涂覆有鋅或鋅合金的經(jīng)冷軋鋼板、其制造方法及所述鋼板的用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及TRIP鋼板，其是經(jīng)冷軋并退火的，是可成形的并且具有改善的可焊性，其強(qiáng)度在780MPa與900MPa之間，并且其斷裂伸長率大于19%，其中其組成包括含量以重量百分比表示的以下元素：0.17%≤C≤0.25%、1.5%≤Mn≤2%、0.50%≤Si≤1%和0.50%≤Al≤1.2%，應(yīng)理解Si+Al≥1.30%，所述組成的剩余部分由鐵和因生產(chǎn)而產(chǎn)生的不可避免的雜質(zhì)組成，鋼板的顯微組織由65%至85%的鐵素體、15%至35%的殘余馬氏體和奧氏體島組成，所述殘余馬氏體和奧氏體島的平均大小小于1.3微米，并且其平均形狀因數(shù)小于3。
【專利說明】涂覆有鋅或鋅合金的經(jīng)冷乳鋼板、其制造方法及所述鋼板的用途
[0001]本發(fā)明涉及經(jīng)涂覆、經(jīng)冷軋的板的制造，所述板通過成形對零件的制造表現(xiàn)出“TRIP”(轉(zhuǎn)變誘發(fā)塑性)效應(yīng)并且特別地旨在用于機(jī)動(dòng)車輛。
[0002]在機(jī)動(dòng)車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域中減少溫室氣體排放是目前的一個(gè)挑戰(zhàn)，該挑戰(zhàn)正在通過減少車輛重量，進(jìn)而減少其燃料消耗來應(yīng)對。當(dāng)所述挑戰(zhàn)與新一代車輛的安全性要求相結(jié)合時(shí)，汽車制造商被迫越來越多地在車體中使用具有提高的機(jī)械強(qiáng)度的鋼以減少零件的厚度，從而減少車輛的重量。然而，用于新一代車輛的零件具有復(fù)雜的形狀，并且制造所述零件的鋼板必須具有足夠的延性。
[0003]在這些條件下，因?yàn)門RIP鋼將高強(qiáng)度與高可成形性結(jié)合起來，所以其經(jīng)歷了很大增長。[0004]機(jī)械強(qiáng)度與可成形性之間的這種良好折中是TRIP鋼復(fù)雜結(jié)構(gòu)的結(jié)果，所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)包含鐵素體(其是延性組分)、較硬的組分(如馬氏體和奧氏體(MA)島，其大多數(shù)由殘余奧氏體組成)以及最后的機(jī)械強(qiáng)度和延性介于鐵素體與MA島之間的貝氏體鐵素體基體。TRIP鋼具有很高的固結(jié)能力，使得在碰撞的情況下乃至在車輛零件成形期間的形變能夠有良好分布。因此，可制造與由常規(guī)鋼制成的那些零件一樣復(fù)雜但具有改善機(jī)械性能的零件，進(jìn)而使得能夠降低零件的厚度以遵守在機(jī)械性能方面相同的功能規(guī)格(chargesfonctionnel)。因此這些鋼是對車輛中降低重量和增加安全性的要求的有效應(yīng)對。在熱軋和冷軋鋼板的領(lǐng)域中，這種類型的鋼已應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車輛的結(jié)構(gòu)和安全零件，以及其他方面。
[0005]最近對減少車輛重量和能量消耗的要求導(dǎo)致了對某些TRIP鋼的需求，所述TRIP鋼的機(jī)械強(qiáng)度Rm在780MPa與900MPa之間，使用ISO-型試樣的總伸長率大于19%。除該水平的強(qiáng)度和延性之外，所述鋼必須具有良好的可焊性和對于連續(xù)熱浸鍍鋅的高度適應(yīng)性。這些鋼還必須表現(xiàn)出高度的可彎性。
[0006]在這方面，現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)JP2001254138描述了具有以下化學(xué)組成的鋼:0.05%至0.3%的C、0.3%至2.5%的Si,0.5%至3.0%的Mn和0.001%至2.0%的Al，剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)組成。該結(jié)構(gòu)包含殘余奧氏體(其中碳的質(zhì)量濃度大于或等于1%并且體積分?jǐn)?shù)在3%與50%之間)和鐵素體(其形狀因數(shù)在0.5與3之間并且其體積在50%與97%之間)。