專利名稱：具有優(yōu)良可成形性和高屈強(qiáng)比的冷軋鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用作汽車、家用電子器具等的材料的添加鈮(Nb)和鈦(Ti)的無間隙(IF)冷軋鋼板。更具體地，本發(fā)明涉及高可成形性的IF冷軋鋼板，該鋼板的屈服強(qiáng)度因?yàn)榉植加形⒓?xì)沉淀物而提高，本發(fā)明還涉及這種IF冷軋鋼板的制造方法。

背景技術(shù)：
一般而言，要求用于汽車、家用電子器具的冷軋鋼板具有優(yōu)良的抗室溫老化性和烘焙硬化性，以及高強(qiáng)度和優(yōu)良的可成形性。
老化是一種應(yīng)變老化現(xiàn)象，起因于由溶解的元素如C和N固定在斷層引起的硬化。由于老化造成稱作“拉伸應(yīng)變”的缺陷，因此確保優(yōu)良的抗室溫老化性非常重要。
烘焙硬化性指因?yàn)榇嬖谌芙獾奶级箯?qiáng)度提高，所述溶解的碳是在壓制成形，隨后涂漆和干燥后，留下的微量固溶體態(tài)的碳。具有優(yōu)良烘焙硬化性的鋼板能克服因高強(qiáng)度造成的可壓制成形性方面的困難。
通過進(jìn)行分批退火可賦予鋁(Al)-脫氧鋼抗室溫老化性和烘焙硬化性。然而，分批退火延長的時(shí)間會(huì)使Al-脫氧鋼的生產(chǎn)率下降并且在鋼材的不同部位發(fā)生嚴(yán)重變化。此外，Al-脫氧鋼的烘焙硬化(BH)值(涂漆前后屈服強(qiáng)度差)為10-20MPa，表明屈服強(qiáng)度的提高有限。
這種情況下，通過加入形成碳化物和氮化物的元素，如Ti和Nb，然后連續(xù)進(jìn)行退火，可以形成具有優(yōu)良的抗室溫老化性和烘焙硬化性的無間隙(IF)鋼。
例如，日本專利申請公開昭(Sho)57-041349描述了Ti-基IF鋼通過添加0.4-0.8％的錳(Mn)和0.04-0.12％的磷(P)使其強(qiáng)度得到提高。然而，在極低碳的IF鋼中，P因?yàn)樵诰Я＿吔缙鲆鸲渭庸ご嗷膯栴}。
日本專利申請公開平(Hei)5-078784描述一種提高強(qiáng)度的方法，即添加大于0.9％但不超過3.0％量的Mn作為固溶體增強(qiáng)元素。
韓國專利申請公開2003-0052248描述提高抗二次加工脆化性以及強(qiáng)度和可加工性的方法，即添加0.5-2.0％的Mn，以及鋁(Al)和硼(B)來替代P。
日本專利申請公開平(Hei)10-158783描述一種提高強(qiáng)度的方式，即減少P含量，并使用Mn和Si作為固溶體增強(qiáng)元素。根據(jù)該公開的內(nèi)容，Mn的用量可最多達(dá)0.5％，Al作為脫氧劑其用量為0.1％，氮(N)作為雜質(zhì)，其量被限制到小于或等于0.01％。如果提高M(jìn)n含量，則電鍍特性變差。
日本專利申請公開平(Hei)6-057336揭示一種提高IF鋼的強(qiáng)度的方法，即加入0.5-2.5％的銅(Cu)形成ε-Cu沉淀物。獲得高強(qiáng)度的IF鋼是因?yàn)榇嬖讦?Cu沉淀物，但是IF鋼的可加工性下降。
日本專利申請公開平(Hei)9-227951和平(Hei)10-265900提出提高可加工性或改善因使用Cu作為沉淀碳化物的晶核而由碳化物造成的表面缺陷的技術(shù)。根據(jù)前一專利申請公開，在對IF鋼進(jìn)行平整期間加入0.005-0.1％的Cu來沉淀CuS，而CuS沉淀物用作晶核，在熱軋期間形成Cu-Ti-C-S沉淀物。此外，前一專利申請公開指出在重結(jié)晶期間，形成平行于鋼板表面的{111}平面的晶核數(shù)量在Cu-Ti-C-S沉淀物附近增加，這樣可以提高可加工性。根據(jù)后一專利申請公開，在IF鋼中加入0.01-0.05％的Cu以獲得CuS沉淀物，然后用這種CuS沉淀物作為沉淀碳化物的晶核，來減少溶解的碳(C)量，從而改善表面缺陷。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，因?yàn)樵谥圃炖滠堜摪鍟r(shí)使用CuS粗沉淀物，碳化物會(huì)留在制成的產(chǎn)品中。此外，因?yàn)榧尤氲男纬扇橐旱脑厝鏣i和Zr的量按照原子重量比計(jì)大于硫(S)的量，大部分的硫(S)與Ti或Zr反應(yīng)，而不是與Cu反應(yīng)。
另一方面，日本專利申請公開平(Hei)6-240365和平(Hei)7-216340描述了加入Cu和P的組合來提高烘焙硬化型IF鋼的耐腐蝕性。根據(jù)這些專利申請公開，加入0.05-1.0％量的Cu能確保提高耐腐蝕性。然而，實(shí)際上，加入的Cu量大于或等于0.2％。
日本專利申請公開平(Hei)10-280048和平(Hei)10-287954提出在再加熱和退火時(shí)將碳硫化物(Ti-C-S基)溶解在碳化物中，以獲得在晶粒邊界的固溶體，因而可以獲得大于或等于30MPa的烘焙硬化(BH)值(烘焙前后的屈服強(qiáng)度差)。
根據(jù)前述的公開，強(qiáng)度可以通過增強(qiáng)固溶體或使用ε-Cu沉淀物得到提高。使用Cu來形成ε-Cu沉淀物并提高耐腐蝕性。此外，使用Cu作為沉淀碳化物的晶核。但在這些公開中沒有提及提高高屈強(qiáng)比(即，屈服強(qiáng)度/抗張強(qiáng)度)和降低平面內(nèi)的各向異性指數(shù)。如果一種IF鋼的抗張強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值(即屈強(qiáng)比)較高，則可以減小該IF鋼板的厚度，這樣能有效減小重量。此外，如果一種IF鋼的平面內(nèi)各向異性指數(shù)較低，在加工期間和加工之后分別會(huì)發(fā)生更少量折皺和耳狀物(ears)現(xiàn)象。


發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題 本發(fā)明的一些實(shí)施方式的一個(gè)目的是提供添加Nb和Ti的IF冷軋鋼板，這種鋼板能夠達(dá)到高屈強(qiáng)比和低的平面內(nèi)各向異性指數(shù)。
本發(fā)明的一些實(shí)施方式的另一個(gè)目的是提供制造這種IF冷軋鋼板的方法。
技術(shù)方案 根據(jù)本發(fā)明，提供一種冷軋鋼板，該冷軋鋼板具有包括以下組分的組成按照重量％表示，小于或等于0.01％的C、0.01-0.2％的Cu、0.005-0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、小于或等于0.004％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.002-0.04％的Nb、0.005-0.15％的Ti，以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，該組成滿足以下關(guān)系式1≤(Cu/63.5)/(S*/32)≤30，S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)，這種鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的CuS沉淀物。