本發(fā)明涉及冷軋并經(jīng)熱處理的鋼板,其適合用作車(chē)輛用鋼板。
背景技術(shù):
1、汽車(chē)部件需要滿足兩個(gè)不一致的需求,即,易于成形且具有強(qiáng)度,但是近年來(lái),考慮到全球環(huán)境問(wèn)題,還給與汽車(chē)以改善燃料消耗的第三個(gè)要求。因此,現(xiàn)在汽車(chē)部件必須由具有高成形性的材料制成,以便符合復(fù)雜汽車(chē)組件的易于裝配的標(biāo)準(zhǔn),并且同時(shí)必須針對(duì)車(chē)輛耐撞性和耐久性而提高強(qiáng)度,同時(shí)減輕車(chē)輛的重量以改善燃料效率。
2、因此,進(jìn)行了大量的研究和開(kāi)發(fā)努力以通過(guò)增加材料的強(qiáng)度來(lái)減少汽車(chē)中使用的材料的量。相反地,鋼板強(qiáng)度的增加降低了可成形性,并且因此必須開(kāi)發(fā)具有高強(qiáng)度和高成形性二者的材料。
3、在高強(qiáng)度和高成形性鋼板的領(lǐng)域中的早期研究和開(kāi)發(fā)已經(jīng)產(chǎn)生了數(shù)種用于生產(chǎn)高強(qiáng)度和高成形性鋼板的方法,本文列舉了這些方法中的一些方法以用于對(duì)本發(fā)明的整體的理解。
4、us?9?074?272描述了具有以下化學(xué)組成的鋼:0.1%至0.28%?c、1.0%至2.0%si、1.0%至3.0%?mn,剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)組成。顯微組織包含5%至20%的殘余奧氏體、40%至65%的貝氏體鐵素體、30%至50%的多邊形鐵素體、以及少于5%的馬氏體。us?9?074?272涉及具有優(yōu)異的延伸率的冷軋鋼板,但是其中所描述的發(fā)明未能達(dá)到作為在保持復(fù)雜汽車(chē)部件堅(jiān)固性的同時(shí)減輕重量的要求的900mpa的強(qiáng)度。
5、us2015/0152533公開(kāi)了用于生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼的方法,該高強(qiáng)度鋼包含:c:0.12%至0.18%、si:0.05%至0.2%、mn:1.9%至2.2%、al:0.2%至0.5%、cr:0.05%至0.2%、nb:0.01%至0.06%、p:≤0.02%、s:≤0.003%、n:≤0.008%、mo:≤0.1%、b:≤0.0007%、ti:≤0.01%、ni:≤0.1%,cu:≤0.1%,以及作為剩余部分的鐵和不可避免的雜質(zhì)。通過(guò)專(zhuān)利申請(qǐng)us2015/0152533中描述的方法生產(chǎn)的鋼板應(yīng)當(dāng)具有由以下組成的顯微組織:50體積%至90體積%的鐵素體(包括貝氏體鐵素體)、5體積%至40體積%的馬氏體、至多15體積%的殘余奧氏體,以及至多10體積%的其他組織成分。盡管us2015/0152533包含大量馬氏體(即,多達(dá)40%),但仍未能達(dá)到900mpa的抗拉強(qiáng)度水平。
6、us2014/170439提供了冷軋鋼板。該鋼板具有大于1000mpa的強(qiáng)度、大于12%的均勻延伸率和大于90°的v形彎曲性。鋼板的組成以重量百分比表示包含:0.15%≤c≤0.25%、1.8%≤mn≤3.0%、1.2%≤si≤2%、0%≤al≤0.10%、0%≤cr≤0.50%、0%≤cu≤1%、0%≤ni≤1%、0%≤s≤0.005%、0%≤p≤0.020%、nb≤0.015%、ti≤0.020%、v≤0.015%、co≤1%、n≤0.008%、b≤0.001%,其中mn+ni+cu≤3%。組成的剩余部分由鐵和由加工產(chǎn)生的不可避免的雜質(zhì)組成。顯微組織以面積百分比計(jì)包含5%至20%的多邊形鐵素體、10%至15%的殘余奧氏體、5%至15%的馬氏體和余量的貝氏體。貝氏體為板條形式并且包含在板條之間的碳化物。每單位表面積的大于0.1微米的板條間碳化物的數(shù)目n小于或等于50000/mm2。還提供了制造方法和機(jī)動(dòng)車(chē)輛。但是us2014/170439沒(méi)有提及鋼的磷化性(phosphatabilty)。
7、由于與高強(qiáng)度和高成形性鋼板的制造有關(guān)的已知的現(xiàn)有技術(shù)具有一個(gè)或另一個(gè)缺陷,因此需要強(qiáng)度大于1000mpa的冷軋鋼板及其制造方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是通過(guò)制造同時(shí)具有以下特征的可用的冷軋鋼板來(lái)解決這些問(wèn)題:
2、-極限抗拉強(qiáng)度大于或等于1000mpa,并且優(yōu)選地高于1180mpa,或者甚至高于1220mpa,
3、-與至少96%的表面的良好磷化性。
4、根據(jù)本發(fā)明的一方面,提供了一種經(jīng)熱處理并冷軋的鋼板,鋼以重量百分比計(jì)包含:0.18%≤碳≤0.24%,1.5%≤錳≤2.5%,1.2%≤硅≤2%,0.01%≤鋁≤0.06%,0.2%≤鉻≤0.5%,磷≤0.02%,硫≤0.03%,以及任選地以下元素中的一種或更多種:鈮≤0.06%,鈦≤0.08%,釩≤0.1%,鈣≤0.005%,并且其余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì),鋼板還具有以面積分?jǐn)?shù)計(jì)包含以下的顯微組織:0%至15%的回火馬氏體、10%至15%的殘余奧氏體、和任選地至多30%的鐵素體,余量由貝氏體構(gòu)成,貝氏體含量為至少55%并且在該鋼板的兩個(gè)表面上具有3微米或更小的內(nèi)部氧化物層。
5、可選地,鋼板組成包含2.0%至2.3%的錳。
6、可選地,鋼板組成包含最大0.013%的磷。
7、可選地,鋼板的顯微組織包含大于60%的貝氏體。
8、可選地,鋼板中殘余奧氏體的碳濃度為0.9%至1.15%。
9、可選地,鋼板表現(xiàn)出大于或等于1000mpa的抗拉強(qiáng)度和96%或更大的磷化覆蓋率。
10、可選地,鋼板表現(xiàn)出大于或等于1050mpa的抗拉強(qiáng)度和98%或更大的磷化覆蓋率。
11、可選地,鋼板在兩個(gè)表面上具有厚度高達(dá)2微米或更小的內(nèi)部氧化物層。
12、可選地,鋼板在兩個(gè)表面上具有厚度高達(dá)1微米或更小的內(nèi)部氧化物層。
13、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,根據(jù)本發(fā)明的鋼板可以具有大于或高于700mpa的屈服強(qiáng)度值。
14、優(yōu)選地,這樣的鋼還可以具有良好的成形適應(yīng)性,特別是對(duì)于具有良好可焊性和可涂覆性的軋制。
15、本發(fā)明的另一目的還在于提供用于制造這些板的方法,該方法與常規(guī)的工業(yè)應(yīng)用相容同時(shí)對(duì)于制造參數(shù)變化是穩(wěn)健的。
16、根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種制造經(jīng)熱處理并冷軋的鋼板的方法,包括以下連續(xù)步驟:
17、-提供根據(jù)本發(fā)明的一方面提供的鋼組成以獲得半成品,
18、-將該半成品再加熱至1000℃至1280℃的溫度;
19、-完全在奧氏體范圍內(nèi)軋制該半成品以獲得熱軋鋼板,其中熱軋終軋溫度大于或等于850℃;
20、-使該板以高于30℃/秒的冷卻速率冷卻至低于或等于500℃的溫度;以及卷取該熱軋板并保持經(jīng)卷取的板的溫度低于570℃;
21、-使該熱軋板冷卻;
22、-對(duì)該熱軋鋼板進(jìn)行氧化皮除去過(guò)程;
23、-使該熱軋鋼板在500℃至750℃的溫度下在1小時(shí)至96小時(shí)期間經(jīng)歷退火;
24、-對(duì)該熱軋退火鋼板進(jìn)行任選的氧化皮除去過(guò)程;
25、-以35%至90%的壓下率對(duì)該熱軋鋼板進(jìn)行冷軋以獲得冷軋鋼板;
26、-然后以1℃/秒至20℃/秒的速率使該冷軋鋼板在至少100秒期間連續(xù)退火至ac1至ac3+50℃的均熱溫度,選擇溫度和時(shí)間以獲得最小百分比為70%的奧氏體;
27、-然后使該板以大于10℃/秒的速率冷卻至ms-20℃至ms+40℃的溫度,其中ms是冷卻之前的初始奧氏體的ms溫度,然后
28、-將該冷軋鋼板在350℃至450℃之間保持200秒至1000秒的時(shí)間;然后
29、-使該板以不大于200℃/秒的冷卻速率冷卻至室溫。
30、根據(jù)本發(fā)明的又一方面,提供了一種制造經(jīng)熱處理并冷軋的鋼板的方法,包括以下連續(xù)步驟:
31、-提供根據(jù)本發(fā)明的一方面提供的鋼組成以獲得半成品,
32、-將該半成品再加熱至1000℃至1280℃的溫度;
33、-完全在奧氏體范圍內(nèi)軋制該半成品以獲得熱軋鋼板,其中熱軋終軋溫度大于或等于850℃;
34、-使該板以高于30℃/秒的冷卻速率冷卻至低于或等于500℃的冷卻溫度;以及卷取該熱軋板并保持經(jīng)卷取的板的溫度低于570℃;
35、-使該熱軋板冷卻;
36、-使該熱軋鋼板在350℃至500℃的溫度下在1小時(shí)至96小時(shí)期間經(jīng)歷退火;
37、-在該熱軋鋼板的退火之前或之后對(duì)該熱軋鋼板進(jìn)行至少一次氧化皮除去過(guò)程;
38、-以35%至90%的壓下率對(duì)該熱軋鋼板進(jìn)行冷軋以獲得冷軋鋼板;
39、-然后以1℃/秒至20℃/秒的速率使該冷軋鋼板在至少100秒期間連續(xù)退火至ac1至ac3+50℃的均熱溫度,選擇溫度和時(shí)間以獲得最小百分比為70%的奧氏體;
40、-然后使該板以大于10℃/秒的速率冷卻至ms-20℃至ms+40℃的溫度,其中ms是冷卻之前的初始奧氏體的ms溫度,然后
41、-將該冷軋鋼板在350℃至450℃之間保持200秒至1000秒的時(shí)間;然后
42、-使該板以不大于200℃/秒的冷卻速率冷卻至室溫。
43、可選地,鋼板的冷卻溫度設(shè)定為150℃至500℃。
44、可選地,鋼板在800℃至900℃之間連續(xù)退火100秒至1000秒。
45、本發(fā)明的冷軋經(jīng)熱處理的鋼板可以任選地涂覆有鋅或鋅合金,或者涂覆有鋁或鋁合金以改善其耐腐蝕性。
46、根據(jù)本發(fā)明的又一方面,提供了上述鋼板或根據(jù)上述制造方法生產(chǎn)的鋼板用于制造車(chē)輛的結(jié)構(gòu)部件或安全部件的用途。
47、根據(jù)本發(fā)明的再一方面,提供一種包括根據(jù)上述用途獲得的部件的車(chē)輛。