具有極高的強度及延展性機械性能的鋼板、其制造方法及用圖
【專利說明】具有極高的強度及延展性機械性能的鋼板、其制造方法及 用途
[0001] 本發(fā)明涉及制造極高強度的鋼板，所述鋼板同時展現(xiàn)出機械強度及變形能力以允 許實現(xiàn)冷成型操作。更具體而言，本發(fā)明涉及機械強度大于900MPa、彈性極限大于700MPa 和均勻延伸率大于12%的鋼材。車輛，特別是陸地機動車輛（機動車輛、聯(lián)合收割機、掛車、 半掛車……），特別地構成這些鋼板的應用領域，其可能應用于結構部件、加固組件，甚至用 于制造耐磨損部件。
[0002] 溫室效應對于減少尾氣排放的強烈需求，加之對機動車輛安全的需求增加以及燃 料價格的上漲，推動了陸地交通工具制造商越來越多地在車身外殼中使用機械強度改善的 鋼材以便減小部件的厚度，以及因此減輕車輛重量并同時保持結構的機械強度性能。在此 方面，將高強度與足夠使成型時不出現(xiàn)裂痕的可成型性相結合的鋼材具有越來越大的重要 性。過去，曾陸續(xù)地提出了多個系列的提供各種機械強度水平的鋼材。這些系列包括雙相 DP鋼、相變誘發(fā)塑性（TRIP，Transformation Induced Plasticity)鋼、多相鋼甚至低密度 鋼（FeAl)〇
[0003] 為了應對車輛越來越輕的這個需求，需要擁有強度越來越大的鋼材以彌補厚度的 降低。然而，已知的是，在碳鋼領域，機械強度的提高通常伴隨著延展性的喪失。另外，陸地 機動車輛制造商將部件設計得越來越復雜，這需要鋼材展現(xiàn)出高水平的延展性。
[0004] 通過閱讀作為現(xiàn)有技術的專利W02012164579可以了解到一種對于具有以下化 學組成的鋼，主要由貝氏體組成的顯微組織以及該貝氏體鋼的熱制造方法：C :0. 25-0. 55， Si :0· 5-1. 8, Mn :0· 8-3. 8, Cr :0· 2-2. 0, Ti :0·0-0· 1，Cu :0· 0-1. 2, V :0·0-0· 5, Nb : 0· 0-0· 06, Al :0· 0-2. 75, N :〈0· 004, P :〈0· 025, S :〈0· 025,該貝氏體鋼的熱制造方法包括將 鋼卷冷卻至室溫的步驟，貝氏體轉化在冷卻期間實現(xiàn)。在該專利框架內的貝氏體顯微組織 通過熱處理得到，這使得獲得高強度的厚鋼板。用于降低厚度的冷乳需要極高的能量并且 熱鋼板不能夠滿足減輕重量的迫切需要以適應機動車輛領域的要求。
[0005] 另一方面，已知專利EP1553202,其公開了一種能抵抗由于高氫造成的脆化的極高 強度的鋼材，該鋼材包括，用質量百分比表示：〇. 06%到0. 6%的C，0. 5%到3%的Si+Al， 0. 5 %到3 %的Mn，少于0. 15 %的P，少于0. 02 %的S，顯微組織包括，以面積分數(shù)表示：大于 3 %的殘余奧氏體，大于30 %的貝氏體鐵素體，以及優(yōu)選地小于50 %的多邊形鐵素體。該發(fā) 明所獲得的鋼材由于在化學組成和冶金路線即生產(chǎn)參數(shù)方面的大窗口而在機械特性方面 表現(xiàn)出較強的分散性。
[0006] 本發(fā)明的目的在于解決上文中提及的問題。本發(fā)明的目的在于實現(xiàn)一種冷乳鋼， 其展現(xiàn)出大于900MPa的機械強度、大于700MPa的彈性極限以及大于12%的均勻延伸率。 本發(fā)明的目的還在于并且主要在于實現(xiàn)一種能夠以穩(wěn)定方式生產(chǎn)的鋼材。生產(chǎn)路線的穩(wěn)健 性是本發(fā)明的主要因素。
[0007] 因此，制造成本下降并且熱機械制造方案被簡化且只有很少分散性。
[0008] 為此，本發(fā)明的目的在于一種機械強度大于或等于900MPa、彈性極限大于700MPa 以及均勻延伸率大于或等于12%的冷乳退火鋼板，其組成包括，含量以重量百分比表示： 0· 26 % 彡 C 彡 0· 45 %，優(yōu)選地 0· 26 % 彡 C 彡 0· 35 %，1.0 % 彡 Mn 彡 3· O %，優(yōu)選地 I. 4 % 彡 Mn 彡 2. 6%，1. 0%彡 Si 彡 3. 0%，優(yōu)選地 1. 4%彡 Si 彡 I. 8%，A1 彡 0· l%，Cr 彡 1. 5%， 優(yōu)選地 Cr 彡 0· 5 %，S 彡 0· 005 %，P 彡 0· 020 %，Nb 彡 0· 1 %，優(yōu)選地 Nb 彡 0· 05 %， Ti彡0. 02%，V彡0. 015%，N彡0. 01%，余量由鐵和來自制造工藝的不可避免的雜質組成， 其中256XC+47XMn+150XCr+2260XNb > 142,顯微組織由以下成分組成，以面積比例表 示：13% -25 %的殘余奧氏體，13 % -30 %的島狀馬氏體和殘余奧氏體，余量由鐵素體和貝 氏體組成。
