專利名稱:具有優(yōu)異焊接性的鋼板的制作方法
技術領域：
總體而言，本發(fā)明涉及通過焊接用作汽車部件材料的鋼板，更具體而言，涉及具有優(yōu)異的高速電弧焊接性、能夠以等于或高于100cm/分鐘的弧焊速度形成寬焊珠的高抗拉強度鋼板。
背景技術：
在汽車部件的組裝中涉及不同的焊接處理，其中之一是特別用于組裝要求具有優(yōu)良剛性的部件的氣體保護電弧焊接。這是因為電弧焊接增加接縫強度、穩(wěn)定焊接品質并且提高部件剛性是普遍已知的。然而，電弧焊接的缺點在于需要的時間比其它處理如切割、擠壓和涂布更長。由于這一點，當使用電弧焊接時，生產(chǎn)線速度降低，從而導致生產(chǎn)成本增加。因此，如果能夠提高鋼板的電弧焊接速度，則能夠實質上降低生產(chǎn)成本并且在工業(yè)上將具有深遠意義。
例如，日本專利公開號S61-007089的發(fā)明試圖通過將特定量的Si和Mn混入用于氣體保護電弧焊接的鋼絲中實現(xiàn)高速氣體保護電弧焊接。然而不幸的是，所引用的發(fā)明主要針對規(guī)定所述鋼絲的組成，并且不必考慮鋼板的剛性。另外，所引用的發(fā)明不必要地限定所述鋼絲中的氧含量等于或大于0.008％以獲得焊珠的波紋均勻性和焊珠上張力的降低。
此外，日本專利公開號2000-167691將鋼板組成考慮用于高抗拉強度鋼板的電弧焊接。所引用的發(fā)明的要旨在于高抗拉強度鋼板的焊接程序規(guī)定“在鋼板中的Si含量(質量％)+在焊絲中的Si含量(質量％)≥1.5”。然而，因為所引用的發(fā)明以30-60cm/分鐘的速度實施這種焊接處理，顯然所述發(fā)明的目的并不在于實現(xiàn)高速電弧焊接處理。此外，所引用的證發(fā)明沒有關于氧對電弧焊接的影響的任何描述。
通常，在高速電弧焊接處理中焊珠寬度趨向于減小。因此，為了將高速電弧焊接投入實際應用，特別是因為在實際電弧焊接處理中坡口位置或者焊絲位置常常發(fā)生偏離或者產(chǎn)生線路間隙，必須確保一定程度的焊珠寬度。然而，上述引用的發(fā)明中沒有一個研究在高速電弧焊接過程中的焊珠寬度。
盡管根據(jù)汽車工業(yè)中燃料效率的提高，對輕(薄)鋼板存在強烈需求，但是不應當比碰撞安全性更重要。為了滿足兩方面，即為了獲得輕且碰撞安全性的鋼板，更多的汽車生產(chǎn)商現(xiàn)在使用具有減小厚度的高抗拉強度鋼板。然而，這種薄鋼板在高電流電弧焊接過程中易于熔化，因此在高電流下不易得到足夠焊接量。因為這一點，薄鋼板的焊道寬度變窄，從而必須確保焊珠寬度增加。而且，因為高抗拉強度鋼與軟鋼相比具有差的擠壓處理的穩(wěn)定性，所以易于增大線路間隙。因此，必須開發(fā)用于增加焊珠寬度的方法。

發(fā)明內容因此，本發(fā)明的一個目的是提供具有優(yōu)異高速電弧焊接性、能夠以等于或高于100cm/分鐘的弧焊速度形成寬焊珠的高抗拉強度鋼板。
為了實現(xiàn)上述目的和優(yōu)點，提供一種鋼板，其包含Si0.20-2％(術語“％”在此指“質量％”，下同)和Mn1-2.5％，Si和Mn的總質量等于或大于1.5％、和O等于或小于0.002％(0％除外)、C0.02-0.25％、P等于或小于0.1％(0％除外)、S等于或小于0.05％(0％除外)、Al0.02-0.2％和N0.0015-0.015％。
在本發(fā)明的鋼板中，存在于表面層中的內氧化層的厚度優(yōu)選等于或小于5μm。
為了提高淬透性，本發(fā)明的鋼板優(yōu)選包含選自0.03-2％的Cr、0.03-1％或更少的Mo和0.0003-0.005％的B中的至少一種元素。另外，對于沉淀硬化，本發(fā)明的鋼板優(yōu)選包含選自0.005-0.1％的Nb、0.005-0.3％的Ti、0.005-0.5％的V和0.005-0.5％的W中的至少一種元素。
