 含量是必要的。大于0. 002重量％的B含量導(dǎo)致不希望的脆化現(xiàn)象。
[0022] 磷、硫、氮和鉬作為雜質(zhì)微量存在于按照本發(fā)明的鋼材中，因此對(duì)鋼材和由該鋼材 制成的扁鋼產(chǎn)品的特性沒(méi)有任何影響。相應(yīng)地，在按照本發(fā)明的鋼材中這些雜質(zhì)元素分別 為：不超過(guò)0. 02重量％的P，不超過(guò)0. 003重量％的S，不超過(guò)0. 008重量％的N，不超過(guò)0. 1 重量％的Mo，其中鉬的含量?jī)?yōu)選小于0. 05重量％。按照本發(fā)明的鋼材中當(dāng)然還可能存在取 決于生產(chǎn)條件而引入的其他雜質(zhì)，例如使用廢料。但是這些雜質(zhì)同樣也是微量存在，因此并 不影響鋼材的特性。
[0023] 生產(chǎn)按照本發(fā)明的扁鋼產(chǎn)品、按照本發(fā)明的方法包括以下操作步驟：
[0024] a)按照本發(fā)明組成的鋼材澆鑄成為初級(jí)產(chǎn)品，該初級(jí)產(chǎn)品是扁坯或者薄扁坯；
[0025] b)初級(jí)產(chǎn)品熱軋為厚度為2到5. 5mm的熱軋鋼帶，其中熱軋初始溫度為 1000-1300°C，特別是1050-1200°C，并且熱軋結(jié)束溫度為840-950°C，特別是890-950°C;
[0026] c)在盤繞溫度480_650°C下，該熱軋鋼帶盤繞成卷材；
[0027] d)熱軋鋼帶冷軋為厚度為0.6-2. 4mm的冷軋扁鋼產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)冷軋實(shí)現(xiàn)35-80%冷 軋率；
[0028] e)以連續(xù)的過(guò)程完成對(duì)冷軋扁鋼產(chǎn)品的熱處理，其中
[0029] e. 1)該冷軋扁鋼產(chǎn)品首先在預(yù)熱階段，以加熱速率0.2_45°C /s加熱至不超過(guò) 870 °C的預(yù)熱溫度，特別是690-860 °C，
[0030] e. 2)該冷軋扁鋼產(chǎn)品隨后進(jìn)入保持階段，在退火溫度750-870°C下保持退火持續(xù) 時(shí)間8-260S，其中，可選擇性地將已預(yù)熱的扁鋼產(chǎn)品在保持階段內(nèi)完成加熱至退火溫度，
[0031] e. 3)該冷軋扁鋼產(chǎn)品在退火持續(xù)結(jié)束之后以冷卻速率0.5-110K/s冷卻。
[0032] 為了避免初級(jí)產(chǎn)品中的應(yīng)力開(kāi)裂，該初級(jí)產(chǎn)品應(yīng)在澆鑄之后還處在熱的狀態(tài)下繼 續(xù)保持在最小為300°C的溫度下，或者以最高60°C /h的冷卻速率，特別是最高50°C /h，緩 慢冷卻。
[0033] 為了在完成熱軋之前使初級(jí)產(chǎn)品分別達(dá)到要求的熱軋初始溫度，初級(jí)產(chǎn)品如果需 要可以在溫度足夠高的熔爐中停留最長(zhǎng)不超過(guò)500分鐘的持續(xù)時(shí)間。
[0034] 按照本發(fā)明，盤繞溫度確定在480_650°C之間，因?yàn)楦偷谋P繞溫度會(huì)導(dǎo)致更加堅(jiān) 硬的熱軋扁鋼產(chǎn)品（"熱軋鋼帶"），該熱軋鋼帶只能在復(fù)雜化了的條件下進(jìn)一步加工。與 之相對(duì)的，高于650°C的盤繞溫度結(jié)合按照本發(fā)明設(shè)置的鉻含量，會(huì)增加晶界氧化的危險(xiǎn)。
[0035] 盤繞成卷材的熱軋鋼帶冷卻至室溫。冷卻后，可選擇性地進(jìn)行酸洗，從而除去熱軋 鋼帶上附著的氧化皮和污垢。
[0036] 在盤繞和如果有需要進(jìn)行的酸洗之后，熱軋鋼帶在一個(gè)或幾個(gè)冷軋步驟中被軋制 為冷軋扁鋼產(chǎn)品（"冷軋鋼帶"）。在此，熱軋鋼帶由按照本發(fā)明設(shè)置的厚度以總冷軋率為 35-80 %冷軋，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)冷軋鋼帶厚度為0. 6-2. 4mm。