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種冷軋鋼板，冷軋鋼板具有包括以下組分的組成按照重量％表示，小于或等于0.01％的C、0.01-0.2％的Cu、0.01-0.3％的Mn、0.005-0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、小于或等于0.004％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.002-0.04％的Nb、0.005-0.15％的Ti，以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，該組成滿足以下關(guān)系式1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30，和S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)，該鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的(Mn，Cu)S沉淀物。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種冷軋鋼板，該冷軋鋼板具有包含以下組分的組成按照重量％表示，小于或等于0.01％的C、0.01-0.2％的Cu、0.005-0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、0.004-0.02％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.002-0.04％的Nb、0.005-0.15％的Ti，以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，該組成滿足以下關(guān)系式1≤(Cu/63.5)/(S*/32)≤30，1≤(Al/27)/(N*/14)≤10，S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)和N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48)，該鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的CuS和AlN沉淀物。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種冷軋鋼板，該冷軋鋼板具有包含以下組分的組成按照重量％表示，小于或等于0.01％的C、0.01-0.2％的Cu、0.01-0.3％的Mn、0.005-0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、0.004-0.02％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.002-0.04％的Nb、0.005-0.15％的Ti，以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，該組成滿足以下關(guān)系式1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30，1≤(Al/27)/(N*/14)≤10，S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)和N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48)，該鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的(Mn，Cu)S和AlN的沉淀物。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種冷軋鋼板，該冷軋鋼板具有包含以下組分的組成按照重量％表示，小于或等于0.01％的C、小于或等于0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、小于或等于0.004％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.002-0.04％的Nb、0.005-0.15％的Ti，選自以下的至少一種組分0.01-0.2％的Cu、0.01-0.3％的Mn和0.004-0.2％的N，以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，該組成滿足以下關(guān)系式1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30，1≤(Al/27)/(N*/14)≤10(條件是N含量為大于或等于0.004％)，S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)和N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48)，鋼板包含選自平均粒度小于或等于0.2μm的(Mn，Cu)S和AlN沉淀物中的至少一種。
當(dāng)本發(fā)明的冷軋鋼板滿足以下在C、Ti、Nb、N和S含量之間的關(guān)系式時(shí)0.8≤(Ti*/48+Nb/93)/(C/12)≤5.0和Ti*＝Ti-0.8×((48/14)×N+(48/32)×S)，這種冷軋鋼板顯示室溫不老化性質(zhì)。此外，當(dāng)由C和Ti含量確定的溶質(zhì)碳(Cs)[Cs＝(C-Nb×12/93-Ti*×12/48)×10000，其中，Ti*＝Ti-0.8×((48/14)×N+(48/32)×S)，條件是當(dāng)Ti*小于0時(shí)，Ti*定義為0))的值為5-30時(shí)，本發(fā)明的冷軋鋼板具有烘焙硬化性。
取決于對組成的設(shè)計(jì)，本發(fā)明的冷軋鋼板的特性是280MPa量級的軟冷軋鋼板和大于或等于340MPa量級的高強(qiáng)度冷軋鋼板。
當(dāng)本發(fā)明的組成的P含量小于或等于0.015％時(shí)，可以制造280MPa量級的軟冷軋鋼板。當(dāng)這種軟冷軋鋼板還包含至少一種選自Si和Cr的固溶體增強(qiáng)元素，或P含量在0.015-0.2％范圍時(shí)，可以達(dá)到大于或等于340MPa的高強(qiáng)度。只含P的高強(qiáng)度鋼中的P含量優(yōu)選在0.03-0.2％。高強(qiáng)度鋼的Si含量優(yōu)選在0.1-0.8％范圍。高強(qiáng)度鋼的Cr含量優(yōu)選為0.2-1.2％。當(dāng)本發(fā)明的冷軋鋼板含有至少一種選自Si和Cr的元素時(shí)，P含量可以自由限定在小于或等于0.2％。
為達(dá)到更好的可加工性，本發(fā)明的冷軋鋼板還可以含有0.01-0.2重量％的Mo。
根據(jù)本發(fā)明，提供制造冷軋鋼板的方法，該方法包括以下步驟將滿足所述組成之一的板坯再加熱至高于或等于1,100℃的溫度；在高于或等于Ar3相變點(diǎn)的精軋溫度下對再加熱的板坯進(jìn)行熱軋，提供熱軋的鋼板；以300℃/分鐘的速度冷卻熱軋的鋼板；在低于或等于700℃的溫度將冷卻的鋼板卷繞；對卷繞的鋼板進(jìn)行冷軋；并對冷軋鋼板進(jìn)行連續(xù)退火。
最佳方式 下面詳細(xì)描述本發(fā)明。