從耐腐蝕性的觀點出發(fā)，本發(fā)明的鋼板還可以包含0.03-0.5％或更少的Cu。當鋼板包含所限定的Cu時，鋼板還可以包含0.015-0.5％的Ni。另外，為了提高可使用性，本發(fā)明的鋼板可以包含0.0005-0.005％的Ca和/或0.0005-0.005％的REM(稀土元素)，或總計0.0005-0.005％的Zr和/或Mg。此外，為了提高延性，本發(fā)明的鋼板可以包含0.03-1％的Co。
在仔細分析和驗證結果之后，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)Si和Mn對高速電弧焊接產(chǎn)生有利影響。然而，他們還發(fā)現(xiàn)如果使用過量Si，則在焊道上形成更多熔渣并且涂覆層易于脫落。同時，如果使用過量Mn，則降低鋼板的可使用性。因此，應當將它們混合在一起代替單獨和過量使用Si和Mn。在這樣做的情況下，焊道具有優(yōu)良的耐腐蝕性和可使用性，并且在抑制焊道的所謂隆起即在焊接中形成不規(guī)則焊珠形狀和寬度的問題之后，焊珠足夠寬。
然而，即使Si和Mn的總含量滿足限定的界限，在速度等于或大于100cm/分鐘的高速電弧焊接中也發(fā)生焊道的隆起并且焊珠寬度不足。本發(fā)明的發(fā)明人在更徹底的檢查之后發(fā)現(xiàn)，包含在鋼板中的O(氧)對隆起產(chǎn)生不利影響。因此，在控制Si和Mn的總含量不超過其限定的界限并且在抑制O含量等于或小于0.002％時，即使在焊接速度等于或大于100cm/分鐘的高速電弧焊接處理中，本發(fā)明的發(fā)明人也能夠得到具有足夠寬度和沒有隆起的規(guī)則形狀的焊珠。
對O(氧)進一步的檢查表明盡管抑制O(氧)含量等于或小于0.002％，但是如果在鋼板表面層中的內氧化層厚于5μm，則氧仍然能對鋼板的高速電弧焊接產(chǎn)生負面影響。這可能是因為盡管可以降低鋼板中的氧含量，但是如果在表面層中存在內氧化層，則將氧從氧化層供應至焊接金屬，從而導致隆起和窄焊珠。然而，本發(fā)明并沒有受到這種判斷機理的限制，因為根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，通過抑制鋼板的內氧化層的厚度等于或小于5μm可以實現(xiàn)優(yōu)異的高速焊接性。
在下面的描述中將部分說明本發(fā)明的另外和/或其它方面和優(yōu)點，并且在每種程度上，將從描述中變得明顯，或者可以通過本發(fā)明的實踐了解。
具體實施方式以下將描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
如上所述，本發(fā)明的主要目的或者要旨是規(guī)定鋼板中的Si和Mn的總量并且抑制氧含量。同時，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，抑制存在于鋼板表面層中的內氧化層的厚度等于或小于5μm是重要的。因此，下面將首先描述Si、Mn和O的適宜含量，隨后描述內氧化層的適宜厚度。Si0.2-2％(術語“％”在此指“質量％”，下同)在本發(fā)明中Si是必要元素并且在高速電弧焊接中直接涉及增加焊珠寬度。當鋼板中的Si含量等于或大于0.20％，優(yōu)選等于或大于0.50％并且更優(yōu)選等于或大于0.80％時，表現(xiàn)出這種作用。然而，如果使用過量Si，則熔池的粘性過度增加，從而產(chǎn)生隆起的焊道。因此，從焊接性的觀點出發(fā)必須抑制Si含量小于3.0％。另外，當Si含量過高時，在焊珠上形成的爐渣的量增加，之后涂覆層易于脫落，并且涂覆之后的耐腐蝕性降低。因此，從耐腐蝕性的觀點出發(fā)必須抑制Si含量等于或小于2％。簡而言之，限定Si含量等于或小于2％，優(yōu)選等于或小于1.8％，并且更優(yōu)選等于或小于1.5％。