[0037] 在接下來(lái)的完成步驟中，冷軋鋼帶經(jīng)過(guò)連續(xù)的退火過(guò)程。這有利于設(shè)置預(yù)期的機(jī) 械特性。
[0038]同時(shí)，該退火過(guò)程還可以作為冷軋扁鋼產(chǎn)品對(duì)后續(xù)金屬鍍層的準(zhǔn)備，該金屬涂層 可保護(hù)冷軋扁鋼產(chǎn)品在以后的使用中免受腐蝕性的破壞。這一類金屬涂層可以大規(guī)模地、 低成本地通過(guò)熱浸鍍層法涂敷在鋼帶表面。在此，按照本發(fā)明設(shè)置的退火可以在傳統(tǒng)構(gòu)建 的、連續(xù)的熱浸鍍層設(shè)備中進(jìn)行。電解鍍鋅還可以選擇性緊接著該退火過(guò)程進(jìn)行。
[0039] 熱處理的過(guò)程中，不僅要加熱至各自的最大退火溫度，還要在一步或多個(gè)步驟中 完成隨后的降溫。首先在預(yù)熱階段，以0. 2K/S到45K/S之間的速率加熱至預(yù)熱溫度，最大 預(yù)熱溫度等于最大退火溫度，特別是在690-860°C或者690-840°C范圍內(nèi)。
[0040] 緊接著，該扁鋼產(chǎn)品進(jìn)入保持階段，在該階段中，如果預(yù)熱溫度低于目標(biāo)最大退火 溫度，可通過(guò)另一個(gè)加熱過(guò)程達(dá)到最大退火溫度750-870°C。扁鋼產(chǎn)品保持在各自的最大退 火溫度直到保持階段結(jié)束。退火持續(xù)時(shí)間是指扁鋼產(chǎn)品在保持階段保持在最大退火溫度的 持續(xù)時(shí)間，為8-260S。過(guò)低的溫度或者過(guò)短的時(shí)間情況下，材料不會(huì)重結(jié)晶。因此，對(duì)于冷 卻時(shí)金相組織轉(zhuǎn)變，沒(méi)有足夠的可用于馬氏體形成的奧氏體。另外，未重結(jié)晶的鋼材會(huì)導(dǎo)致 明顯的各向異性。相反地，過(guò)長(zhǎng)的退火持續(xù)時(shí)間或者過(guò)高的溫度導(dǎo)致粗的組織結(jié)構(gòu)并且由 此引起機(jī)械特性變差。
[0041] 結(jié)束退火持續(xù)時(shí)間之后，冷軋扁鋼產(chǎn)品以冷卻速率0. 5-110K/S進(jìn)行冷卻。在此， 在上述區(qū)域內(nèi)調(diào)節(jié)冷卻速率，從而盡量避免珠光體形成。
[0042] 如果在熱處理之后還應(yīng)該熱浸鍍層，該冷軋的扁鋼產(chǎn)品應(yīng)在冷卻過(guò)程中冷卻至 455-550°C。這樣調(diào)溫后的冷軋扁鋼產(chǎn)品隨后通過(guò)溫度為450-480°C的Zn熔池。如果冷 軋扁鋼產(chǎn)品的溫度處在鋅池預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)，鋼帶可以在進(jìn)入鋅池之前保持最長(zhǎng)不超過(guò) 100s的持續(xù)時(shí)間。相反地，如果鋼帶的溫度高于480°C，扁鋼產(chǎn)品直到進(jìn)入鋅池之前以不超 過(guò)10K/s的冷卻速率冷卻至鋅池溫度范圍內(nèi)的溫度，特別是等于鋅池溫度。
[0043] 從鋅池中出來(lái)后，扁鋼產(chǎn)品上存在的Zn基-保護(hù)涂層的厚度以已知的方式通過(guò)削 去裝置調(diào)節(jié)。
[0044] 緊隨著熱浸鍍層可以選擇性地進(jìn)行進(jìn)一步的熱處理（"鋅鍍層退火處理"/ Galvannealing)，其中，為了烙上鋅層，經(jīng)熱浸鍍的扁鋼產(chǎn)品加熱至最大不超過(guò)550°C。
[0045] 所獲得的冷軋扁鋼產(chǎn)品從鋅池中出來(lái)之后直接地或者緊隨著額外的熱處理冷卻 至室溫。
