本發(fā)明涉及用于汽車(chē)等的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板，更具體地，涉及具有拉伸強(qiáng)度為1300mpa以上的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板及其制造方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，為了提高汽車(chē)的安全性及輕量化，持續(xù)進(jìn)行汽車(chē)用鋼板的超高強(qiáng)度化，與此同時(shí)，為了提高鋼板的耐蝕性，主要使用對(duì)超高強(qiáng)度鋼板表面進(jìn)行鍍覆的鍍覆鋼板。

目前，作為超高強(qiáng)度鍍覆鋼板，開(kāi)發(fā)并使用拉伸強(qiáng)度為1300mpa以上的馬氏體鋼，并且用于強(qiáng)化耐蝕性的鍍覆產(chǎn)品也在處于開(kāi)發(fā)階段。

一般，這種超高強(qiáng)度鋼板的延伸率為10％以下，因此，通常鋼鐵廠將生產(chǎn)的卷材(coil)進(jìn)行切割(slitting)后通過(guò)收卷的工序生產(chǎn)為寬度窄的卷材，并將該卷材作為原材料適用軋制成型(rollforming)工藝或簡(jiǎn)單成型(forming)工藝，從而成型為部件。

但是，將超高強(qiáng)度鍍覆鋼板進(jìn)行切割之后再次進(jìn)行收卷時(shí)，在制造的卷材的寬度方向的邊緣(edge)部發(fā)生裂紋，所述裂紋擴(kuò)展，直至鋼板的中心部發(fā)生龜裂。

因此，需要開(kāi)發(fā)能夠減少后續(xù)進(jìn)行切割及收卷工序的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板的邊緣部發(fā)生裂紋的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的一方面提供超高強(qiáng)度鍍覆鋼板及其制造方法，即使對(duì)所述超高強(qiáng)度鍍覆鋼板進(jìn)行切割及收卷工序，在邊緣部的寬度方向也不會(huì)發(fā)生并擴(kuò)展裂紋。

技術(shù)方案

本發(fā)明的一方面提供超高強(qiáng)度鍍覆鋼板，其特征在于，所述超高強(qiáng)度鍍覆鋼板的拉伸強(qiáng)度為1300mpa以上，且所述鍍覆鋼板內(nèi)的氫含量為0.000015重量％以下。

本發(fā)明的另一方面提供超高強(qiáng)度鍍覆鋼板的制造方法，所述方法包括以下步驟：準(zhǔn)備拉伸強(qiáng)度為1300mpa以上的鋼板；對(duì)所述鋼板進(jìn)行鍍覆而制造鍍覆鋼板；以及對(duì)所述鍍覆鋼板進(jìn)行熱處理，其中，所述熱處理使所述鍍覆鋼板內(nèi)的氫含量達(dá)到0.000015重量％以下。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明，可以提供切割及收卷工序之后，寬度方向的邊緣部不發(fā)生裂紋的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板。

附圖說(shuō)明

圖1示出切割經(jīng)熱處理或未經(jīng)處理的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板之后觀察是否發(fā)生裂紋的結(jié)果的圖。

最佳實(shí)施方式

本發(fā)明人為了從根本上解決對(duì)拉伸強(qiáng)度為1300mpa以上的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板進(jìn)行切割(slitting)及收卷時(shí)，在制造的卷材的寬度方向邊緣部發(fā)生裂紋并擴(kuò)展的問(wèn)題，進(jìn)行了深入的研究的結(jié)果，確認(rèn)了對(duì)超高強(qiáng)度鍍覆鋼板進(jìn)行切割及收卷工序之前，通過(guò)進(jìn)行熱處理來(lái)降低鍍覆鋼板內(nèi)的氫濃度時(shí)，可以解決上述的問(wèn)題，并完成了本發(fā)明。