Mn1-2.5％類似于Si，Mn對高速焊接性有貢獻并且在本發(fā)明中是必要元素。同時，Mn在確保強度方面起著重要作用。因此，限定Mn含量等于或大于1％，優(yōu)選等于或大于1.2％，并且更優(yōu)選等于或大于1.5％。然而，如果使用過量Mn，則明顯產(chǎn)生偏析并且例如在沖孔單元中產(chǎn)生雙重裂紋(two-plycrack)，導致可使用性降低。因此，限定Mn含量等于或小于2.5％，優(yōu)選等于或小于2.0％，并且更優(yōu)選等于或小于1.5％。
Si+Mn等于或大于1.5％如上所述，如果Si含量過多，在焊接部分上的涂覆層易于分離，而如果Mn含量過多，則降低可使用性。因此，如果單獨使用Si或Mn，那么特別是在焊接速度等于或大于100cm/分鐘的高速電弧焊接中難以得到寬焊珠。這說明了Si和Mn應該在鋼板中組合使用的原因。具體而言，限定鋼板中Si和Mn的總量的下限為1.5％，優(yōu)選1.8％并且更優(yōu)選為2.0％。同時，限定Si和Mn的總量的上限，即Si含量的上限和Mn含量的上限之和為4.5％。因為在Si含量和Mn含量中每一種過量時不增加所述作用，所以優(yōu)選限定總含量等于或小于4.2％，并且更優(yōu)選等于或小于3.8％。O等于或小于0.002％(0％除外)
如果在鋼板中包含過量O，則熔池的粘性過度降低，結果熔融金屬流動強度增加并且趨向于更頻繁地產(chǎn)生隆起。另外，焊道寬度也窄。因此，為了實現(xiàn)良好的高速電弧焊接性，抑制本發(fā)明鋼板中的O含量等于或小于0.002％，優(yōu)選0.0018％并且更優(yōu)選0.0015％或更低是重要的。盡管為了確保良好的高速電弧焊接性似乎根本沒有氧更好，但是據(jù)認為在工業(yè)上肯定不可能使氧含量為0％。
通過使用RH脫氣裝置對熔融鋼進行脫氣處理(以下稱為RH脫氣處理)可以減少鋼板中的O含量。然而，本發(fā)明的鋼板和形成該鋼板的熔融鋼包含大量易于與O結合的Si和Mn，在RH脫氣處理過程中的除氧速度趨向于降低。因此，為了制造本發(fā)明具有等于或小于0.002％的減少的O含量的鋼板，必須進行比平常更久的RH脫氣處理。具體而言，在將約250噸的熔融鋼進行RH脫氣處理的情況下，盡管平常要花約30分鐘，但是本發(fā)明推薦將其延長為等于或大于50分鐘。在這樣做的情況下，可將O含量減少至在30分鐘長的處理中的O含量的至少1/2-2/3。
存在于鋼板表面層中的內氧化層的厚度等于或小于5μm在本發(fā)明中“內氧化層的厚度”指在垂直于軋制方向的橫截面內從表面起在板厚度方向上存在的氧化物的最大距離(最大深度)。這種‘氧化物’主要由Si或Mn氧化物組成，但是它還包含Ti氧化物等并且主要存在于鐵素體晶界中。通過在SEM圖像(放大率1,000X)中觀察在垂直于軋制方向上的從板表面至50μm深處的鋼板橫截面，可以得到內氧化層厚度?？紤]到內氧化層的厚度變化，在本發(fā)明中使用在鋼板的寬度方向上厚度的至少5次測量的平均數(shù)作為“內氧化層的厚度”。
同時，不管鋼板中的O含量可以是如何低，如果作為本發(fā)明的鋼板Si和Mn含量較高，則在精軋之后的卷繞過程中仍然可以形成內氧化層。因此，為了制造沒有或很少有內氧化層的鋼板，必須進行足夠長時間的RH脫氣處理以減少鋼板中的O含量，同時，在充分冷卻精軋鋼板之后進行卷繞。特別是，為了使內氧化層具有等于或小于5μm的厚度，推薦以低于600℃的溫度進行卷繞。
除Si、Mn和O以外，本發(fā)明的鋼板還包含作為主要組分的C、P、S、Al和N。對這些元素的描述如下。