[0046] 按照本發(fā)明的、生產(chǎn)按照本發(fā)明的扁鋼產(chǎn)品的方法包括以下變體：
[0047]變體 a)
[0048] 該冷軋扁鋼產(chǎn)品（"冷軋鋼帶"）在預(yù)熱熔爐中以加熱速率10-45K/S加熱至預(yù)熱 溫度 660-840 °C。
[0049] 隨后已預(yù)熱的冷軋鋼帶通過(guò)熔爐區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)冷軋鋼帶在溫度760_860°C保 持經(jīng)過(guò)保持時(shí)間8-24s。取決于之前操作步驟所達(dá)到的預(yù)熱溫度，在此可以進(jìn)行加熱速率為 0. 2-15K/S的進(jìn)一步加熱。
[0050] 退火后的冷軋鋼帶隨后以冷卻速率2. 0-30K/S冷卻至進(jìn)入溫度455-550 °C，以 該溫度緊接著進(jìn)入鋅熔池并且在鋅池中保持經(jīng)過(guò)不超過(guò)45s的保持時(shí)間。該鋅熔池具有 455-465°C的溫度。取決于進(jìn)入溫度，鋅熔池中的冷軋鋼帶以最大不超過(guò)10K/s的冷卻速率 冷卻至當(dāng)時(shí)鋅熔池的溫度，或者保持在不變的溫度。在從鋅熔池出來(lái)、涂敷有鋅層的冷軋鋼 帶上，以已知的方式調(diào)整涂層的厚度。隨后，鍍層的冷軋鋼帶冷卻至室溫。
[0051]變體b)
[0052] 該冷軋扁鋼產(chǎn)品在連續(xù)熔爐的入口加熱區(qū)域以不超過(guò)25K/s的加熱速率加熱至 目標(biāo)溫度760-860 °C。
[0053] 隨后，已加熱的冷軋扁鋼產(chǎn)品在熔爐的保持區(qū)域在750-870°C，特別是780-870°C 的退火溫度保持35-150S。取決于冷軋扁鋼產(chǎn)品進(jìn)入保持區(qū)域的溫度，在保持時(shí)間內(nèi)，即在 保持區(qū)域內(nèi)，以不超過(guò)3K/s的加熱速率加熱扁鋼產(chǎn)品至各自的退火溫度。
[0054] 保持在退火溫度之后進(jìn)行二階冷卻，其中，冷軋扁鋼產(chǎn)品首先緩慢地以冷卻速率 0. 5-lOK/s冷卻至為640-730°C的過(guò)渡溫度，并且以冷卻速率5-llOK/s加速冷卻至溫度 455-550 °C。
[0055] 已冷卻至相關(guān)溫度的冷軋扁鋼產(chǎn)品然后通過(guò)鋅熔池。該鋅熔池具有450_480°C的 溫度。從鋅熔池出來(lái)、涂敷有鋅層的冷軋扁鋼產(chǎn)品上，以已知的方式調(diào)整涂層的厚度。
[0056] 為了促使鋅層上的合金形成，可以緊隨著鍍鋅層進(jìn)行退火處理（"鋅鍍層退火處 理"/Galvannealing)。為此，已鍍有鋅層的冷乳鋼帶可以加熱至470_550°C并且在該溫度 下保持經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間。
[0057] 在鍍鋅層之后，或者如果進(jìn)行鋅鍍層退火處理，則在該處理之后，為了改善冷軋鋼 帶的機(jī)械特性和鍍層的表面重量，鍍鋅冷軋鋼帶可以進(jìn)行平整軋制。由此獲得的平整度通 常在0. 1-2. 0%范圍內(nèi)，特別是在0. 1-1.0%范圍內(nèi)。
[0058] 按照本發(fā)明組成并制得的冷軋扁鋼產(chǎn)品為了調(diào)整其機(jī)械特性可以替換上述熱浸 鍍層在傳統(tǒng)退火爐中進(jìn)行熱處理，其中，加熱（操作步驟e. 1))和在各自退火溫度上的退火 (操作步驟e. 2))以上述的方式完成，但是操作步驟e. 3)至少分為兩個(gè)階段進(jìn)行，對(duì)此首先 冷卻冷軋扁鋼產(chǎn)品至250-500°C，然后在該溫度范圍下保持最長(zhǎng)不超過(guò)760s，從而進(jìn)行過(guò) 時(shí)效處理，并且最后冷卻至室溫。通過(guò)這種方式，使按照本發(fā)明的扁鋼產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)中的 奧氏體穩(wěn)定。