該現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)涉及未涂覆的鋼，并且在該專利的框架中，該發(fā)明不能用于形成這樣的鋼，其需要與高延性相關(guān)的特定的機(jī)械強(qiáng)度以形成用于機(jī)動(dòng)車輛的復(fù)雜的經(jīng)涂覆的結(jié)構(gòu)零件。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)W02002101112也描述了具有以下化學(xué)組成的鋼:C:0.0001%至 0.3% ；S1:0.001% 至 2.5% ；Μη:0.001% 至 3% ；A1:0.0001% 至 4% ；P:0.0001% 至 0.3% ；S:0.0001%至0.1%以及任選的一種或更多種以下元素:總量在0.001%至1%之間的Nb、T1、V,Zr,Hf Ta, B:0.0001% 至 0.1%，Μο:0.001% 至 5%，Cr:0.001% 至 25%，Ni:0.001% 至 10%,Cu:0.001% 至 5%, Co:0.001% 至 5%, W:0.001% 至 5%,以及總量在 0.0001% 與 1% 之間的 Y、REM、Ca、Mg和Ce，剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)組成。所要求保護(hù)的顯微組織由作為主要結(jié)構(gòu)的50%至97%鐵素體或鐵素體+貝氏體組合和作為第二相的奧氏體(其含量在總體積的3%與50%之間)組成。該文獻(xiàn)的教導(dǎo)不能形成這樣的鋼，其需要與高度延性相關(guān)的特定的機(jī)械強(qiáng)度以形成旨在用于機(jī)動(dòng)車輛結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的經(jīng)涂覆零件。
[0008]本發(fā)明的目的是生產(chǎn)涂覆有Zn或Zn合金的鋼板，其具有改善的可成形性、可涂覆性和可焊性的標(biāo)準(zhǔn)的組合。對焊接過程中鋅滲入期間通過液體鋅而脆化的低敏感性改善了經(jīng)涂覆且經(jīng)焊接的零件在使用中的行為。該脆化由鋅或鋅合金的底涂層由于其在焊接期間所暴露的高溫而熔化來解釋。在這些溫度下，液體鋅滲入到鋼的奧氏體晶粒邊界中并引起脆化，例如，其導(dǎo)致了在點(diǎn)焊期間暴露于外部高應(yīng)力的區(qū)域中裂紋的過早出現(xiàn)。 [0009]在這個(gè)意義上，本發(fā)明的目的是制造可用的“TRIP效應(yīng)”鋼板，其機(jī)械強(qiáng)度在780MPa與900MPa之間，同時(shí)斷裂伸長率大于19%。該板必須可用Zn或Zn合金涂覆并且必須對鋅在奧氏體晶粒邊界中的滲入相對不敏感。
[0010]本發(fā)明的另外一個(gè)目的是通過消除對添加昂貴合金元素的需要來提供一種經(jīng)濟(jì)的制造方法。
[0011]所述板可使用任意合適的制造方法來制造。然而，其有利地使用其中參數(shù)的小變化不引起顯微組織或機(jī)械性能顯著變化的制造方法。
[0012]本發(fā)明的一個(gè)特別有利的目的是提供易于冷軋的鋼板，即，在熱軋步驟之后其硬度有限使得在冷軋步驟中需要的軋制力保持適中的鋼板。
[0013]為此，本發(fā)明的目的是涂覆有鋅或鋅合金的冷軋退火鋼板，其組成如下，其中含量以重量百分比表示:
[0014]0.17% ^ C ^ 0.25%
[0015]1.5% ≤ Mn ≤ 2.0%
[0016]0.50% ^ Si ^ 1%
[0017]0.50% ^ Al ^ 1.2%
[0018]B^0.001%
[0019]P^0.030%
[0020]S ≤ 0.01%
[0021]Nb ^ 0.030%
[0022]Ti ( 0.020%
[0023]V^0.015%
[0024]Cu ^ 0.1%
[0025]Cr ( 0.150%
[0026]Ni ( 0.1%
[0027]0% ≤ Mo ≤ 0.150%
[0028]其中Si+Al ≥ 1.30%,
[0029]組成的剩余部分由鐵和因加工而產(chǎn)生的不可避免的雜質(zhì)組成，所述顯微組織由(含量以面積百分比表不)65%至85%的鐵素體、15%至35%的馬氏體和殘余奧氏體的島組成，所述鐵素體包含小于5%的未再結(jié)晶的鐵素體，應(yīng)理解，總殘余奧氏體含量在10%與25%之間并且總馬氏體含量小于或等于10%，所述馬氏體和殘余奧氏體的島的平均尺寸小于1.3微米，其平均形狀因數(shù)小于3，機(jī)械強(qiáng)度Rm在780MPa與900MPa之間并且斷裂伸長率A%大于或等于19%。[0030]本發(fā)明要求保護(hù)的板還可表現(xiàn)出單獨(dú)考慮或組合考慮的下列特征:
[0031]-以重量百分比表示的組成包括:
[0032]0.19% ≤ C ≤ 0.23%
[0033]-以重量百分比表示的組成包括:
[0034]1.6% ^ Mn ^ 1.8%
[0035]-以重量百分比表示的組成包括:
[0036]0.7% ≤ Si ≤ 0.9%
[0037]-以重量百分比表示的組成包括:
[0038]0.6% ≤ Al ≤ 0.8%
[0039]-以重量百分比表示的組成包括:
[0040]0%〈B ( 0.0005%,
[0041]-面積百分比大于90%的馬氏體和殘余奧氏體的島的大小小于或等
[0042]于2微米。
[0043]本發(fā)明的另外一個(gè)目的是用于涂覆有鋅或鋅合金的冷軋退火板的制造方法，其由下列步驟組成:
[0044]-獲得具有本發(fā)明要求保護(hù)的組成的鋼，然后
[0045]-將該鋼澆鑄成半成品的形式，然后
[0046]-將該半成品加熱到1150°C至1250°C的溫度，然后
[0047]-對該半成品進(jìn)行熱軋，在大于或等于Ar3的終軋溫度下完成軋
[0048]制以獲得板,然后
[0049]-在500°C至600°C的溫度Tbtjb下使該經(jīng)熱軋的板卷取，然后
[0050]-將該經(jīng)熱軋的板冷卻到環(huán)境溫度，然后
[0051]-如有必要，對該經(jīng)熱軋的板進(jìn)行酸洗，然后
[0052]-對該板進(jìn)行冷軋，然后
[0053]-將該經(jīng)冷軋的板接著以1°C/秒至30°C /秒的速率V。再加熱至I；維
[0054]持大于或等于15秒的時(shí)長仁，選擇所述溫度和時(shí)間以獲得面積百
[0055]分比在35%與70%之間的奧氏體，剩余部分由多角形鐵素體組成，
[0056]然后
[0057]-將該經(jīng)冷軋的板以速率VMf冷卻到475°C至440°C的溫度Teg，所述
[0058]速率VMf足夠快以防止珠光體的形成，然后
[0059]-將該經(jīng)冷軋的板在均衡溫度(temp6ratured’ 6galisation) Teg下保
[0060]溫20秒至120秒的時(shí)長teg，然后
[0061 ]-通過在鋅或鋅合金的浴中連續(xù)熱浸來涂覆該經(jīng)冷軋的板，然后
[0062]-將該經(jīng)冷軋、經(jīng)涂覆的板冷卻至環(huán)境溫度。
[0063]本發(fā)明要求保護(hù)的板還可表現(xiàn)出單獨(dú)考慮或組合考慮的下列特征:
[0064]-終軋溫度Tfl大于900°C。
[0065]-終軋溫度Tfl等于或大于920°C。
[0066]-在I；下進(jìn)行時(shí)長仁的退火期間的露點(diǎn)在_20°C與-15°C之間。
[0067]-退火溫度I；在 Acl+50°C 與 Ac3_50°C之間。[0068]-退火溫度I；在 Acl+50°C 與 Acl+170°C之間。
[0069]-時(shí)間teg優(yōu)選地在30秒與80秒之間。
[0070]-時(shí)間teg理想地在30秒與60秒之間。
[0071]本發(fā)明要求保護(hù)的板適合于電阻點(diǎn)焊。
[0072]本發(fā)明的另外一個(gè)目的是本發(fā)明要求保護(hù)的或通過本發(fā)明要求保護(hù)的方法獲得的經(jīng)冷軋、經(jīng)退火并且經(jīng)涂覆的板用于制造地面機(jī)動(dòng)車輛的結(jié)構(gòu)或安全零件的用途。
[0073]以下描述中示出了本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)勢，其僅通過示例的方式給出并且參照附圖，其中:
[0074]-圖1示出了用來測量機(jī)械性能的拉伸試樣的尺寸，其中數(shù)值尺寸示
[0075]于表4中。
[0076]-圖2示出了本發(fā)明要求保護(hù)的鋼板的顯微組織的一個(gè)實(shí)例，所述鋼
[0077]板具有白色的MA島和黑色的包含多角形鐵素體和貝氏體的基體。
[0078]-圖3示出了作為各自最大長度函數(shù)的根據(jù)本發(fā)明的MA島的形狀因
[0079]數(shù)分布的一個(gè) 實(shí)例。
[0080]同樣，在本發(fā)明的框架內(nèi)，已發(fā)現(xiàn)了在臨界區(qū)(intercritique)保溫期間形成的奧氏體分?jǐn)?shù)及其與均衡溫度的組合對鋼板的最終機(jī)械行為的影響。