C0.02-0.25％C是確保強度的有效元素，并且指定其下限為0.02％，優(yōu)選為0.06％，更優(yōu)選為0.08％。然而，使用過量的C，在凝固的焊接金屬上可能形成裂紋。因此，指定C含量的上限為0.25％，優(yōu)選為0.22％并且更優(yōu)選為0.20％。P等于或小于0.1％(0％除外)如果在鋼板中包含過量P，則在焊接過程中可能產(chǎn)生裂紋。因此，指定P含量的上限為0.1％，優(yōu)選為0.080％并且更優(yōu)選為0.060％。特別是，當期望鋼板用于存在產(chǎn)生焊接裂紋的趨向的地方時，優(yōu)選盡可能低地減少P含量。然而，在工業(yè)上不可能將鋼板中的P含量減少至0％。另外，P是用于通過固溶體強化確保強度的有效元素；優(yōu)選指定P含量等于或大于0.010％，并且更優(yōu)選等于或大于0.015％。
S等于或小于0.05％(0％除外)S是形成夾雜物的有害元素，并且在過量加入時降低鋼板的可使用性。因此，指定S含量的上限為0.05％，優(yōu)選為0.03％，并且更優(yōu)選為0.01％。另外，在工業(yè)上不可能將鋼板中的S含量減少至0％。Al0.02-0.2％Al是脫氧必需的一種元素。限定Al含量等于或大于0.02％，優(yōu)選等于或大于0.025％并且更優(yōu)選等于或大于0.0030％。但是如果使用過量Al，則形成更多的氧化物基夾雜物，從而導致痂形成的增加。因此，限定Al含量的上限為0.2％，優(yōu)選為0.15％并且更優(yōu)選為0.10％。N0.0015-0.015％N是通過固溶體強化確保強度的有效元素，并且通過與Al等形成氮化物對精細組織有貢獻。因此，指定N含量的下限為0.0015％，優(yōu)選為0.0020％并且更優(yōu)選為0.0030％。然而，如果使用過量的N，則在焊接過程中形成氣孔。因此，指定N含量的上限為0.015％，優(yōu)選為0.010％并且更優(yōu)選為0.0080％。
本發(fā)明的鋼板包含作為主要組分的上述元素并且余量主要是Fe和不可避免的雜質。根據(jù)原料、資源、制造裝置等，還可以包含其它不可避免的雜質(例如，Sn、Pb、Zn、Sb和As)。此外，在必要時本發(fā)明的鋼板還可以任選包含如下元素。
Cr0.03-2％Cr是提高淬火性的有效元素，并且必要時可以將其加入到鋼板中。Cr含量的下限為0.03％，優(yōu)選為0.10％，并且更優(yōu)選為0.20％。然而，如果使用過量Cr，則即使可以進行將涂覆基體浸入磷酸鹽浴中的涂覆基體處理，涂覆層粘附性也相當大地降低，并且對基材鋼板和涂覆后的耐腐蝕性產(chǎn)生不良影響。因此，限定Cr含量的上限為2％，并且優(yōu)選為1.5％。
Mo0.03-1％Mo也是提高淬火性的有效元素，并且必要時可以將其加入到鋼板中。限定Mo含量的下限為0.03％，優(yōu)選為0.10％，并且更優(yōu)選為0.20％。然而，類似于Cr，如果使用過量Mo，則降低P處理效率并且涂覆層易于脫落。因此，限定Mo含量的上限為1％，并且優(yōu)選為0.8％。
B0.0003-0.005％B也是提高淬火性的有效元素，并且必要時可以將其加入到鋼板中。限定B含量的下限為0.0003％，并且優(yōu)選為0.0005％。然而，不管可以如何過量地加入B，也不增加這種作用，并且只產(chǎn)生更多的氧化物基夾雜物，從而導致可使用性的降低。因此，限定B含量的上限為0.005％，并且優(yōu)選等于或小于0.003％。
Nb0.005-0.1％Nb對細晶顆粒的產(chǎn)生和沉淀硬化有貢獻，并且是一種用于高強度鋼板的有效元素。在需要時可將其加入到本發(fā)明的鋼板中。限定Nb含量的下限為0.005％，優(yōu)選為0.020％并且更優(yōu)選為0.030％。然而，因為不管如何過量地加入Nb都不增加這種作用，所以從經(jīng)濟效益的觀點出發(fā)，限定其上限為0.1％并且優(yōu)選為0.8％。