[0059] 在一個(gè)符合上述處理方式的按照本發(fā)明方法的變體中，隨后在連續(xù)熔爐中進(jìn)行如 下的熱處理步驟：
[0060] 該冷軋扁鋼產(chǎn)品首先在加熱區(qū)域以加熱速率1-8K/S加熱至750-870°C，特別是 750-850 °C。
[0061] 隨后，已加熱的冷軋扁鋼產(chǎn)品通過(guò)熔爐區(qū)域，在該區(qū)域冷軋扁鋼產(chǎn)品在退火溫度 750-870°C，特別是750-850°C，保持經(jīng)過(guò)保持時(shí)間70-260S。取決于在以上過(guò)程中所達(dá)到的 預(yù)熱溫度，進(jìn)一步以不超過(guò)5K/s的加熱速率加熱。
[0062] 這樣退火的冷軋扁鋼產(chǎn)品隨后進(jìn)行二階冷卻，其中，首先以冷卻速率3-30K/S加 速冷卻至過(guò)渡溫度450-570°C。該冷卻通過(guò)風(fēng)冷和/或噴氣冷卻完成。隨后的減慢冷卻中， 冷軋扁鋼產(chǎn)品以冷卻速率1-15K/S冷卻至400-500°C。
[0063] 緊隨著各個(gè)冷卻步驟可以進(jìn)行過(guò)時(shí)效處理，其中，冷軋扁鋼產(chǎn)品在溫度 250-500°C，特別是250-330°C，保持經(jīng)過(guò)保持時(shí)間150-760S。取決于各自的進(jìn)入溫度，冷軋 扁鋼產(chǎn)品以不超過(guò)1. 5K/s的冷卻速率冷卻。
[0064] 為了進(jìn)一步改善扁鋼產(chǎn)品的機(jī)械特性，以上述方式熱處理過(guò)的冷軋扁鋼產(chǎn)品隨后 還可以進(jìn)行平整乳制。在此調(diào)整后的平整度在〇. 1_2. 0%范圍內(nèi)，特別是0. 1-1%范圍內(nèi)。
[0065] 這樣熱處理并且必要時(shí)平整軋制后的冷軋扁鋼產(chǎn)品可以隨后通過(guò)鍍層設(shè)備電解 鍍層，在該電鍍?cè)O(shè)備中，金屬鍍層，例如鋅合金鍍層，以已知的電化學(xué)（"電解"）方式在冷軋 扁鋼廣品上沉積。
[0066] 按照本發(fā)明的扁鋼產(chǎn)品具有上述方式組成的、按照本發(fā)明的合金，并且通過(guò)結(jié)構(gòu) 表明了特征，該結(jié)構(gòu)的60-90體積％由包括貝氏體中鐵素體的鐵素體組成，10-40體積％由 馬氏體組成，不超過(guò)5體積％由殘余奧氏體組成以及不超過(guò)5體積％由生產(chǎn)條件限制的、不 可避免的其他結(jié)構(gòu)部分而組成。
[0067] 在此，按照DIN EN ISO 6892 (樣品形狀2,長(zhǎng)樣品）的拉伸試驗(yàn)中得出的數(shù)值在以 下的范圍內(nèi)：
[0068] RP〇., 最小為440Mpa，特別是不超過(guò)550Mpa， Rffl 最小為780Mpa，特別是不超過(guò)900Mpa， A?〇 最小為14%， 最小為 0.10， BH2 最小為25Mpa,特別是最小為30Mpa。
[0069] 在實(shí)踐中可以采用根據(jù)本發(fā)明的方法可靠地生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的扁鋼產(chǎn)品。

【具體實(shí)施方式】
[0070] 在圖1和圖2中示出的曲線圖分別示出了當(dāng)冷軋扁鋼產(chǎn)品經(jīng)過(guò)按照本發(fā)明的方式 實(shí)施的退火過(guò)程和緊接著立即進(jìn)行熱浸鍍層時(shí)不同的溫度變化曲線：
[0071] -以加熱速率RV預(yù)熱至預(yù)熱溫度TV ;
[0072] -保持在最大退火溫度TG經(jīng)過(guò)退火持續(xù)時(shí)間tG，其中，當(dāng)預(yù)熱溫度TV小于退火 溫度TG時(shí)（虛線TV = TG ;實(shí)線TV < TG)，該保持時(shí)間還包括完成加熱到退火溫度TG的時(shí) 間；