粒度小于或等于0.2祄的微細(xì)沉淀物分布在本發(fā)明的冷軋鋼板中。這種沉淀物的例子包括MnS沉淀物、CuS沉淀物以及MnS和CuS的復(fù)合沉淀物。這些沉淀物簡稱為“(Mn，Cu)S”。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)微細(xì)沉淀物分布在添加Nb和Ti的IF鋼(還簡稱為“Nb-Ti復(fù)合IF鋼”)中時(shí)，IF鋼的屈服強(qiáng)度提高，平面內(nèi)各向異性指數(shù)下降，因此達(dá)到提高可加工性?；谶@些發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。用于本發(fā)明的沉淀物在傳統(tǒng)IF鋼方面幾乎沒有引起過注意。特別是未從屈服強(qiáng)度和平面內(nèi)各向異性指數(shù)方面考慮而主動(dòng)使用這種沉淀物。
需要對Nb-Ti復(fù)合IF鋼中的組分進(jìn)行調(diào)節(jié)，以獲得(Mn、Cu)S沉淀物和/或AlN沉淀物。如果IF鋼含有Ti、Zr以及其它元素，S和N優(yōu)選與Ti和Zr反應(yīng)。因?yàn)楸景l(fā)明的冷軋鋼板是Nb-Ti復(fù)合IF鋼，Ti與C、N和S反應(yīng)。因此，需要對組分進(jìn)行調(diào)節(jié)，使S和N分別沉淀為(Mn，Cu)S和AlN形式。
由此獲得的微細(xì)沉淀物能夠形成細(xì)小晶粒。晶粒的細(xì)小粒度相對提高了晶粒邊界的比例。因此，在晶粒邊界存在的溶解碳量大于晶粒內(nèi)的量，因此能達(dá)到優(yōu)良的室溫不老化性質(zhì)。因?yàn)榇嬖谟诰Я?nèi)的溶解碳能更自由地遷移，結(jié)合到可移動(dòng)的斷層，因此影響室溫老化性質(zhì)。相反，在穩(wěn)定位置(如在晶粒邊界和沉淀物附近)偏析的溶解碳在較高溫度(例如進(jìn)行涂漆/烘焙處理的溫度)下活化，因此影響烘焙硬化性。
分布在本發(fā)明鋼板內(nèi)的微細(xì)沉淀物對因沉淀增強(qiáng)而提高屈服強(qiáng)度、改進(jìn)強(qiáng)度-展延形間的平衡、平面內(nèi)各向異性指數(shù)和塑性的各向異性有正面影響。因此，微細(xì)的(Mn，Cu)S沉淀物和AlN沉淀物必須均勻分布。根據(jù)本發(fā)明的冷軋鋼板，影響沉淀物的組分的含量、組分間的組成、制備條件和熱軋后特定的冷卻速度都對微細(xì)沉淀物的分布有很大的影響。
下面說明按照本發(fā)明的冷軋鋼板的組成組分。
碳(C)含量優(yōu)選限制到小于或等于0.01％。
碳(C)影響冷軋鋼板的抗室溫老化性和烘焙硬化性。當(dāng)碳含量超過0.01％時(shí)，需要添加昂貴的試劑Nb和Ti來去除殘留的碳，這在經(jīng)濟(jì)上不利并且從可成形性方面考慮也是不希望的。僅意圖獲得抗室溫老化性時(shí)，優(yōu)選保持低的碳含量，這樣能夠減少昂貴試劑Nb和Ti的添加量。當(dāng)意圖保證所需的烘焙硬化性時(shí)，優(yōu)選加入的碳量為大于或等于0.001％，更優(yōu)選0.005-0.01％，當(dāng)碳含量小于0.005％時(shí)，不必增加Nb和Ti的量也能保證抗室溫老化性。
銅(Cu)含量優(yōu)選在0.01-0.2％范圍。
銅的作用是形成微細(xì)CuS沉淀物，該沉淀物能使晶粒細(xì)小。銅通過促進(jìn)沉淀而降低了冷軋鋼板的平面內(nèi)各向異性指數(shù)并提高了冷軋鋼板的屈服強(qiáng)度。為了形成微細(xì)沉淀物，Cu含量必須大于或等于0.01％。當(dāng)Cu含量大于0.2％時(shí)，獲得粗的沉淀物。Cu含量更優(yōu)選在0.03-0.2％范圍。
錳(Mn)含量優(yōu)選在0.01-0.3％范圍。
錳的作用是將鋼中固溶體態(tài)的硫沉淀為MnS沉淀物，因而防止發(fā)生因溶解硫(或稱作固溶體增強(qiáng)元素)引起的熱脆性。從這種技術(shù)觀點(diǎn)考慮，一般加入大量的錳。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)降低錳含量并使硫含量達(dá)到最佳時(shí)，獲得非常微細(xì)的MnS沉淀物?；谶@一發(fā)現(xiàn)，錳含量被限制為小于或等于0.3％。為了保證這種特性，錳含量必須大于或等于0.01％。當(dāng)錳含量小于0.01％，即以固溶體態(tài)殘留的硫含量較高時(shí)，可能產(chǎn)生熱脆性。當(dāng)錳含量大于0.3％時(shí)，形成粗的MnS沉淀物，因此難以達(dá)到要求的強(qiáng)度。更優(yōu)選的Mn含量為0.01-0.12％。
硫(S)含量優(yōu)選限制為小于或等于0.08％。
硫(S)與Cu和/或Mn反應(yīng)，分別形成CuS和MnS沉淀物。當(dāng)硫含量大于0.08％時(shí)，溶解硫的比例增加。溶解硫的增加會(huì)使鋼板的展延性和可成形性明顯變差，并增加熱脆性的危險(xiǎn)。為了獲得盡可能多的CuS和/或MnS沉淀物，優(yōu)選硫含量大于或等于0.005％。
鋁(Al)含量優(yōu)選限制為小于或等于0.1％。
鋁與氮(N)反應(yīng)，形成微細(xì)AlN沉淀物，因而能完全防止溶解氮引起的老化。當(dāng)?shù)看笥诨虻扔?.004％時(shí)，充分形成AlN沉淀物。微細(xì)AlN沉淀物分布在鋼板中，能夠形成細(xì)小晶粒并通過沉淀增強(qiáng)提高鋼板的屈服強(qiáng)度。Al含量更優(yōu)選在0.01-0.1％范圍。
氮(N)含量優(yōu)選限制為小于或等于0.02％。
當(dāng)意圖使用AlN沉淀物時(shí)，氮的加入量最多為0.02％。另外，控制氮含量小于或等于0.004％。當(dāng)?shù)啃∮?.004％時(shí)，AlN沉淀物數(shù)量較少，因此晶粒的微細(xì)作用和沉淀增強(qiáng)效果都可忽略。相反，當(dāng)?shù)看笥?.02％時(shí)，通過使用溶解的氮也難以保證老化性質(zhì)。
磷(P)含量優(yōu)選限制為小于或等于0.2％。
磷是具有優(yōu)良的固溶體增強(qiáng)作用并能使r-值略減小的元素。磷保證了本發(fā)明鋼板的高強(qiáng)度，控制了鋼板中的沉淀。要求強(qiáng)度在280MPa量級的鋼中理想的磷含量限定為小于或等于0.015％。強(qiáng)度在340MPa量級的高強(qiáng)度鋼的理想磷含量限定為大于0.015％但不超過0.2％。磷含量超過0.2％可能導(dǎo)致鋼板的展延性下降。因此，磷含量優(yōu)選限定為最大0.2％。當(dāng)本發(fā)明中加入Si和Cr時(shí)，磷含量適當(dāng)控制在小于或等于0.2％，以達(dá)到要求的強(qiáng)度。
硼(B)含量優(yōu)選在0.0001-0.002％范圍。
加入硼以防止發(fā)生二次加工脆化。因此，優(yōu)選硼含量為大于或等于0.0001％。當(dāng)硼含量超過0.002％時(shí)，鋼板的深拉延性明顯變差。
鈮(Nb)含量優(yōu)選在0.002-0.04％范圍。