[0081]碳通過TRIP效應(yīng)在顯微組織的形成中以及在延性和強(qiáng)度方面的機(jī)械性能中起著重要作用:碳低于0.17wt%時(shí)機(jī)械強(qiáng)度變得不足。高于0.25%時(shí)，雖然TRIP效應(yīng)得到改善，但可焊性逐漸降低。碳含量有利地在0.19%與0.23%之間(含0.19%和0.23%)。
[0082]錳是通過置換型固溶體提供硬化的元素，其增加了淬硬性并且減緩碳化物的沉淀。1.5wt%的最小含量對于獲得期望機(jī)械性能是必需的。然而，高于2%，其Y基因(gammagene)特征導(dǎo)致過度帶狀組織的形成,其可對汽車結(jié)構(gòu)零件的成形性能產(chǎn)生不利影響，并且使鋼的可涂覆性降低。錳含量有利地在1.6%與1.8%之間(含1.6%和1.8%)。
[0083]通過添加硅和鋁可使殘余奧氏體穩(wěn)定，硅和鋁顯著減緩?fù)嘶鹬芷谄陂g并且最特別地在貝氏體轉(zhuǎn)變期間碳化物的沉淀。這使得奧氏體富集有碳，導(dǎo)致其在環(huán)境溫度下在經(jīng)涂覆的鋼板中的穩(wěn)定。例如，隨后在成形過程中施加外部壓力將導(dǎo)致該奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。該轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了 TRIP鋼的機(jī)械強(qiáng)度與延性之間的良好折衷。
[0084]硅是在置換型固溶體中硬化的元素。該元素通過在初步冷卻之后的均衡步驟期間減緩碳化物沉淀也在顯微組織的形成中起著重要作用，這使得可在殘余奧氏體中濃縮碳以使其穩(wěn)定。硅與鋁結(jié)合起著有效作用，考慮到特定性質(zhì)，其最好的結(jié)果是在含量水平高于0.50%時(shí)獲得的。然而，以大于1%的量添加硅則具有通過促進(jìn)粘附于產(chǎn)品表面的氧化物的形成而對熱浸涂覆的適用性產(chǎn)生不利影響的風(fēng)險(xiǎn)；硅含量必須限制在lwt%以有助于可熱浸涂覆性。硅含量優(yōu)選地在0.7%與0.9%之間。硅還降低了可焊性；小于或等于1%的含量同時(shí)提供了非常好的焊接適用性以及良好的可涂覆性。
[0085]鋁通過大大減緩碳化物的沉淀在本發(fā)明中起著重要作用；其作用與硅的作用相結(jié)合，其中按重量計(jì)硅和鋁的含量使得:Si+Al ^ 1.30%,以足以阻礙碳化物的沉淀并穩(wěn)定殘余奧氏體。當(dāng)鋁含量大于0.50%時(shí)并且當(dāng)其小于1.2%時(shí)獲得了該效果。鋁含量優(yōu)選地小于或等于0.8%并且大于或等于0.6%。一般還認(rèn)為高水平的Al增加了在軋制上游的鋼澆鑄期間噴嘴堵塞的風(fēng)險(xiǎn)和耐火材料的侵蝕。鋁也發(fā)生負(fù)偏析并且可導(dǎo)致宏觀偏析。過量的鋁降低熱延性并在連續(xù)澆鑄期間增加出現(xiàn)缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。在沒有小心控制澆鑄條件的情況下，微觀和宏觀偏析缺陷最終導(dǎo)致了退火鋼板的中心偏析。該中心帶將比其周圍基體更硬并且將對材料的成形性產(chǎn)生不利影響 。
[0086]硫含量高于0.01%時(shí)，延性由于降低鋼可加工性的硫化物如MnS (硫化錳)的過量存在而降低，并且也是裂紋萌生的來源。硫也是殘余元素，其含量應(yīng)被限制。
[0087]磷是這樣的元素，其在固溶體中硬化但顯著降低點(diǎn)焊適用性和熱延性，特別是考慮到其晶粒邊界偏析的傾向或其與錳共偏析的傾向。因?yàn)檫@些原因，所以其含量必須限于0.03%以獲得良好的點(diǎn)焊適用性和良好的熱延性。磷也是殘余元素，其含量應(yīng)該被限制。
[0088]鑰在確定淬硬性和硬度中起著有效作用并且延遲貝氏體的出現(xiàn)。然而，鑰的添加過度地提高了合金元素添加的成本，使得出于經(jīng)濟(jì)原因其含量被限于0.150%乃至被限于0.100%O
[0089]鉻由于其在確定淬硬性中的作用，所以也有助于延緩先共析鐵素體的形成。該元素通過置換型固溶體也有助于硬化，但是因?yàn)殂t是昂貴的合金元素，所以出于經(jīng)濟(jì)原因其含量限于0.150%乃至限于0.100%O