[0073] _冷卻分為一階（圖1)或者二階（圖2)，如下說(shuō)明：
[0074] _扁鋼產(chǎn)品冷卻至溫度TE (圖1)或者第一溫度TE'（圖2)，
[0075] -當(dāng)溫度TE在為熔池溫度TB設(shè)置的溫度范圍內(nèi)，特別是等于溫度TB時(shí)，可選擇地 在溫度TE上保持通過(guò)持續(xù)時(shí)間tH(圖1)，或者
[0076] -當(dāng)?shù)谝粶囟萒E'大于熔池預(yù)設(shè)溫度范圍的上限值時(shí)，溫度由第一溫度TE'繼續(xù)降 溫至第二溫度TE"，其中在第二降溫步驟，第二溫度TE"落在熔池預(yù)設(shè)溫度TB范圍內(nèi)，特別 是等于溫度TB (圖2);
[0077] -扁鋼產(chǎn)品在通過(guò)時(shí)間tB內(nèi)經(jīng)過(guò)熔池；
[0078] -冷卻至室溫RT。
[0079] 與此相對(duì)，圖3中的曲線圖示例性地示出了扁鋼產(chǎn)品不進(jìn)行熱浸鍍層、連續(xù)地退 火時(shí)的溫度變化曲線：
[0080] -以加熱速率RV在預(yù)熱持續(xù)時(shí)間tv內(nèi)預(yù)熱至預(yù)熱溫度TV ;
[0081] -保持在最大退火溫度TG經(jīng)過(guò)退火持續(xù)時(shí)間tG，其中，當(dāng)預(yù)熱溫度TV小于退火 溫度TG時(shí)（虛線TV = TG ;實(shí)線TV < TG)，該保持時(shí)間還包括完成加熱到退火溫度TG的時(shí) 間；
[0082] -冷卻分為兩個(gè)階段，其中，在第一階段以更高的冷卻速度冷卻至第一過(guò)渡溫度 TZ'并且隨后以減小的冷卻速度冷卻至第二過(guò)渡溫度TZ" ；
[0083] -進(jìn)行過(guò)時(shí)效處理，處理過(guò)程中，扁鋼產(chǎn)品由第二過(guò)渡溫度TZ"以冷卻速率RU經(jīng)過(guò) 處理持續(xù)時(shí)間tU冷卻至過(guò)時(shí)效處理溫度TU ;
[0084]-冷卻至室溫RT。
[0085] 為了檢測(cè)通過(guò)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的效果，表格1給出了九個(gè)熔煉的鋼水A-I以及X，Y的 組成。鋼材A-I涉及按照本發(fā)明的鋼材，而鋼材X，Y不屬于本發(fā)明。
[0086] 鋼水A-I，X，Y澆鑄成扁坯。冷卻扁坯時(shí)，最大冷卻速度不能超過(guò)60K/h。為了完 成下一步的熱軋，扁坯隨后在熔爐中加熱至各自的熱軋起始溫度WAT。
[0087] 在熱軋步驟中，溫度為熱軋初始溫度WAT的扁鋼熱軋為結(jié)束溫度為WET并具有厚 度WBD的熱軋鋼帶。熱軋之后所得到的鋼帶冷卻至盤繞溫度HT，隨后在該盤繞溫度下盤繞 成卷材。
[0088] 這樣熱軋制得的、具有各自不同的總變形程度KWG的鋼帶被冷軋成為具有厚度 KBD的冷軋鋼帶。
[0089] 生產(chǎn)熱軋和冷軋鋼帶需要考慮到的工藝參數(shù)"熱軋初始溫度WAT"，"熱軋結(jié)束溫度 WET"，"熱軋鋼帶厚度WBD"，"盤繞溫度HT"，"總變形程度KWG"和"冷軋鋼帶厚度KBD"分別 在表2和3中給出。
[0090] 這樣冷軋制得的鋼帶可以進(jìn)行不同的退火實(shí)驗(yàn)。
[0091] 遵循圖1中曲線的這些實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)變體中，鋼帶在傳統(tǒng)的熱浸鍍層設(shè)備中首先 在預(yù)熱區(qū)域以加熱速率RV加熱至預(yù)熱溫度TV。
[0092] 緊隨著預(yù)熱，鋼帶在保持區(qū)域首先以加熱速率RF完成加熱至最大退火溫度TG，隨 后保持在該溫度。經(jīng)過(guò)整個(gè)保持區(qū)域，即包括經(jīng)過(guò)完成加熱和保持，需要退火持續(xù)時(shí)間tG。