加入Nb的目的是保證不老化性質(zhì)和改進(jìn)鋼板的可成形性。Nb是一種潛在的形成碳化物的元素，在鋼中加入鈮，從而在鋼中形成NbC沉淀物。此外，NbC沉淀物使鋼板在退火期間被良好織構(gòu)化，因此顯著提高了鋼板的深拉延性。當(dāng)加入的Nb含量不大于0.002％時(shí)，形成很少量的NbC沉淀物。因此，鋼板不能良好織構(gòu)化，這樣，鋼板的深拉延性幾乎沒有得到改善。相反，當(dāng)Nb含量大于0.04％時(shí)，形成非常大量的NbC沉淀物。因此，降低了鋼板的深拉延性和延伸率，這樣，鋼板的可成形性明顯變差。
鈦(Ti)含量優(yōu)選在0.005-0.15％范圍。
加入鈦的目的是保證不老化性質(zhì)和改進(jìn)鋼板的可成形性。Ti是一種潛在的形成碳化物的元素，在鋼中加入鈦，從而在鋼中形成TiC沉淀物。此外，TiC沉淀物使溶解碳沉淀，以保證不老化性。當(dāng)加入的Ti含量小于0.005％時(shí)，形成很少量的TiC沉淀物。因此，鋼板不能良好織構(gòu)化，這樣，鋼板的深拉延性幾乎沒有得到改善。相反，當(dāng)Ti的加入量大于0.15％時(shí)，形成大量的TiC沉淀物。因此，降低了晶粒的細(xì)小化作用，導(dǎo)致高的平面內(nèi)各向異性指數(shù)，降低屈服強(qiáng)度，電鍍特性明顯變差。
為形成(Mn，Cu)S和AlN沉淀物，將Mn、Cu、S、Nb、Ti、Al、N和C的含量調(diào)節(jié)在下面關(guān)系式限定的范圍內(nèi)。以下關(guān)系式中指出的各組分以重量％表示。
1≤(Cu/63.5)/(S*/32)≤30(1) S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)(2) 關(guān)系式1中，S*由關(guān)系式2決定，表示不與Ti反應(yīng)，之后與Cu反應(yīng)的硫含量。為獲得微細(xì)CuS沉淀物，優(yōu)選(Cu/63.5)/(S*/32)的值大于或等于1。如果(Cu/63.5)/(S*/32)的值大于30，則分布粗的CuS沉淀物，這是不希望發(fā)生的。為穩(wěn)定地形成粒度小于或等于0.2μm的CuS沉淀物，(Cu/63.5)/(S*/32)的值優(yōu)選在1-20范圍，更優(yōu)選為1-9，最優(yōu)選為1-6。
1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30 (3) 關(guān)系式3與形成(Mn，Cu)S沉淀物相關(guān)，通過在關(guān)系式1中加入Mn含量得到關(guān)系式3。為有效形成(Mn，Cu)S沉淀物，(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)的值必須大于或等于1。當(dāng)關(guān)系式3的值大于30時(shí)，形成粗的(Mn，Cu)S沉淀物。為穩(wěn)定地形成粒度小于或等于0.2μm的(Mn，Cu)S沉淀物，(Cu/63.5)/(S*/32)的值較優(yōu)選在1-20范圍，更優(yōu)選為1-9，最優(yōu)選為1-6。當(dāng)Mn和Cu一起加入時(shí)，Mn和Cu的總量優(yōu)選為0.05-0.4％。對Mn和Cu的總量進(jìn)行限制的原因是為了獲得微細(xì)(Mn，Cu)S沉淀物。
1≤(Al/27)/(N*/14)≤10 (4) N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48) (5) 關(guān)系式4與形成微細(xì)(Mn，Cu)S沉淀物相關(guān)，關(guān)系式4中，N*由關(guān)系式5決定，表示不與Ti反應(yīng)，之后與Al反應(yīng)的N含量。為了獲得微細(xì)AlN沉淀物，(Al/27)/(N*/14)的值在1-10范圍。為了獲得有效AlN沉淀，(Al/27)/(N*/14)的值必須大于或等于1。如果(Al/27)/(N*/14)的值大于10，則形成粗的AlN沉淀物。，因此導(dǎo)致差的可加工性和低的屈服強(qiáng)度。(Al/27)/(N*/14)的值優(yōu)選在1-6范圍。
本發(fā)明的冷軋鋼板的組分可以根據(jù)所要獲得的沉淀物種類以不同的方式進(jìn)行組合。例如，本發(fā)明提供的一種冷軋鋼板，該冷軋鋼板具有包含以下組分的組成按照重量％表示，小于或等于0.01％的C、小于或等于0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、小于或等于0.004％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.002-0.04％的Nb、0.005-0.15％的Ti，至少一種選自以下的組分0.01-0.2％的Cu、0.01-0.3％的Mn和0.004-0.2％的N，以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，組成滿足以下關(guān)系式1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30，1≤(Al/27)/(N*/14)≤10(前提是N含量大于或等于0.004％)，S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)和N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48)，且鋼板包含至少一種選自以下的沉淀物MnS、CuS、MnS和AlN的沉淀物，所述沉淀物的平均粒度小于或等于0.2μm。即，選自0.01-0.2％的Cu、0.01-0.3％的Mn和0.004-0.2％的N的一種或多種組分產(chǎn)生粒度不大于0.2μm的(Mn，Cu)S和AlN沉淀物的各種組合。
本發(fā)明的鋼板中，碳沉淀為NbC和TiC形式。因此，鋼板的抗室溫老化性和烘焙硬化性受到溶解碳的狀況的影響，這種狀況下沒有形成NbC和TiC沉淀物?？紤]到這些要求，最優(yōu)選Nb、Ti和C的含量滿足以下關(guān)系式。
0.8≤(Ti*/48+Nb/93)/(C/12)≤5.0(6) Ti*＝Ti-0.8×((48/14)×N+(48/32)×S) (7) 關(guān)系式6與形成NbC和TiC沉淀以去除固溶體態(tài)的碳，因而達(dá)到室溫不老化性質(zhì)相關(guān)。關(guān)系式6中，Ti*由關(guān)系式7決定，表示N和S反應(yīng)，之后與C反應(yīng)的鈦的含量。
當(dāng)(Ti*/48+Nb/93)/(C/12)的值小于0.8時(shí)，很難保證室溫不老化性質(zhì)。相反，當(dāng)(Ti*/48+Nb/93)/(C/12)的值大于5時(shí)，以固溶體態(tài)殘留在鋼中的Nb和Ti量較大，會(huì)使鋼的展延性變差。當(dāng)意圖在不保證烘焙硬化性條件下獲得室溫不老化性時(shí)，優(yōu)選將碳含量限定為小于或等于0.005％。雖然碳含量大于0.005％，當(dāng)滿足關(guān)系式6時(shí)仍可以獲得室溫不老化性，但是NbC和TiC沉淀量增加，因此使鋼板的可加工性變差。
Cs＝(C-Nb×12/93-Ti*×12/48)×10000 (8) (條件是當(dāng)Ti*小于0時(shí)，Ti*定義為0。) 關(guān)系式8與達(dá)到烘焙硬化性相關(guān)。在關(guān)系式8中Cs以ppm表示，代表未沉淀為NbC和TiC形式的溶解碳的含量。為了獲得高的烘焙硬化值，Cs值必須大于或等于5ppm。如果Cs值超過30ppm，溶解碳的含量增加，使得難以獲得室溫不老化性。