尤其，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)超高強(qiáng)度鍍覆鋼板進(jìn)行切割及收卷之后，在寬度方向邊緣部發(fā)生裂紋的原因與鋼內(nèi)的氫含量有關(guān)，并著眼于此，提供鋼內(nèi)的氫含量得到減少的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板和能夠有效減少鋼內(nèi)的氫含量的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供超高強(qiáng)度鍍覆鋼板，其中，鋼內(nèi)的氫含量為0.000015重量％以下，拉伸強(qiáng)度為1300mpa以上。

優(yōu)選地，本發(fā)明的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板是對(duì)具有如下組成的鋼板進(jìn)行鍍覆和熱處理來(lái)獲得，所述鋼板以重量％計(jì)，包含：c：0.12～0.2％、si：0.5％以下且0％除外、mn：2.6～4.0％、p：0.03％以下且0％除外、s：0.015％以下且0％除外、al：0.1％以下且0％除外、cr：1％以下且0％除外、ti：48/14*[n]～0.1％、nb：0.1％以下且0％除外、b：0.005％以下且0％除外、n：0.01％以下且0％除外及余量fe和其他不可避免的雜質(zhì)，并且，以體積分?jǐn)?shù)計(jì)，微細(xì)組織包含90％以上的回火馬氏體及10％以下的鐵素體和貝氏體。

下面，將詳細(xì)說(shuō)明限定所述鋼板的成分的理由。此時(shí)，若沒(méi)有另外提及，則各成分的含量單位表示重量％。

c：0.12～0.20％

碳(c)是用于確保鋼的強(qiáng)度而必須添加的元素，為了獲得所述效果，優(yōu)選添加0.12％以上。但是，當(dāng)其含量過(guò)多而超過(guò)0.20％時(shí)，會(huì)導(dǎo)致焊接性降低，因此不優(yōu)選。

因此，優(yōu)選將c的含量限制為0.12～0.20％。

si：0.5％以下且0％除外

硅(si)是鐵素體穩(wěn)定化元素，在設(shè)有緩慢冷卻區(qū)間的常規(guī)連續(xù)退火型熱浸鍍熱處理爐中退火之后，進(jìn)行緩慢冷卻時(shí)，促進(jìn)鐵素體的生成，因此具有強(qiáng)度降低的缺點(diǎn)。此外，如同本發(fā)明，為了抑制相轉(zhuǎn)變而添加大量的mn的情況下，在退火時(shí)基于si而形成表面氧化物，從而由于劣化熱浸鍍特性、si的表面濃縮和氧化，具有產(chǎn)生的凹痕(dent)缺陷的危險(xiǎn)，因此限制其上限。優(yōu)選將si限制為0.5％以下比較有利。

mn：2.6～4.0％

已知，錳(mn)是抑制鐵素體的形成，且使容易形成奧氏體的元素。在連續(xù)退火型熱浸鍍熱處理爐中退火后進(jìn)行緩慢冷卻時(shí)，若當(dāng)mn的含量小于2.6％時(shí)，緩慢冷卻時(shí)容易生成鐵素體，另一方面，當(dāng)超過(guò)4.0％時(shí)，由于在板坯和熱軋工序中引發(fā)的偏析，過(guò)度形成帶狀物(band)，并由于轉(zhuǎn)爐作業(yè)時(shí)投入過(guò)多的合金，導(dǎo)致增加合金鐵的成本。

因此，優(yōu)選將mn的含量限制在2.6～4.0％。

p：0.03％以下(0％除外)

磷(p)是鋼中的雜質(zhì)元素，當(dāng)p含量超過(guò)0.03％時(shí)，降低焊接性，增加發(fā)生鋼的脆性的風(fēng)險(xiǎn)，并且提高引發(fā)凹痕缺陷的可能性。因此，優(yōu)選將p的含量限制為0.03％以下。

s：0.015％以下且0％除外

硫(s)與p相同均為鋼中的雜質(zhì)元素，當(dāng)s含量超過(guò)0.015％時(shí)，提高阻礙鋼的延展性和焊接性的可能性。因此，優(yōu)選將s的含量限制為0.015％以下。