[0093] 隨后冷軋鋼帶不間斷地以冷卻速率RE在一個(gè)階段內(nèi)冷卻至溫度TE。從熔池出來(lái) 的鋼帶具有可以防止腐蝕的Zn合金鍍層。
[0094] 生產(chǎn)熱軋和冷軋鋼帶需要考慮到的工藝參數(shù)"加熱速率RV"，"預(yù)熱溫度TV"，"加熱 速率RF"，"退火溫度TG"，"退火持續(xù)時(shí)間tG"，"冷卻速率rE"，"溫度TE"，"保持時(shí)間tE"， "冷卻速率RB"和"熔池溫度TB"分別在表4中給出。另外，對(duì)實(shí)際操作適用的、以按照本發(fā) 明的方式熱浸鍍層的參數(shù)以普通形式在表4中示出。
[0095] 遵循圖2中曲線進(jìn)行的試驗(yàn)的第二個(gè)變體中，鋼帶再次在傳統(tǒng)的熱浸鍍層設(shè)備中 首先在熔爐的第一區(qū)域以加熱速率RV加熱至預(yù)熱溫度TV。緊接在預(yù)熱之后鋼帶立即進(jìn)入 熔爐的第二區(qū)域。如果預(yù)熱溫度TV小于上述的最大退火溫度TG，鋼帶以加熱速率RF完成 加熱至要求的最大退火溫度TG。隨后冷軋鋼帶連續(xù)的分為兩個(gè)階段冷卻。在冷卻的第一階 段，鋼帶以相對(duì)較低的第一冷卻速率RE'冷卻至第一過(guò)渡溫度TE'。隨著第一過(guò)渡溫度TE' 的達(dá)到，以提高的冷卻速率RE將鋼帶快速冷卻至溫度TE。從熔池中出來(lái)的鋼帶具有Zn合 金鍍層，可以保護(hù)鋼帶不被腐蝕。
[0096] 生產(chǎn)熱軋和冷軋鋼帶需要考慮到的工藝參數(shù)"加熱速率RV"，"預(yù)熱溫度TV"，"加熱 速率RF" "退火溫度TG"，"退火持續(xù)時(shí)間tG"，"第一冷卻速率RE' "，"第一過(guò)渡溫度TE' "， "冷卻速率RE"，"溫度TE"，"保持時(shí)間tE"，"冷卻速率RB"和"溫度TB"在表5中給出。
[0097] 遵循圖3中曲線進(jìn)行的試驗(yàn)的第三個(gè)變體中，鋼帶在傳統(tǒng)的熱處理設(shè)備中首先在 熔爐的預(yù)熱區(qū)域以加熱速率RV加熱至預(yù)熱溫度TV。緊接在預(yù)熱之后鋼帶立即進(jìn)入熔爐的 第二區(qū)域。如果預(yù)熱溫度TV小于上述的最大退火溫度TG，鋼帶在該保持區(qū)域以加熱速率 RG完成加熱至要求的最大退火溫度TG。已加熱至各自退火溫度TG的鋼帶隨后保持在該溫 度下。完成加熱和保持時(shí)間同樣都在退火持續(xù)時(shí)間tG內(nèi)進(jìn)行。
[0098] 隨后冷軋鋼帶被連續(xù)的分為兩個(gè)階段冷卻。在冷卻的第一階段，通過(guò)噴氣冷卻，以 相對(duì)較高的第一冷卻速率RZ'將鋼帶冷卻至第一過(guò)渡溫度TZ'。隨著第一過(guò)渡溫度TZ'的 達(dá)到，結(jié)束噴氣冷卻，通過(guò)滾動(dòng)冷卻以降低的第二冷卻速率RZ"快速冷卻至第二過(guò)渡溫度 TZ"。通過(guò)在二階冷卻隨后進(jìn)行的過(guò)時(shí)效處理，鋼帶由第二過(guò)渡溫度TZ"以冷卻速率RU冷 卻至過(guò)時(shí)效溫度TU。
[0099] 生產(chǎn)熱軋和冷軋鋼帶需要考慮到的工藝參數(shù)"加熱速率RV"，"預(yù)熱溫度TV"，"加 熱速率RG"，"退火溫度TG"，"退火持續(xù)時(shí)間tG"，"第一冷卻速率RZ'"，"第一過(guò)渡溫度 TZ' "，"第二冷卻速率RZ""，"第二過(guò)渡溫度TZ""，"冷卻速率RU"和"過(guò)時(shí)效溫度TU"在表 6中給出。
[0100] 在冷軋鋼帶樣品上，在樣品上沿著軋制方向測(cè)定屈服強(qiáng)度Rp〇. 2、抗拉強(qiáng)度Rm、伸 長(zhǎng)率A80，n值（10-20/Ag)和金相組織結(jié)構(gòu)的組成。