微細(xì)沉淀物最好能均勻分布在本發(fā)明的組成中。沉淀物的平均粒度優(yōu)選小于或等于0.2μm。根據(jù)本發(fā)明人進(jìn)行的研究，當(dāng)沉淀物的平均粒度大于0.2μm時(shí)，鋼板的強(qiáng)度低且平面內(nèi)各向異性指數(shù)低。此外，有大量平均粒度小于或等于0.2μm的沉淀物分布在本發(fā)明的組成中。雖然對分布的沉淀物的數(shù)量沒有特別的限制，但是有較多數(shù)量的沉淀物是更有利的。分布的沉淀物的數(shù)量優(yōu)選大于或等于1×105/mm2，更優(yōu)選大于或等于1×106/mm2，最優(yōu)選大于或等于1×107/mm2。通過增加沉淀物的數(shù)量，提高了塑性-各向異性指數(shù)并降低了平面內(nèi)各向異性指數(shù)，結(jié)果顯著提高了可加工性?？杉庸ば缘奶岣叽嬖谙拗?，這是公知的，因?yàn)槠矫鎯?nèi)各向異性指數(shù)隨塑性-各向異性指數(shù)增加而提高。值得注意的是，當(dāng)本發(fā)明鋼板中分布的沉淀物數(shù)量增加時(shí)，鋼板的塑性-各向異性指數(shù)提高，而鋼板的平面內(nèi)各向異性指數(shù)下降。本發(fā)明其中形成微細(xì)沉淀物的鋼板滿足對屈強(qiáng)比(屈服強(qiáng)度/抗張強(qiáng)度)大于或等于0.58的要求。
本發(fā)明的鋼板應(yīng)用于高強(qiáng)度鋼板時(shí)，所述鋼板還可以含有至少一種選自P、Si和Cr的固溶體增強(qiáng)元素。前面已經(jīng)說明了P的附加作用，因此省略對它們的說明。
硅(Si)含量優(yōu)選在0.1-0.8％范圍。
Si是具有固溶體增強(qiáng)作用的元素，會(huì)使延伸率略下降。Si保證了本發(fā)明鋼板的高強(qiáng)度，控制了鋼板中的沉淀。只有當(dāng)Si含量大于或等于0.1％時(shí)，才可以保證高強(qiáng)度。然而，當(dāng)Si含量大于0.8％時(shí)，鋼板的展延性變差。
鉻(Cr)含量優(yōu)選在0.2-1.2％范圍。
Cr是具有固溶體增強(qiáng)作用的元素，Cr降低了二次加工脆化溫度，并因形成Cr的碳化物降低了老化指數(shù)。Cr保證了本發(fā)明鋼板的高強(qiáng)度，控制了鋼板中的沉淀，并具有降低鋼板平面內(nèi)各向異性指數(shù)的作用。只有當(dāng)Cr含量大于或等于0.2％時(shí)，才能保證高強(qiáng)度。然而，當(dāng)Cr含量超過1.2％時(shí)，鋼板的展延性變差。
本發(fā)明的冷軋鋼板還含有鉬(Mo)。
本發(fā)明的冷軋鋼板中鉬(Mo)含量優(yōu)選在0.01-0.2％范圍。
Mo以元素加入，能提高鋼板的塑性-各向異性指數(shù)。只有當(dāng)鉬含量不小于0.01％時(shí)，才能提高鋼板的塑性-各向異性指數(shù)。然而，當(dāng)鉬含量超過0.2％時(shí)，塑性-各向異性指數(shù)不再提高，存在熱脆性的危險(xiǎn)。
制造冷軋鋼板 下面，參見下面的優(yōu)選實(shí)施方式說明制造本發(fā)明的冷軋鋼板的方法。本發(fā)明的實(shí)施方式可以進(jìn)行各種修改，這些修改都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明方法的特征在于，滿足上面定義的鋼材組成之一的鋼材可以通過進(jìn)行熱軋和冷軋，在冷軋后鋼板中形成平均粒度小于或等于0.2μm的沉淀物來進(jìn)行處理。冷軋鋼板中的沉淀物的平均粒度受到鋼材組成設(shè)計(jì)和處理?xiàng)l件的影響，如再加熱溫度和卷繞溫度。特別是，熱軋后的冷卻速度直接影響到沉淀物的平均粒度。
熱軋條件 本發(fā)明中，對滿足上面定義的組成之一的鋼材進(jìn)行再加熱，然后進(jìn)行熱軋。再加熱溫度優(yōu)選為高于或等于1,100℃。將鋼材再加熱至低于1,100℃的溫度時(shí)，在連續(xù)澆鑄期間形成的粗沉淀物不能完全溶解而殘留。粗沉淀物甚至在熱軋后仍保持殘留。
優(yōu)選在不低于Ar3相變點(diǎn)的精軋溫度下進(jìn)行熱軋。當(dāng)精軋溫度低于Ar3相變點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生軋制顆粒(rolled grain)，它們會(huì)使可加工性變差并使強(qiáng)度下降。
冷卻優(yōu)選在進(jìn)行卷繞之前但在熱軋之后以大于或等于300℃/分鐘的速度進(jìn)行。雖然對組分的組成加以控制以形成微細(xì)沉淀物，但是在小于300℃/分鐘下冷卻時(shí)，形成的沉淀物的平均粒度大于0.2μm。即，隨冷卻速度提高產(chǎn)生許多晶核，因此沉淀物變得越來越細(xì)。因?yàn)槌恋砦锏牧６入S冷卻速度升高而減小，因此不必限定冷卻速度的上限。但是，當(dāng)冷卻速度大于1,000℃/分鐘時(shí)，減小沉淀物粒度的作用不再有明顯的提高。因此，冷卻速度優(yōu)選在300-1000℃/分鐘。
卷繞(winding)條件 熱軋之后，在不超過700℃溫度下進(jìn)行卷繞。當(dāng)卷繞溫度高于700℃時(shí)，形成的沉淀物太粗，因此很難保證高強(qiáng)度。
冷軋條件 鋼材以50-90％的壓下率(reduction rate)進(jìn)行冷軋。因?yàn)槔滠垑合侣市∮?0％時(shí)，在退火重結(jié)晶后導(dǎo)致產(chǎn)生少量晶核，晶粒通過退火而過度生長，使通過退火重結(jié)晶的晶粒變粗，導(dǎo)致強(qiáng)度和可成形性下降。冷卻壓下率大于90％時(shí)會(huì)導(dǎo)致提高可成形性，同時(shí)產(chǎn)生過多大量的晶核，因此，通過退火重結(jié)晶的晶粒變得太細(xì)，這樣使鋼材的展延性變差。
連續(xù)退火 連續(xù)退火溫度對確定最終產(chǎn)品的機(jī)械性質(zhì)起重要作用。根據(jù)本發(fā)明，連續(xù)退火優(yōu)選在700-900℃溫度下進(jìn)行。連續(xù)退火在低于700℃的溫度下進(jìn)行時(shí)，重結(jié)晶不完全，因此不能保證要求的展延性。相反，連續(xù)退火在高于900℃溫度下進(jìn)行時(shí)，重結(jié)晶的晶粒變粗，因此鋼材的強(qiáng)度變差。維持連續(xù)退火直到鋼材完成重結(jié)晶。鋼材的重結(jié)晶在大于或等于10秒時(shí)間內(nèi)完成。連續(xù)退火優(yōu)選進(jìn)行10秒至30分鐘。
實(shí)施本發(fā)明的方式 參見下面的實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
按照ASTM E-8標(biāo)準(zhǔn)測試方法，評價(jià)以下實(shí)施例中制造的鋼板的機(jī)械性質(zhì)。具體而言，對各鋼板進(jìn)行機(jī)加工，制得標(biāo)準(zhǔn)樣品。使用抗張強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)(從INSTRON Company以6025型號獲得)測定屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、延伸率、塑性-各向異性指數(shù)(rm值)和平面內(nèi)各向異性指數(shù)(Δr值)和老化指數(shù)。塑性-各向異性指數(shù)rm和平面內(nèi)各向異性指數(shù)(Δr值)分別采用以下等式計(jì)算rm＝(r0+2r45+r90)/4和Δr＝(r0-2r45+r90)/2。