[0090]鎳是奧氏體的強(qiáng)力的穩(wěn)定劑，促進(jìn)奧氏體的穩(wěn)定化。然而，在高于0.1%的水平下，添加合金元素的成本從財(cái)務(wù)角度來看意義不大。因此，鎳含量出于經(jīng)濟(jì)原因限于0.1%。
[0091]銅也是奧氏體的穩(wěn)定劑，促進(jìn)奧氏體的穩(wěn)定化。然而，在高于0.1%的水平下，添加合金元素的成本從財(cái)務(wù)角度來看意義不大。因此，銅含量出于經(jīng)濟(jì)原因限于0.1%。
[0092]硼對鋼的淬硬性表現(xiàn)出很強(qiáng)的影響。其限制碳的活性并且限制擴(kuò)散相轉(zhuǎn)變(在冷卻期間的鐵素體或貝氏體轉(zhuǎn)變)，從而促進(jìn)硬化相如馬氏體的形成。該影響在本發(fā)明中是不期望的，原因是本發(fā)明的目的是促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變以穩(wěn)定奧氏體并且防止過多面積百分比的馬氏體形成。因此，硼含量限于0.001%。
[0093]微合金元素如鈮、鈦和釩分別限于0.030%,0.020%和0.015%的最大水平，原因是這些元素具有與碳和/或氮形成硬化沉淀物的特殊特征，這也往往會(huì)降低產(chǎn)品的延性。它們還延緩了加熱期間和退火保溫步驟期間的再結(jié)晶，并因此細(xì)化了顯微組織，從而也使材料硬化。
[0094]組成的剩余部分由鐵和因加工而產(chǎn)生的不可避免的雜質(zhì)組成。
[0095]TRIP效應(yīng)鋼具有包含殘余奧氏體和馬氏體的島(稱為“MA島”)以及鐵素體的顯微組織。該鐵素體可被細(xì)分為兩類:臨界區(qū)鐵素體(其為多角形鐵素體，在作為在I；下退火一部分的加熱后的保溫期間形成)和貝氏體鐵素體(不含碳化物，在保溫之后，在初期冷卻期間和作為退火一部分的均衡步驟期間形成)。以下所用術(shù)語“鐵素體”包括兩種子類型。雖然存在于顯微組織中的馬氏體是不期望的，但是其難以被完全除去。
[0096]本發(fā)明要求保護(hù)的板的有利性質(zhì)得益于顯微組織的組合而獲得，所述顯微組織的組合包括多角形鐵素體、貝氏體鐵素體以及殘余奧氏體和馬氏體的島，并且具有權(quán)利要求書中限定的特定的化學(xué)組成。
[0097]在本發(fā)明的上下文中，形成了不多于5%的未再結(jié)晶鐵素體。未再結(jié)晶鐵素體的該比率如下評估:在鑒定了顯微組織內(nèi)的鐵素體相之后，相對于鐵素體相總體對未再結(jié)晶鐵素體的面積百分比進(jìn)行定量。該未再結(jié)晶相具有非常低的延性，是在成形為最終形式期間裂紋萌生的源頭，并且使其不可能達(dá)到本發(fā)明所規(guī)定的特征。[0098]本發(fā)明教導(dǎo)了:顯微組織由(含量水平以面積百分比表示)65%至85%的鐵素體、15%至35%的馬氏體和殘余奧氏體的島構(gòu)成，其中殘余奧氏體的總含量在10%與25%之間并且馬氏體總含量小于或等于10% (以面積百分比計(jì))。
[0099]小于15%的MA島的量不會(huì)使抗損性有任何顯著的提高?？偵扉L率也不會(huì)達(dá)到19%。此外，由于MA島是硬的，所以如果其含量水平小于15%，則存在不能達(dá)到規(guī)定的780MPa的風(fēng)險(xiǎn)。超過35%時(shí)，需要高碳含量以充分地穩(wěn)定它，這會(huì)對鋼的可焊性產(chǎn)生不利影響。優(yōu)選地，殘余奧氏體按重量計(jì)的碳含量大于0.8%以獲得在環(huán)境溫度下足夠穩(wěn)定的MA島。在本發(fā)明的框架內(nèi)，鐵素體使得能夠改善延性，并且該延性結(jié)構(gòu)的存在對達(dá)到19%的規(guī)定總伸長率是必要的。貝氏體鐵素體使得能夠穩(wěn)定殘余奧氏體。
[0100]圖2說明了本發(fā)明要求保護(hù)的顯微組織通過光學(xué)顯微鏡得到的圖像。所述MA島看起來為白色，鐵素體為黑色。在該階段中，因?yàn)榉糯舐侍?，所以多角形鐵素體與貝氏體鐵素體之間沒有差別，并且在兩種情況下，由結(jié)晶角度來看都具有體心立方結(jié)構(gòu)(structurecubique centree)0主要不同在于貝氏體鐵素體的位錯(cuò)密度和碳含量高于多角形臨界區(qū)鐵素體的位錯(cuò)密度和碳含量。
[0101]例如，本發(fā)明要求保護(hù)的方法可包括下列的連續(xù)步驟:
[0102]獲得具有本發(fā)明要求保護(hù)的組成的鋼，然后由這種鋼來澆鑄半成品?？蓪⑺鲣摑茶T成錠，或者可將所述鋼連續(xù)澆筑成厚板的形式。