[0101] 另外，V型彎曲的特性可以按照DIN EN ISO 7438確定。最小彎曲半徑，也就是指 在沒(méi)有可見(jiàn)裂縫出現(xiàn)的情況下半徑，與鋼板厚度的比例關(guān)系在此最大為2. 0并且理想情況 下不超過(guò)1.7。
[0102] 按照DIN EN ISO 7438的彎曲試驗(yàn)中（樣品尺寸為鋼板厚度X20mmX 120mm)測(cè) 定最小彎曲直徑，在該彎曲直徑下樣品沒(méi)有出現(xiàn)可見(jiàn)的損壞。彎曲直徑應(yīng)該為4X鋼板厚 度，理想為3X鋼板厚度。根據(jù)上述發(fā)明，這意味著，最大彎曲直徑不應(yīng)超過(guò)9. 6mm。
[0103] 最后，由上述方式生產(chǎn)的冷軋鋼帶沖制成的樣品的擴(kuò)孔率按照ISO 16630,以孔徑 10mm和拉延速度0. 8mm/s進(jìn)行測(cè)定。擴(kuò)孔率最小為15%，理想至少為18%。
[0104] 在表7中，共有32個(gè)按照上述方式進(jìn)行的試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)中，加工一種表1中給出 的鋼材，該鋼材使用表2給出的熱軋變體，使用表3給出的冷軋變體，進(jìn)行表4、5和6分別 給出的各個(gè)冷軋鋼帶的退火過(guò)程變體。另外，表7還給出了組織結(jié)構(gòu)的機(jī)械特性和組成以 及按照DIN EN ISO 7438( "V型彎曲"，"U型彎曲"）和按照DIN IS016630( "擴(kuò)孔率"）確 定的特性。
[0105]
[0106]

【權(quán)利要求】
1. 一種鋼材，所述鋼材具有以下組成部分（重量％ ): C ：0. 11-0. 16% ； Si ：0. 1-0. 3% ； Mn: 1. 4-1. 9% ; A1:0. 02-0. 1% ； Cr:0. 45-0. 85% ； Ti :0. 025-0. 06% ； B :0. 0008-0. 002% ； 剩余Fe和生產(chǎn)條件決定不可避免的雜質(zhì)有磷、硫、氮或者鉬，含量分別為： P 0. 02%, S: ^ 0. 003%, N 0. 008%, Mo :彡 0· 1%〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼材，其特征在于，所述鋼材的Al含量最高為0. 05重量％。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鋼材，其特征在于，所述鋼材的Ti含量最高 < 0. 055 重量％。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼材，其特征在于，所述鋼材的Ti含量最高為0. 045重量％。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的鋼材，其特征在于，所述鋼材的Mo含量最高為 〇. 05重量％。
6. -種冷軋扁鋼產(chǎn)品，其特征在于，所述冷軋扁鋼產(chǎn)品具有按照權(quán)利要求1-5中任意 一項(xiàng)所述的組成部分，并且具有60-90體積％由包括貝氏體中鐵素體的鐵素體，10-40體 積％由馬氏體，不超過(guò)5體積％由剩余奧氏體和不超過(guò)5體積％由生產(chǎn)條件限制的、不可避 免的其他組成部分構(gòu)成的組織結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的扁鋼產(chǎn)品，其特征在于，所述扁鋼產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度Rpa2最小 為440Mpa，抗拉強(qiáng)度最小為780Mpa，斷裂延伸率A 8tl最小為14%，n 1(I_M/Ag值最小為0. 11， 8112值最小為25Mpa。