鋼板的老化指數(shù)定義為通過對各樣品進(jìn)行退火，然后進(jìn)行1.0％光整冷軋和于100℃進(jìn)行2小時(shí)熱處理后測定的屈服點(diǎn)延伸率。標(biāo)準(zhǔn)樣品的烘焙硬化(BH)值通過以下方式測定，在各樣品上施加2％應(yīng)變，應(yīng)變的樣品于170℃退火20分鐘。測定退火后樣品的屈服強(qiáng)度。BH值通過由退火后測得的屈服強(qiáng)度值減去退火前測得的屈服強(qiáng)度值計(jì)算得到。
實(shí)施例1 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板。
表1 表2 表3 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例2 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板。
表4 表5 表6 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，AI＝老化指數(shù)，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例3 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表7 表8 表9 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，AI＝老化指數(shù)，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例4 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表10 表11 表12 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例5 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表13 表14 表15 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例6 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表16 表17 表18 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，AI＝老化指數(shù)，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例7 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表19 表20 表21 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，E1＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例8 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表22 表23 表24 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例9 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表25 表26 表27 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例10 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表28 表29 表30 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例11 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表31 表32 表33 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例12 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表34 表35 表36 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例13 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表37 表38 表39 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 實(shí)施例14 首先，按照下面表中示出的組成制備鋼板坯。對鋼板坯進(jìn)行再加熱和精熱軋，提供熱軋的鋼板。該熱軋鋼板以400℃/分鐘速度冷卻，于650℃進(jìn)行卷繞，以75％的壓下率進(jìn)行冷軋，然后進(jìn)行連續(xù)退火，制得冷軋鋼板。此時(shí)，于910℃進(jìn)行精熱軋，該溫度高于Ar3相變點(diǎn)，通過以10℃/秒速度將熱軋鋼板加熱至830℃并保持40秒進(jìn)行連續(xù)退火，制得最終的冷軋鋼板 表40 表41 表42 *注 YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗張強(qiáng)度，El＝延伸率，rm＝塑性-各向異性指數(shù)，Δr＝平面內(nèi)各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，SWE＝二次加工脆化，IS＝本發(fā)明鋼材，CS＝比較例鋼材 本發(fā)明所述的優(yōu)選實(shí)施方式并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制，只是用于說明目的。具有和權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的技術(shù)精神基本上相同的構(gòu)成和基本相同的操作效果的任何實(shí)施方式都包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。
工業(yè)應(yīng)用 由上面的描述可以了解，根據(jù)本發(fā)明的冷軋鋼板，微細(xì)沉淀物分布在Nb-Ti復(fù)合IF鋼中，使得形成細(xì)小的晶粒，結(jié)果，通過增強(qiáng)沉淀降低了平面內(nèi)各向異性指數(shù)并提高了屈服強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種具有優(yōu)良可成形性和高屈強(qiáng)比的冷軋鋼板，所述冷軋鋼板具有包括以下組分的組成，以重量計(jì)小于或等于0.01％的C、0.01-0.2％的Cu、0.005-0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、小于或等于0.004％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.002-0.04％的Nb、0.005-0.15％的Ti，以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，