[0009] 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的鋼材包括最多30%的鐵素體。
[0010] 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的鋼材的總體延伸率大于14%甚至15%。
[0011] 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的鋼材包括鋅或鋅合金的鍍層，甚至是鋁或鋁合金的鍍層。
[0012] 本發(fā)明的目的還在于一種制造冷乳退火鋼板的方法，該冷乳退火鋼板的強度大于 或等于900MPa、彈性極限大于或等于700MPa以及均勻延伸率大于或等于12 %，該方法包括 如下步驟：
[0013] -提供具有上述組成的鋼材，然后
[0014] -將所述鋼材鑄造成半成品，然后
[0015] -將所述半成品置于1150Γ至1275Γ之間的溫度Ireeh以得到加熱的半成品，然 后
[0016] -熱乳所述加熱的半成品，熱乳結束時的溫度Tfl大于或等于850°C以得到熱乳鋼 板，然后
[0017] -在540°C至590°C范圍內的溫度Tbcib下卷取所述熱乳鋼板以得到成卷的熱乳鋼 板，然后
[0018] -將所述成卷的熱乳鋼板冷卻至室溫，然后
[0019] -可選地，對所述成卷的熱乳鋼板進行罩式退火，以使得所述鋼板在5至24小時 的持續(xù)時間內在400°C至700°C范圍內的溫度下退火，
[0020] -展開和清洗已退火的所述成卷的熱乳鋼板以得到適合于冷乳的熱乳鋼板，然后
[0021] -以30%至80%的壓下率對所述適合于冷乳的熱乳鋼板進行冷乳，以得到冷乳 鋼板，然后，
[0022] -通過在60秒至600秒范圍內的持續(xù)時間tSC]akingft，以2°C /s-50°C /s范圍內 的速度Vc將所述冷乳鋼板重新加熱至760°C -1100°C范圍內的溫度!^^^來對所述冷乳鋼 板進行退火，然后，
[0023] -以在20°C /s至1000°C /s范圍內的速度冷卻所述冷乳鋼板，以使得冷卻結束的 溫度Τω? 360°C至440°C之間，其中：
[0024] Tsoaking< 1. 619 (T M-T1)，其中 T1= -206C - 43Mn - 164Cr - 896Nb
[0025] Ts〇aking>l. 619 (Tm-T2)，其中 T2= 50C+4Mn - 14Cr+1364Nb - 132〇
[0026] 以上溫度以°C為單位，且化學組成以質量百分比來表示，
[0027] -在100秒至2000秒范圍內的持續(xù)時間t0A內將所述冷乳鋼板保持在從360。。至 440 °C的溫度范圍之內。
[0028] 優(yōu)選地，以等溫的方式在360°C至440°C范圍內的冷卻結束溫度Tm下且在100至 2000秒的范圍內保持所述鋼板。
[0029] 優(yōu)選地，乳制結束溫度Tfl大于或等于900 °C。
[0030] 優(yōu)選地，在以諸如電鍍或物理化學沉積這樣的適當工藝鍍鋅或鋅合金層之前，將 已退火的鋼板冷卻至室溫。
[0031] 可選地，可以通過淬火熱鍍鋅工藝來在冷卻至室溫之前將冷乳退火鋼板鍍鋅或鋅 合金層。
[0032] 可選地，可以通過淬火熱鍍鋁工藝來在冷卻至室溫之前將冷乳退火鋼板鍍鋁或鋁 合金層。
[0033] 可選地，以0. 1 %至3%范圍內的冷乳率來再次冷乳鋼板。
[0034] 優(yōu)選地，隨后在10小時至48小時范圍內的保持時間期間，在150°C至190°C范圍 內的保持溫度T b_下將可能已有鍍層的退火鋼板進行退火。
[0035] 可選地，可以在以溫度Tsciaking退火后且在以速度Vc冷卻之前