8. -種生產(chǎn)具有按照權(quán)利要求6或7特征的冷軋扁鋼的方法，所述方法包括以下操作 步驟： a) 按照權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述組成的鋼材澆鑄成為初級(jí)產(chǎn)品； b) 所述初級(jí)產(chǎn)品熱軋為具有2到5. 5mm厚度的熱軋鋼帶，其中熱軋初始溫度為 1000-1300°C并且熱軋結(jié)束溫度為840-950°C ; c) 在盤繞溫度480-650°C下，所述熱軋鋼帶盤繞成卷材； d) 所述熱軋鋼帶冷軋為厚度為0. 6-2. 4_的冷軋扁鋼產(chǎn)品，其中經(jīng)過(guò)冷軋實(shí)現(xiàn)冷軋率 為 35-80% ; e) 在連續(xù)的過(guò)程中完成對(duì)所述冷軋扁鋼產(chǎn)品的熱處理，其中 e. 1)所述冷軋扁鋼產(chǎn)品首先在預(yù)熱階段以加熱速率0. 2-45°C /s加熱至不超過(guò)870°C 的預(yù)熱溫度， e. 2)所述冷軋扁鋼產(chǎn)品隨后進(jìn)入保持階段，在退火溫度750-870°C下保持經(jīng)過(guò)退火持 續(xù)時(shí)間8-260S，其中，可選擇性地將已預(yù)熱的扁鋼產(chǎn)品在保持階段內(nèi)完成加熱至各自的退 火溫度， e. 3)所述冷軋扁鋼產(chǎn)品在退火持續(xù)結(jié)束之后以冷卻速率0. 5-1 lOK/s冷卻。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述初級(jí)產(chǎn)品在操作步驟a)和b)之間溫 度保持在彡300 °C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在操作步驟a)和b)之間所述初級(jí)產(chǎn)品 以冷卻速率< 60°C /h冷卻至室溫。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，在操作步驟b)之前，所述初級(jí)產(chǎn)品 經(jīng)過(guò)不超過(guò)500分鐘的加熱持續(xù)時(shí)間加熱至各自的熱軋初始溫度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8至11的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述冷軋扁鋼產(chǎn)品緊 隨著操作步驟e. 3)連續(xù)地進(jìn)行熱浸鍍層，并且在操作步驟e. 3)中冷軋扁鋼產(chǎn)品冷卻至 455-550 °C。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8至11的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述冷軋扁鋼產(chǎn)品在操 作步驟e. 3)中冷卻至室溫。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述冷軋扁鋼產(chǎn)品在操作步驟e. 3)中 以至少兩個(gè)冷卻步驟冷卻至室溫，冷軋扁鋼產(chǎn)品在第一冷卻步驟冷卻至250-500°C并且在 所述溫度范圍保持不超過(guò)760s，并且緊接著冷卻至室溫。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述冷軋扁鋼產(chǎn)品在冷卻至室溫 后電鍍金屬保護(hù)涂層。
【文檔編號(hào)】C22C38/38GK104520448SQ201380029895
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月5日
【發(fā)明者】葉卡捷林娜·博查羅瓦, 西格倫·埃貝斯特, 多羅特婭·馬蒂森, 羅蘭·澤巴爾德 申請(qǐng)人:蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司