其中，所述組成滿足以下關(guān)系式
1≤(Cu/63.5)/(S*/32)≤30，
S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)，
所述鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的CuS沉淀物。
2.如權(quán)利要求1所述的冷軋鋼板，其特征在于所述組成還包括0.01-0.3％的Mn，并滿足以下關(guān)系式1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30，所述鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的(Mn，Cu)S沉淀物。
3.如權(quán)利要求1所述的冷軋鋼板，其特征在于N含量為0.004-0.02％，所述組成滿足以下關(guān)系式
1≤(Al/27)/(N*/14)≤10，
N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48)，
所述鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的AlN沉淀物。
4.如權(quán)利要求1所述的冷軋鋼板，其特征在于所述組成還包含0.01-0.3％的Mn和0.004-0.02％的N，并滿足以下關(guān)系式
1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30，
1≤(Al/27)/(N*/14)≤10，
N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48)，
所述鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的(Mn，Cu)S沉淀物和AlN沉淀物。
5.一種具有優(yōu)良可成形性和高屈強(qiáng)比的冷軋鋼板，所述冷軋鋼板具有包括以下組分的組成，以重量計(jì)小于或等于0.01％的C、小于或等于0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、小于或等于0.004％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.002-0.04％的Nb、0.005-0.15％的Ti，至少一種選自以下的組分0.01-0.2％的Cu、0.01-0.3％的Mn和0.004-0.2％的N，以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，
所述組成滿足以下關(guān)系式
1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30，
1≤(Al/27)/(N*/14)≤10，其中N含量為大于或等于0.004％，
S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)，
N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48)，
所述鋼板包含選自平均粒度小于或等于0.2μm的(Mn，Cu)S沉淀物和AlN沉淀物中的至少一種沉淀物。
6.如權(quán)利要求1或5所述的冷軋鋼板，其特征在于C、Ti、Nb、N和S的含量滿足以下關(guān)系式
0.8≤(Ti*/48+Nb/93)/(C/12)≤5.0，
Ti*＝Ti-0.8×((48/14×N+(48/32)×S)。
7.如權(quán)利要求6所述的冷軋鋼板，其特征在于C含量小于或等于0.005％。
8.如權(quán)利要求1或5所述的冷軋鋼板，其特征在于由C和Ti含量確定的溶質(zhì)碳(Cs)為5-30，Cs＝(C-Nb×12/93-Ti*×12/48)×10000，其中Ti*＝Ti-0.8×((48/14)×N+(48/32)×S)，條件是當(dāng)Ti*小于0時(shí)，Ti*定義為0。
9.如權(quán)利要求8所述的冷軋鋼板，其特征在于C含量為0.001-0.01％。
10.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的冷軋鋼板，其特征在于所述冷軋鋼板滿足大于或等于0.58的屈強(qiáng)比(屈服強(qiáng)度/抗張強(qiáng)度)。
11.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的冷軋鋼板，其特征在于沉淀物的數(shù)量為大于或等于1×106/mm2。
12.如權(quán)利要求1或5所述的冷軋鋼板，其特征在于P含量為小于或等于0.015％。
13.如權(quán)利要求1或5所述的冷軋鋼板，其特征在于P含量為0.03-0.2％。
14.如權(quán)利要求1或5所述的冷軋鋼板，其特征在于所述組成還包含選自0.1-0.8％的Si和0.2-1.2％的Cr中的一種或兩種組分。
15.如權(quán)利要求1或5所述的冷軋鋼板，其特征在于所述組成還包含0.01-0.2％的Mo。
16.如權(quán)利要求14所述的冷軋鋼板，其特征在于所述組成還包含0.01-0.2％的Mo。
17.如權(quán)利要求2、4或5所述的冷軋鋼板，其特征在于Mn和Cu的總量為0.05-0.4％。
18.如權(quán)利要求2、4或5所述的冷軋鋼板，其特征在于Mn含量為0.01-0.12％。
19.如權(quán)利要求2、4或5所述的冷軋鋼板，其特征在于(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)的值為1-9。
20.如權(quán)利要求3至5中任何一項(xiàng)所述的冷軋鋼板，其特征在于(Al/27)/(N*/14)的值為1-6。
21.一種制造具有優(yōu)良可成形性和高屈強(qiáng)比的冷軋鋼板的方法，該方法包括以下步驟
將鋼板坯再加熱至高于或等于1100℃的溫度，所述鋼板坯具有包含以下組分的組成，以重量計(jì)小于或等于0.01％的C、0.01-0.2％的Cu、0.005-0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、小于或等于0.004％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.002-0.04％的Nb、0.005-0.15％的Ti，以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，該組成滿足以下關(guān)系式1≤(Cu/63.5)/(S*/32)≤30，S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)；
在高于或等于Ar3相變點(diǎn)的精軋溫度下對所述再加熱的鋼板坯進(jìn)行熱軋，得到熱軋的鋼板；