Ti0.005-0.3％同樣，Ti對細晶顆粒的產(chǎn)生和沉淀硬化有貢獻，并且是一種用于高強度鋼板的有效元素。在需要時可將其加入到本發(fā)明的鋼板中。限定Ti含量的下限為0.005％，優(yōu)選為0.010％并且更優(yōu)選為0.020％。然而，如果加入過量的Ti，則TiN夾雜物的產(chǎn)量急劇增加，結果降低鋼板的可使用性。因此，限定Ti含量的上限為0.3％并且優(yōu)選為0.20％。
V0.005-0.5％
V也對細晶顆粒的產(chǎn)生和沉淀硬化有貢獻，并且是一種用于高強度鋼板的有效元素。在需要時可將其加入到本發(fā)明的鋼板中。限定V含量的下限為0.005％，優(yōu)選為0.010％并且更優(yōu)選為0.020％。然而，因為不管如何過量地加入V都不增加這種作用，所以從經(jīng)濟效益的觀點出發(fā)，限定其上限為0.5％并且優(yōu)選為0.3％。
W0.005-0.5％W是一種通過沉淀硬化用于高強度鋼板的有效元素，并且可在需要時將其加入到本發(fā)明的鋼板中。限定W含量的下限為0.005％，優(yōu)選為0.010％并且更優(yōu)選為0.020％。然而，因為不管如何過量地加入W都不增加這種作用，所以從經(jīng)濟效益的觀點出發(fā)，限定其上限為0.5％并且優(yōu)選為0.3％。
Cu0.03-0.5％Cu是提高耐腐蝕性的有效元素，因此在需要時可將其加入到本發(fā)明的鋼板中。限定C含量的下限為0.03％，優(yōu)選為0.05％并更優(yōu)選為0.08％。然而，因為不管如何過量地加入Cu都不增加這種作用，所以從經(jīng)濟效率的觀點出發(fā)，限定其上限為0.5％并且優(yōu)選為0.3％。
Ni0.015-0.5％在鋼板包含Cu的情況下，加入Ni以防止裂紋是適宜的。不絕對要求將Cu和Ni都加入，并且即使鋼板已經(jīng)包含Cu，也不要求加入Ni。鋼板中的Ni質量％與鋼板中的Cu質量％的比率優(yōu)選為約0.5。因此，限定Ni含量的下限為0.015％，即Cu含量的下限的1/2。然而，因為僅僅通過過度加入多于所述Cu質量％的Cu不增加Ni加入的益處，所以限定Ni含量的上限為與Cu的上限相同，即0.5％，并且優(yōu)選為0.3％。
Ca0.0005-0.005％Ca是通過改善夾雜物的形態(tài)提高鋼板的可使用性的有效元素，因此在需要時可將其加入到鋼板中。限定Ca含量的下限為0.0005％，優(yōu)選為0.0010％并且更優(yōu)選為0.0020％。然而，盡管存在過量Ca，也不增加這種作用并且產(chǎn)生更多的只降低可使用性的氧化物基夾雜物。因此，限定Ca含量的上限為0.005％并且優(yōu)選為0.003％。
稀土元素0.0005-0.005％
類似于Ca，稀土元素(也稱為REM)是通過改善夾雜物的形態(tài)提高鋼板的可使用性的有效元素，因此在需要時可將其加入到鋼板中。限定REM含量的下限為0.0005％，優(yōu)選為0.0010％并且更優(yōu)選為0.0020％。與Ca相似，盡管存在過量REM，也不增加這種作用并且只降低鋼板的可使用性。因此，限定REM含量的上限為0.005％并且優(yōu)選為0.003％。Zr和/或Mg總計0.0005-0.005％Zr和Mg兩者均對夾雜物的分散和TiN的尺寸減小有貢獻，并且是提高鋼板的可使用性的有效元素，因此在需要時可以將它們加入。限定總量的下限為0.0005％并且優(yōu)選為0.0010％。然而，如果過量加入Zr和Mg，則氧化物基夾雜物的產(chǎn)量增加并且鋼板的可使用性降低。因此，限定總量的上限為0.005％，優(yōu)選為0.0030％。
Co0.03-1％Co是減少鐵素體中的固熔碳的量和提高鋼板的可使用性特別是鋼板伸長度的有效元素。限定Co含量的下限為0.03％并且優(yōu)選為0.05％。然而，因為不管如何過量地加入Co都不增加這種作用，所以從經(jīng)濟效益的觀點出發(fā)，限定其上限為1％并且優(yōu)選為0.80％。