[0103]使?jié)茶T半成品首先達(dá)到大于1150°C且小于1250°C的溫度T,eeh，使得在各方面，其都達(dá)到有利于鋼在軋制期間將經(jīng)歷的高形變速率的溫度。該溫度范圍使得其可在奧氏體范圍中。
[0104]然而，如果溫度T_h大于1275°C，則奧氏體晶粒不期望地長大并且導(dǎo)致了更粗的最終組織。
[0105]-在其中鋼結(jié)構(gòu)由此完全是奧氏體的溫度范圍中對所述半成品進(jìn)行熱軋；如果在冷卻Ar3期間，終軋溫度小于奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的溫度，則鐵素體晶粒通過軋制進(jìn)行硬化加工并且延性顯著地降低。優(yōu)選地，將選擇大于900°C的終軋溫度。甚至更優(yōu)選終軋溫度TFl大于或等于920°C。
[0106]-然后使熱軋產(chǎn)品在500°C與600°C之間的溫度Tbtjb下卷取。該溫度范圍使得其可在與卷取相關(guān)的準(zhǔn)等溫保溫期間實(shí)現(xiàn)完全的貝氏體轉(zhuǎn)變，然后緩慢冷卻。大于600°C的卷取溫度導(dǎo)致不期望的氧化物的形成。
[0107]當(dāng)卷取溫度太低時(shí)，產(chǎn)品的硬度增加，從而使在后續(xù)冷軋期間必須施加的力增加。
[0108]-如有必要，隨后可使用本身已知的方法對熱軋產(chǎn)品進(jìn)行酸洗，然后以優(yōu)選地在30%與80%之間的壓縮率(taux de reduction)進(jìn)行冷軋。
[0109]-然后以TC/秒至30°C /秒的平均加熱速率V。，優(yōu)選地在連續(xù)退火設(shè)備中對經(jīng)冷軋的產(chǎn)品進(jìn)行加熱。相對于以下的退火溫度?；，在該范圍中的加熱速率使得其可獲得低于5%的未再結(jié)晶鐵素體分?jǐn)?shù)。
[0110]進(jìn)行加熱直至退火溫度Tr并且維持時(shí)長tr，使得獲得了 35%與70%之間的臨界區(qū)奧氏體，所述退火溫度I；優(yōu)選地在溫度Acl (加熱期間同素異形體轉(zhuǎn)變開始的溫度)+500C與Ac3 (加熱期間同素異形體轉(zhuǎn)變結(jié)束的溫度)_50°C之間。這特別地可通過著眼于能量守恒選擇在Acl+50°C與Acl+170°C之間的溫度I；來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)I；小于(Acl+50°C )時(shí)，組織還可包含未再結(jié)晶鐵素體的帶，其面積百分比可達(dá)到5%。本發(fā)明要求保護(hù)的退火溫度I；使得其可獲得足夠量的臨界區(qū)奧氏體以在冷卻期間隨后形成量為使得殘余奧氏體會(huì)被充分穩(wěn)定并且實(shí)現(xiàn)期望的機(jī)械特征的鐵素體。
[0111]當(dāng)臨界區(qū)奧氏體的分?jǐn)?shù)大于70%時(shí)，在溫度I；下，其碳濃度較低，這分別導(dǎo)致隨后在冷卻期間和在440°C與475°C之間的均衡步驟期間的過快轉(zhuǎn)變以及多角形鐵素體和貝氏體鐵素體的過度富集。因?yàn)殍F素體不是非常硬的相，所以其過量的存在使得不可能實(shí)現(xiàn)780MPa的目標(biāo)以及總伸長率≥19%。
[0112]保溫時(shí)長tM。在15秒與300秒之間。在溫度I；下大于或等于15秒的最小保溫時(shí)間仁使得碳化物能夠分解，并且首先充分轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。時(shí)間超過300秒，該作用達(dá)到飽和。保溫時(shí)間大于300秒也難以適應(yīng)連續(xù)退火設(shè)備的生產(chǎn)要求，特別是卷材的開卷速率。 [0113]在退火保溫結(jié)束時(shí)，所述板冷卻到接近于溫度Teg的溫度，冷卻速率VMf足夠快以防止冷卻期間的任何轉(zhuǎn)變并且特別是防止吸附碳的珠光體的形成。為此目的，冷卻速率Vref優(yōu)選地大于5°C/秒。在該階段中，發(fā)生奧氏體至鐵素體的部分轉(zhuǎn)變。當(dāng)C被驅(qū)向奧氏體時(shí)，因?yàn)閵W氏體在鐵素體中相對不溶，所以這使得其可穩(wěn)定奧氏體以促進(jìn)TRIP效應(yīng)。
[0114]在溫度范圍440°C至475°C中的保溫必須大于20秒以允許通過奧氏體富集碳使所述奧氏體穩(wěn)定化，并且小于120秒以限制鐵素體的面積百分比和限制最大可能程度的碳化物的沉淀。實(shí)際上，超過120秒時(shí)，滲碳體Fe3C^X淀并因此降低了可用于以殘余奧氏體開始的TRIP效應(yīng)的碳量。其結(jié)果是以下二者:由于奧氏體分解并包含較少碳的低的機(jī)械強(qiáng)度，以及由于不太穩(wěn)定的奧氏體(因?yàn)槠洳惶缓?的TRIP效應(yīng)的低的伸長率。該奧氏體將表現(xiàn)為當(dāng)暴露于機(jī)械應(yīng)力時(shí)過早地轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的島。因?yàn)轳R氏體不是非常有延性的，所以將使鋼的總伸長率降低。
[0115]優(yōu)選地，在溫度Teg下的保溫時(shí)間teg將在30秒與80秒之間。理想地，保溫時(shí)間將在30秒與60秒之間以對顯微組織和機(jī)械性能具有最佳影響。
[0116]然后通過浸入鋅或鋅合金浴中進(jìn)行熱浸鍍鋅，其溫度Tzn可在440°C與475°C之間。
[0117]例如鋅或鋅合金浴的組成可使得Al(%)+Fe(%)+10(Pb+Cd)〈0.55%，并且補(bǔ)足至100%的剩余部分由鋅組成。
[0118]然后使鍍鋅產(chǎn)品以大于2°C/秒的速率VMf2冷卻到環(huán)境溫度。以這種方式，獲得了經(jīng)冷軋、經(jīng)退火和鍍鋅的鋼板，其包含以面積百分比計(jì)65%至85%的鐵素體和15%至35%的馬氏體和殘余奧氏體的島，應(yīng)理解殘余奧氏體含量在10%與25%之間。
[0119]為了促進(jìn)易氧化元素(例如錳、鋁和硅)的內(nèi)部氧化現(xiàn)象并且由此促進(jìn)鋅的底涂層在板上的沉積，冷軋之后在爐中的退火在高露點(diǎn)下進(jìn)行，即，增加進(jìn)入金屬的氧氣流量。
[0120]當(dāng)在露點(diǎn)為-40°C或更低的氣氛中進(jìn)行退火時(shí)，產(chǎn)品表現(xiàn)出抑制性的可濕性并且沉積的鋅沒有覆蓋百分之百的板表面。而且，當(dāng)該露點(diǎn)在_40°C時(shí)，發(fā)現(xiàn)了鋅基涂層不良的粘附性。
[0121]另一方面，露點(diǎn)在_20°C和_15°C之間時(shí)，將顯著地改善鋅基涂層的可濕性和粘附性。
[0122]還可使用電鍍鋅或PVD (“物理氣相沉積”)法。
[0123]下文將基于以下非限制性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0124]制備了鋼，其組成示于下表中(以重量百分比表示)。因?yàn)殇?X1、1X2、1X3和1X4用于制造本發(fā)明要求保護(hù)的板，所以出于比較的目的，也示出了用于制造參考例的板的鋼R1至R6的組成。
【權(quán)利要求】
1.一種涂覆有鋅或鋅合金的冷軋鋼板，其組成包括由重量表示的以下元素:
0.17% ≤ C ≤ 0.25%
1.5% ≤ Mn ≤ 2.0%
0.50% ^ Si ^ 1%
0.50% ≤ Al ≤ 1.2% B^0.001%
P ≤ 0.030%
S ≤ 0.01%
Nb ( 0.030%
Ti ( 0.020% V^0.015%
Cu ( 0.1%
Cr ( 0.150%
Ni ( 0.1%
0% ≤ Mo ≤ 0.150%
其中 Si+Al ≤ 1.30%, 所述組成的剩余部分由鐵和因加工而產(chǎn)生的不可避免的雜質(zhì)組成， 顯微組織由含量以面積百分比表示的以下部分組成: 65%至85%的鐵素體，和 15%至35%的馬氏體和殘余奧氏體的島， 所述鐵素體包含小于5%的未再結(jié)晶鐵素體，由此殘余奧氏體的總含量在10%與25%之間并且馬氏體總含量小于或等于10%，所述馬氏體和殘余奧氏體的島的平均大小小于1.3微米，并且其平均形狀因數(shù)小于3， 所述板的機(jī)械強(qiáng)度Rm在780MPa與900MPa之間，包括端點(diǎn)，并且斷裂伸長率A%大于或等于19%。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼板，其組成包括由重量表示的以下元素:
0.19% ≤ C ≤ 0.23%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋼板,其組成包括由重量表示的以下元素:
1.6% ≤ Mn ≤ 1.8%。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鋼板，其組成包括由重量表示的以下元素:
0.7% ≤ Si ≤ 0.9%。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋼板，其組成包括由重量表示的以下元素:
0.6% ≤ Al ≤ 0.8%。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鋼板，其組成包括由重量表示的以下元素:
0%〈B ( 0.0005%。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的鋼板，其中面積百分比大于90%的所述馬氏體和殘余奧氏體的島的大小小于或等于兩微米。
8.一種用于制造冷軋的并涂覆有鋅或鋅合金的鋼板的方法，其由以下步驟組成，其中:-獲得具有如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的組成的鋼，然后 -將所述鋼澆鑄成半成品，然后 -將所述半成品加熱到1150°C至1250°C的溫度，然后 -對所述半成品進(jìn)行熱軋，在大于或等于Ar3的終軋溫度下完成所述軋制以獲得板，然后 -在500°C至600°C的溫度Tbtjb下使所述經(jīng)熱軋的板卷取，然后 -將所述經(jīng)熱軋的板冷卻到環(huán)境溫度，然后 -如有必要，則對所述經(jīng)熱軋的板進(jìn)行酸洗，然后 -對所述板進(jìn)行冷軋，然后 -接著以TC /秒至30°C /秒的速率V。將該經(jīng)冷軋的板再加熱至溫度I；維持大于或等于15秒的時(shí)長仁，選擇所述溫度和時(shí)間以獲得面積百分比在35%與70%之間的奧氏體，然后 -將所述經(jīng)冷軋的板以速率V,ef冷卻到475°C至440°C的溫度Teg，所述速率V,ef足夠快以防止形成珠光體，然后 -將所述經(jīng)冷軋的板在均衡溫度Teg下保溫20秒至120秒的時(shí)長teg，然后 -通過在鋅或鋅合金浴中的連續(xù)熱浸來涂覆所述經(jīng)冷軋的板，然后 -將所述經(jīng)冷軋、經(jīng)涂覆的板冷卻至環(huán)境溫度。
9.如權(quán)利要求8所述的用于制造板的方法，其中所述溫度Tfl大于900°C。
10.如權(quán)利要求8所述的用于制造板的方法，其中所述溫度Tfl大于920°C。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的用于制造板的方法，其中在所述溫度I；下在維持所述時(shí)間仁的退火期間的露點(diǎn)在_20°C與-15°C之間。
12.如權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的用于制造板的方法，其中所述溫度I；在Ac 1+50 V 與 Ac3-50 V 之間。
13.如權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的用于制造板的方法，其中所述溫度I；在Ac I+50°C 與 Ac I+170°C 之間。
14.如權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的用于制造板的方法，其中所述時(shí)間teg在30秒與80秒之間。
15.如權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的用于制造板的方法，其中所述時(shí)間teg是在30秒與60秒之間。
16.一種用于制造零件的方法，其通過焊接如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的或者通過如權(quán)利要求8至15中任一項(xiàng)所述之方法獲得的至少一塊經(jīng)冷軋并經(jīng)涂覆的板來進(jìn)行，其中所述板通過電阻點(diǎn)焊進(jìn)行焊接。
17.—種如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的或者通過如權(quán)利要求8至16中任一項(xiàng)所述之方法獲得的經(jīng)冷軋并經(jīng)涂覆的鋼板用于制造用于地面機(jī)動(dòng)車輛之結(jié)構(gòu)或安全零件的用途。
【文檔編號】C21D9/46GK103649343SQ201280033799
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月7日
【發(fā)明者】帕帕·阿馬杜·馬克塔爾·姆巴克, 安托萬·穆蘭 申請人:安賽樂米塔爾研發(fā)有限公司