以大于或等于300℃/分鐘的速度冷卻所述熱軋鋼板；
在低于或等于700℃的溫度下對所述冷卻鋼板進(jìn)行卷繞；
對所述卷繞鋼板進(jìn)行冷軋；
對所述冷軋鋼板進(jìn)行連續(xù)退火，所述冷軋鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的CuS沉淀物。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述組成還包含0.01-0.3％的Mn，并滿足以下關(guān)系式1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30，所述鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的(Mn，Cu)S沉淀物。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于N含量為0.004-0.02％，所述組成滿足以下關(guān)系式
1≤(Al/27)/(N*/14)≤10，
N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48)，
所述鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的AlN沉淀物。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述組成還包含0.01-0.3％的Mn，N含量為0.004-0.02％，所述組成滿足以下關(guān)系式
1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30，
1≤(Al/27)/(N*/14)≤10，
N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48)，
所述鋼板包含平均粒度小于或等于0.2μm的(Mn，Cu)S沉淀物和AlN沉淀物。
25.一種制造具有優(yōu)良可成形性和高屈強(qiáng)比的冷軋鋼板的方法，該方法包括以下步驟
將鋼板坯再加熱至高于或等于1100℃的溫度，所述鋼板坯具有包含以下組分的組成，以重量計(jì)小于或等于0.01％的C、小于或等于0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、小于或等于0.004％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.002-0.04％的Nb、0.005-0.15％的Ti，至少一種選自以下的組分0.01-0.2％的Cu、0.01-0.3％的Mn和0.004-0.2％的N，以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，該組成滿足以下關(guān)系式
1≤(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)≤30，
1≤(Al/27)(N*/14)≤10，其中N含量為大于或等于0.004％，
S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)，
N*＝N-0.8×(Ti-0.8×(48/32)×S)×(14/48)；
在高于或等于Ar3相變點(diǎn)的精軋溫度下對所述再加熱鋼板坯進(jìn)行熱軋，得到熱軋的鋼板；
以大于或等于300℃/分鐘的速度冷卻所述熱軋鋼板；
在低于或等于700℃的溫度下對所述冷卻鋼板進(jìn)行卷繞；
對所述卷繞鋼板進(jìn)行冷軋；
對所述冷軋鋼板進(jìn)行連續(xù)退火，所述冷軋鋼板包含選自平均粒度小于或等于0.2μm的(Mn，Cu)S和AlN沉淀物的至少一種沉淀物。
26.如權(quán)利要求21或25所述的方法，其特征在于C、Ti、Nb、N和S的含量滿足以下關(guān)系式
0.8≤(Ti*/48+(Nb/93)/(C/12)≤5.0，
Ti*＝Ti-0.8×((48/14)×N+(48/32)×S)。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于C含量為小于或等于0.005％。
28.如權(quán)利要求21或25所述的方法，其特征在于由C和Ti含量確定的溶質(zhì)碳(Cs)為5-30，Cs＝(C-Nb×12/93-Ti*×12/48)×10000，其中Ti*＝Ti-0.8×((48/14)×N+(48/32)×S)，條件是當(dāng)Ti*小于0時(shí)，Ti*定義為0。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于C含量為0.001-0.01％。
30.如權(quán)利要求21至25中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于冷軋鋼板滿足大于或等于0.58的屈強(qiáng)比(屈服強(qiáng)度/抗張強(qiáng)度)。
31.如權(quán)利要求21至25中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于沉淀物的數(shù)量為大于或等于1×106/mm2。
32.如權(quán)利要求21或25所述的方法，其特征在于P含量為小于或等于0.015％。
33.如權(quán)利要求21或25所述的方法，其特征在于P含量為0.03-0.2％。
34.如權(quán)利要求21或25所述的方法，其特征在于所述組成還包含選自0.1-0.8％的Si和0.2-1.2％的Cr中的一種或兩種組分。
35.如權(quán)利要求21或25所述的方法，其特征在于所述組成還包含0.01-0.2％的Mo。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于所述組成還包含0.01-0.2％的Mo。
37.如權(quán)利要求22、24或25所述的方法，其特征在于Mn和Cu總量為0.08-0.4％。
38.如權(quán)利要求22、24或25所述的方法，其特征在于Mn含量為0.01-0.12％。
39.如權(quán)利要求22、24或25所述的方法，其特征在于(Mn/55+Cu/63.5)/(S*/32)的值為1-9。
40.如權(quán)利要求23、24或25所述的方法，其特征在于(Al/27)/(N*/14)的值為1-6。
全文摘要
公開一種Nb-Ti復(fù)合IF鋼材，其中分布有粒度小于或等于2μm的微細(xì)沉淀物，如CuS沉淀物。微細(xì)沉淀物分布在Nb-Ti復(fù)合IF鋼材中能夠提高屈服強(qiáng)度和降低平面各向異性指數(shù)。納米級的沉淀物可以形成細(xì)小的晶粒。結(jié)果，溶解碳在晶粒邊界的存在量大于晶粒內(nèi)的量，這種特性有利于室溫不老化性質(zhì)和烘焙硬化性。
文檔編號C22C38/00GK101171356SQ200680015383
公開日2008年4月30日 申請日期2006年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月3日
發(fā)明者尹正鳳, 趙雷夏, 鄭鎮(zhèn)熙, 樸萬榮, 陳光根, 韓箱浩, 金成一, 金鎬石 申請人:Posco公司