本發(fā)明鋼板的特征在于其化學組成，特別是Si、Mn和O的含量和內氧化層的厚度。實際上，在本發(fā)明中，對鋼板本身的厚度沒有特別限制。然而，如果鋼板過薄，則在高速電弧焊接中可能將其熔化。另一方面，增加鋼板的厚度縮小了對輕鋼板的需求。因此，適宜的鋼板厚度在1至5mm的范圍內變化。
盡管下面將詳細公開并描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是應理解本發(fā)明不限于此，并且只要修改與前述和下述的本發(fā)明的目的一致，可以在一定程度上修改本發(fā)明，并且這些修改包含在本發(fā)明的技術范圍內。
1.鋼板的制造將在轉爐中脫碳的熔融鋼在LF(鋼包精煉爐)中進行二次精煉，將其與合金元素混合并且在RH脫氣裝置中進行RH脫氣處理，制備具有列于表1中的化學組成的熔融鋼。僅將對應具有高O含量(O0.0035％)的鋼板109的熔融鋼進行30分鐘(平均處理時間)的脫氣處理，其余進行50分鐘的RH脫氣處理并且將其中的O含量降低至等于或小于0.002％。
然后，對鋼進行連續(xù)鑄造，并且將由此得到的板坯進行熱軋件火焰清理處理，在爐中加熱至1,200-1,250℃，使用高壓水進行除鱗，并且通過粗軋機軋制成40mm的厚度。稍后，控制板坯溫度為1,000-1,100℃，并且在高壓水下再次將板坯除鱗并且進行精軋。對于精軋，在7個機架上連續(xù)軋制板坯，并且控制軋制溫度使得在精軋出口側的溫度在850至900℃的范圍內。
2-4秒以后，然后將來自精軋軋輥的板以20-60℃/秒的冷卻速度過冷(水冷卻)，并運送至卷取機以表2中規(guī)定的卷繞溫度(在表2中以“CT”表示)卷繞。當卷繞溫度高于600℃(鋼板112和113)時，其內氧化層(在表2中以“氧化層”表示)的厚度超過5μm。
將卷繞的卷材儲存并在環(huán)境壓力下冷卻至等于或小于100℃，并通過光整冷軋和矯直機以在鱗上形成裂紋(伸長率0.3-0.5％)。然后，用鹽酸將卷材酸洗以從其上除去鱗，并且涂以防銹油以制造鋼板1-23(本發(fā)明的實施例)和鋼板101-113(比較例)。
余量主要為Fe和不可避免的雜質(單位質量％)
余量主要為Fe和不可避免的雜質(單位質量％)另外，當O含量是約0.002％時，可以使用任何一種常規(guī)使用的方法。在本發(fā)明中，通過燃燒-紅外吸收光譜法以ppm級測量O含量。
2.鋼板的內氧化層的厚度的測量使用由此得到的鋼板，對于SEM圖像(放大率1000X)上的每個點，觀察在垂直于軋制方向上的橫截面至50μm的深度，并且測量各自的內氧化層的厚度。測量結果示于表2中(在表2中以“氧化層”表示)。應該指出示于表2中的內氧化層的厚度是在每一塊鋼板的寬度方向上5個任選厚度的平均值。
3.鋼板的機械性能的測量至于每一塊鋼板的機械性能，測量抗拉強度(MPa)、伸長率(％)和孔膨脹率(％)并且將其測量結果示于表2中(在表2中，抗拉強度以“TS”表示，伸長率以“E1”表示并且孔膨脹率以“λ”表示)。在此，孔膨脹的定義和測試方法遵循日本鋼鐵聯(lián)合會的標準“孔膨脹測試方法JFST1001-1996”。
當抗拉強度、伸長率和孔膨脹率分別等于或大于600MPa、等于或大于15％和等于或大于50％時，將它們評價為良好。
4.鋼板的焊接鋼板的焊接條件如下鋼板的板厚度2.9mm。
焊接機脈沖焊接機1接縫形式側部搭接角焊，焊炬傾角移動角45°和操作角向前移動10°，保護氣體組成Ar80體積％和CO2 20體積％(在鋼板23的焊接中，保護氣體組成為Ar90體積％，和CO210體積％。)電弧焊接電流根據(jù)如下給定的焊接速度調整電流。另外，根據(jù)保護氣體組成選擇最適宜的電壓；80cm/分鐘210A90cm/分鐘230A100cm/分鐘250A110cm/分鐘270A120cm/分鐘290A130cm/分鐘310A140cm/分鐘330A150cm/分鐘350A