al：0.1％以下且0％除外

鋁(al)是用于擴(kuò)大鐵素體區(qū)域的元素，利用設(shè)有緩慢冷卻區(qū)間的常規(guī)連續(xù)退火型熱浸鍍熱處理爐時(shí)，具有促進(jìn)鐵素體的形成的缺點(diǎn)，并且由于形成aln，而提高引發(fā)降低高溫?zé)彳埿缘目赡苄?。因此，?yōu)選將al的含量限制為0.1％以下。

cr：1％以下且0％除外

鉻(cr)是抑制鐵素體的相變，從而促進(jìn)低溫相變的元素，當(dāng)利用設(shè)有緩慢冷卻區(qū)間的常規(guī)連續(xù)退火型熱浸鍍熱處理爐時(shí)，具有抑制鐵素體的形成的優(yōu)點(diǎn)。然而，當(dāng)cr含量超過(guò)1％時(shí)，由于投入過(guò)多的合金，從而具有增加合金鐵的成本的問(wèn)題，因此，優(yōu)選將cr含量限制為1％以下。

ti：48/14*[n]～0.1％

鈦(ti)作為形成氮化物的元素，將鋼中的n析出為tin，起到清除(scavenging)鋼中n的作用，為此，以化學(xué)當(dāng)量計(jì)，需要添加48/14*[n]以上的ti。另外，當(dāng)未添加ti時(shí)，由于形成aln，在連續(xù)鑄造時(shí)可能會(huì)發(fā)生裂紋。然而，當(dāng)其含量超過(guò)0.1％時(shí)，除了去除固溶n以外，由于析出附加的碳化物，會(huì)減少馬氏體的強(qiáng)度。

nb：0.1％以下且0％除外

鈮(nb)是在奧氏體晶界偏析，并在退火熱處理時(shí)，抑制奧氏體晶粒的粗大化的元素，因此優(yōu)選添加nb。然而，當(dāng)nb含量超過(guò)0.1％時(shí)，由于投入過(guò)多合金，增加合金鐵的成本，因此，優(yōu)選將nb含量限制為0.1％以下。

b：0.005％以下且0％除外

硼(b)是抑制鐵素體的形成的元素，尤其，在退火后進(jìn)行冷卻時(shí)，具有抑制鐵素體的形成的優(yōu)點(diǎn)，因此，優(yōu)選添加b。然而，當(dāng)b含量超過(guò)0.005％時(shí)，由于析出fe23(c,b)6，反而促進(jìn)鐵素體的形成，因此，優(yōu)選將b含量限制為0.005％以下。

n：0.01％以下且0％除外

氮(n)是與al反應(yīng)而析出aln氮化物的元素，形成的aln是連鑄時(shí)發(fā)生裂紋的原因。因此，優(yōu)選將n的含量限制為0.01％以下，從而抑制aln的形成。

剩余的由fe及不可避免的雜質(zhì)組成，其中，雜質(zhì)可以包含mo、v、ni、稀土金屬(rareearthmetal，rem)等。

優(yōu)選地，用于獲得本發(fā)明的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板的鋼板滿(mǎn)足上述成分組成，同時(shí)所述鋼板的微細(xì)組織，以體積分?jǐn)?shù)計(jì)，包含90％以上的馬氏體及10％以下的鐵素體和貝氏體?；谒鑫⒓?xì)組織的構(gòu)成的效果上的特殊點(diǎn)在于，作為硬質(zhì)相(hardphase)的馬氏體具有主相的微細(xì)組織，因此，具有容易確保超高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)這種鋼板進(jìn)行熱處理，從而最終獲得的本發(fā)明的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板也具有相同的微細(xì)組織，進(jìn)而，進(jìn)一步進(jìn)行回火熱處理時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體。

另外，實(shí)際上，難以實(shí)現(xiàn)測(cè)定三次元概念的體積分?jǐn)?shù)的方法，因此，用常規(guī)的觀察微細(xì)組織時(shí)使用的通過(guò)觀察截面測(cè)定面積分?jǐn)?shù)來(lái)代替。

此外，優(yōu)選地，通過(guò)對(duì)具有所述組分體系和微細(xì)組織的鋼板進(jìn)行鍍覆及熱處理來(lái)獲得，并且，相比熱處理前，熱處理后的鋼內(nèi)的氫含量為0.000015重量％以下。由此，本發(fā)明的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板的屈服強(qiáng)度與拉伸強(qiáng)度比值的目標(biāo)能夠達(dá)到0.75以上。

為了制造具有如上所述的組分體系和微細(xì)組織的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板，將進(jìn)行如下過(guò)程。

首先，準(zhǔn)備鋼板，所述鋼板，以重量％計(jì)，包含：c：0.12～0.2％、si：0.5％以下且0％除外、mn：2.6～4.0％、p：0.03％以下且0％除外、s：0.015％以下且0％除外、al：0.1％以下且0％除外、cr：1％以下且0％除外、ti：48/14*[n]～0.1％、nb：0.1％以下且0％除外、b：0.005％以下且0％除外、n：0.01％以下且0％除外及余量fe和其他不可避免的雜質(zhì)，并且，以體積分?jǐn)?shù)計(jì)，微細(xì)組織包含90％以上的回火馬氏體以及10％以下的鐵素體和貝氏體。

然后，對(duì)所述鋼板進(jìn)行鍍覆以制造鍍覆鋼板，然后進(jìn)行熱處理。

此時(shí)，所述鍍覆不進(jìn)行特別的限定，例如，可以進(jìn)行熱浸鍍鋅、熱浸鍍鋁、電鍍鋅等工序。

并且，優(yōu)選地，所述鍍覆后進(jìn)行熱處理，以使鍍覆鋼板內(nèi)的氫含量達(dá)到0.000015重量％以下。此時(shí)，通過(guò)在高溫下進(jìn)行短時(shí)間的熱處理或在相對(duì)較低溫度下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的熱處理，使氫含量減少至目標(biāo)水平。因此，在本發(fā)明中并不對(duì)熱處理時(shí)間、溫度條件進(jìn)行特別限定。

但是，通常熱處理溫度越高，拉伸強(qiáng)度減少得越多，因此，優(yōu)選考慮客戶(hù)所要求的拉伸強(qiáng)度水平來(lái)設(shè)置熱處理溫度和時(shí)間。

一般，超高強(qiáng)度鍍覆鋼板是通過(guò)切割以及收卷工序來(lái)制造成具有一定寬度的卷材，所述切割工序是對(duì)鋼板邊緣部施加非常大的應(yīng)力的作業(yè)。就超高強(qiáng)度鍍覆鋼板而言，由于鍍層，從而具有邊緣部的截面的品質(zhì)差的缺點(diǎn)，并且，在強(qiáng)大的應(yīng)力下，鋼內(nèi)的氫具有容易偏析的傾向。因此，對(duì)這種超高強(qiáng)度鍍覆鋼板進(jìn)行切割工序時(shí)，切割之后，鋼內(nèi)的氫在鍍覆鋼板的邊緣部的高應(yīng)力部分上偏析，由此，在超高強(qiáng)度鍍覆鋼板的邊緣部上發(fā)生裂紋，并向?qū)挾确较驍U(kuò)展。

因此，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行熱處理，使超高強(qiáng)度鍍覆鋼板的鋼內(nèi)的氫含量降低至0.000015重量％以下時(shí)，能夠有效抑制切割之后進(jìn)行收卷時(shí)隨著時(shí)間而發(fā)生的邊緣部裂紋。

下面，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。但是，需要注意的是，下述的實(shí)施例僅僅是為了更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明而例示的，而不是用于限定本發(fā)明的權(quán)利范圍。本發(fā)明的權(quán)利范圍是根據(jù)權(quán)利要求書(shū)中記載的內(nèi)容和由此合理地推導(dǎo)的內(nèi)容而決定的。

具體實(shí)施方式

(實(shí)施例)

評(píng)估對(duì)初始屈服強(qiáng)度為1149mpa，初始拉伸強(qiáng)度為1556mpa的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板進(jìn)行熱處理前與以以下表1中示出的條件進(jìn)行熱處理后的鋼內(nèi)的氫含量的變化，并表示在下述表1中。

其中，將由0.18％c、0.1％si、3.6％mn、0.011％p、0.11％cr、0.021％ti、0.038％nb、0.0017％b、0.003％s、0.025％al及0.004％n的組分體系組成的鋼材以厚度為*12mm*100mm的試片大小準(zhǔn)備并使用，所述熱處理，以每小時(shí)100℃的加熱速度從25℃升溫至250℃，并且，在進(jìn)行所述熱處理的同時(shí)，利用氣相色譜測(cè)定鋼內(nèi)的氫含量。

首先，測(cè)定未進(jìn)行鍍覆的冷軋鋼板和鍍覆鋼板的鋼內(nèi)的氫含量的結(jié)果，冷軋鋼板的鋼內(nèi)的氫含量為0％，完全不存在氫，而鍍覆鋼板顯示出0.000022重量％的高的數(shù)值。

這種結(jié)果表明，具有體心正方(bct)結(jié)構(gòu)的馬氏體(碳含量低的馬氏體具有與bcc結(jié)構(gòu)幾乎相同的結(jié)構(gòu))和具有體心正方(bct)結(jié)構(gòu)的少量貝氏體的氫的溶解度非常低，并且氫的擴(kuò)散非?？?，從而在制造冷軋鋼板之后的數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)之內(nèi)全部擴(kuò)散并消失，因此，主相由馬氏體形成的冷軋鋼板中的鋼內(nèi)的氫含量被測(cè)定為0％。

表1

如所述表1所示，可以確認(rèn)，當(dāng)熱處理溫度均為150℃時(shí)，氣氛氣體中，與7％的氫含量相比，在0％時(shí)氫含量減少得更快，并且，當(dāng)氣氛氣體中的氫含量均為0％時(shí)，與150℃的熱處理溫度相比，熱處理溫度為200℃時(shí)，氫含量減少得更快。

即，在進(jìn)行熱處理時(shí)，當(dāng)氣氛氣體中的氫含量越低，且熱處理溫度越高時(shí)，對(duì)減少鋼內(nèi)的氫含量越有利。

并且，對(duì)鍍覆鋼板a、鍍覆鋼板b及鍍覆鋼板c進(jìn)行切割后，觀察是否隨著時(shí)間發(fā)生裂紋，并將其結(jié)果表示在圖1中。其中，所述鍍覆鋼板a未進(jìn)行熱處理，所述鍍覆鋼板b在100％氫氣氛、150℃溫度下，進(jìn)行了24小時(shí)熱處理，所述鍍覆鋼板c在7％氫氣氛、200℃溫度下，進(jìn)行了24小時(shí)熱處理。

如圖1所示，可以確認(rèn)，在未進(jìn)行熱處理的鍍覆鋼板a和經(jīng)過(guò)熱處理之后鋼內(nèi)的氫含量仍超過(guò)0.000015重量％的鍍覆鋼板b均發(fā)生了裂紋。另一方面，在低氫氣氛和在高溫中進(jìn)行熱處理的鍍覆鋼板c中未發(fā)生裂紋。

這種結(jié)果表示，可通過(guò)對(duì)具有作為主相的馬氏體的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板進(jìn)行回火熱處理來(lái)提供屈服強(qiáng)度與拉伸強(qiáng)度之比為0.75以上的超高強(qiáng)度鍍覆鋼板。但是，隨著熱處理溫度變高，拉伸強(qiáng)度的減少會(huì)增加，因此，需要對(duì)應(yīng)客戶(hù)要求的拉伸強(qiáng)度水平來(lái)考慮熱處理溫度和時(shí)間。