焊絲鍍銅焊絲(在鋼板21的焊接中，使用非鍍銅焊絲。)，焊絲直徑1.2mm，焊絲組成C0.05％(術語“％”在此指“質量％”，下同)，Si0.81％，Mn1.25％，P0.010％和S0.015％(在鋼板22的焊接中，焊絲具有如下組成C0.06％、Si0.25％、Mn1.34％、P0.012％、S0.018％、Ti0.05％；并且在鋼板23的焊接中，焊絲具有如下組成C0.06％，Si0.30％，Mn1.25％，P0.007％和S0.010％.)，和焊絲的擠壓長度(與機件接觸的距離)15mm5.鋼板焊接性的評價(1)速度極限從80cm/分鐘至10cm/分鐘增加焊接速度用于焊接鋼板，并且得到不導致隆起缺陷的速度極限。結果示于表2中。如果其速度極限等于或大于100cm/分鐘，則將鋼板評價為具有良好的高速焊接性。
(2)焊珠寬度當以100cm/分鐘的焊接速度焊接鋼板時測量焊珠寬度。結果示于表2中。應該指出在表2中的焊珠寬度是典型焊接點的3個任選的焊珠寬度的平均值。如果其焊珠寬度等于或大于7.0mm，則將鋼板評價為具有良好的高速焊接性。
斷裂位置以100cm/分鐘的焊接速度焊接鋼板，并且從其搭接角焊縫接縫(lap fillet joints)收集寬度為25mm的試樣以進行接縫抗拉測試。確定斷裂位置是在基材(鋼板)中還是在焊接金屬中。如果基材斷裂，則將鋼板評價為具有良好的接縫強度。此外，盡管是焊接金屬斷裂，但是如果其斷裂強度等于或大于600MPa(鋼板的目標抗拉強度)，則將受試鋼板評價為具有良好的接縫強度。
*1如果斷裂位置在焊接金屬中而不在基材(鋼板)中，則說明此時的斷裂強度(單位MPa)。
*2在鋼板21的焊接中，使用非鍍銅焊絲。
*3在鋼板22的焊接中，使用具有如下組成的焊絲C0.06、Si0.25、Mn1.34、P0.012、S0.018、Ti0.05(單位質量％)。
*4在鋼板23的焊接中，使用具有如下組成的焊絲0.06、Si0.30、Mn1.25、P0.007、和S0.010(單位質量％)以及Ar90和CO210(單位體積％)的保護氣體。
*1如果斷裂位置在焊接金屬中而不在基材(鋼板)中，則說明此時的斷裂強度(單位MPa)。
*2在鋼板104的焊接中，在固體焊接金屬上形成裂紋。
*3在鋼板106的焊接中，在焊珠上形成大量熔渣。
從表2中的結果明顯看出，滿足化學組成和內氧化層厚度要求的鋼板1-23具有優(yōu)異的高速焊接性，即電弧焊接速度極限等于或大于100cm/分鐘并且在100cm/分鐘的電弧焊接速度下的焊珠寬度等于或大于7.0mm，而且表現(xiàn)出良好的接縫強度(其斷裂位置在基材中，或者即使焊接金屬斷裂，斷裂強度也等于或大于600MPa)。另外，鋼板23和24具有等于或大于600MPa的抗拉強度，等于或大于15％的伸長率和等于或大于50％的孔膨脹率，從而證實每一塊均具有高強度和良好的可使用性。
鋼板101具有低于本發(fā)明限定的下限的C含量和471MPa的不足的抗拉強度。
鋼板102具有低于本發(fā)明限定的下限的Si+Mn含量，6.0mm的窄焊珠寬度和不令人滿意的高速焊接性。
鋼板103具有超過本發(fā)明限定的上限的Ti含量，并且由于夾雜物的增加而具有40％的不足的孔膨脹率(可使用性)。
鋼板104具有超過本發(fā)明限定的上限的C含量和低可使用性(伸長率和孔膨脹率)。同時，在固體焊接金屬上形成裂紋。這是因為在鋼板中的過量C也增加了焊接金屬中的C含量。
鋼板105具有低于本發(fā)明限定的下限的Si含量，易于產(chǎn)生隆起，具有90cm/分鐘的低電弧焊接速度極限并且表現(xiàn)出令人不滿意的高速焊接性。
鋼板106具有超過本發(fā)明限定的上限的Si含量并且涂覆層由于在其焊珠上形成的大量爐渣而易于脫落。同時，它表現(xiàn)出降低的耐腐蝕性。因為Si含量高達3.00％，熔池的粘性過度增加，從而導致隆起。
鋼板107具有超過本發(fā)明限定的上限的Mn含量并且表現(xiàn)出差的可使用性(伸長率和孔膨脹率)。
鋼板108具有低于本發(fā)明限定的下限的Mn含量和5.5mm的薄焊珠寬度，并且表現(xiàn)出令人不滿意的高速焊接性。同時，它具有510MPa的較次抗拉強度。
鋼板109具有超過本發(fā)明限定的上限的O含量，由于熔池的過低粘性而易于產(chǎn)生隆起，并且表現(xiàn)出較次的高速焊接性，其電弧焊接速度極限為90cm/分鐘。
鋼板110具有低于本發(fā)明限定的下限的Si含量，在焊接過程中易于產(chǎn)生隆起，并且表現(xiàn)出較次的高速焊接性，其電弧焊接速度極限為90cm/分鐘。
鋼板111具有低于本發(fā)明限定的下限的Si含量并且由于熔池的低粘性而具有6.5mm的薄焊珠寬度，而且表現(xiàn)出令人不滿意的高速焊接性。
鋼板112具有6μm厚的內氧化層，由于熔池的低粘性而具有6.0mm的薄焊珠寬度并且表現(xiàn)出令人不滿意的高速焊接性。
鋼板113具有8μm厚的內氧化層，由于熔池的低粘性而易于產(chǎn)生隆起，并且表現(xiàn)出較次的高速焊接性，其電弧焊接速度極限為90cm/分鐘。
此外，在表2-1和2-2中，氧化層“0”指在指定的方法下沒有觀察到氧化層。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，但是本領域技術人員應該理解本發(fā)明不限于描述的優(yōu)選實施方案，而可以在后附權利要求
所限定的本發(fā)明的精神和范圍內進行各種變化和修改。
權利要求
1.一種鋼板，其包含Si0.20-2％(術語“％”在此指“質量％”，下同)，Mn1-2.5％，Si和Mn的總質量等于或大于1.5％，和O等于或小于0.002％(0％除外)，C0.02-0.25％，P等于或小于0.1％(0％除外)，S等于或小于0.05％(0％除外)，Al0.02-0.2％，和N0.0015-0.015％。
2.權利要求
1所述的鋼板，其中存在于鋼板表面層中的內氧化層的厚度等于或小于5μm。
3.權利要求
1所述的鋼板，其還包含選自0.03-2％的Cr、0.03-1％的Mo和0.0003-0.005％的B中的至少一種元素。
4.權利要求
1所述的鋼板，其還包含選自0.005-0.1％的Nb、0.005-0.3％的Ti、0.005-5％的V和0.005-0.5％的W中的至少一種元素。
5.權利要求
1所述的鋼板，其還包含0.03-0.5％或更少的Cu。
6.權利要求
1所述的鋼板，其還包含0.0005-0.005％的Ca和0.0005-0.005％的REM(稀土元素)中的至少一種。
7.權利要求
1所述的鋼板，其還包含總計為0.0005-0.005％的Zr和Mg。
8.權利要求
1所述的鋼板，其還包含0.03-1％的Co。
9.根據(jù)權利要求
5所述的鋼板，其還包含0.015-0.5％的Ni。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種鋼板，其包含Si0.20－2％(術語“％”在此指“質量％”，下同)，Mn1－2.5％，Si和Mn的總質量等于或大于1.5％，和O等于或小于0.002％(0％除外)，C0.02－0.25％，P等于或小于0.1％(0％除外)，S等于或小于0.05％(0％除外)，Al0.02－0.2％和N0.0015－0.015％。即使在等于或大于100cm/分鐘的高速弧焊中，本發(fā)明的鋼板也可以有利地用于形成寬焊珠。
文檔編號C22C38/14GK1990895SQ200610165975
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月12日
發(fā)明者十代田哲夫, 鈴木勵一, 山崎圭 申請人:株式會社神戶制鋼所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan