高屈服比型冷軋鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種彎曲加工性和碰撞特性優(yōu)異的高屈服比型冷社鋼板及其制造方 法，更詳細(xì)地，設(shè)及一種可用于構(gòu)件（member)、座椅橫檔（seat rail)、支柱（pillar)等汽 車結(jié)構(gòu)部件中的彎曲加工性和碰撞特性優(yōu)異的高屈服比型冷社鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著各種環(huán)境法規(guī)和能源監(jiān)管機(jī)制的強(qiáng)化，在汽車領(lǐng)域中，為了提高汽車 燃油效率和耐久性，需要更高強(qiáng)度的汽車用鋼板。特別是，隨著近年來汽車沖擊安全性法規(guī) 的傳播，為了提高車體的耐沖擊性正廣泛使用屈服強(qiáng)度優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼用作構(gòu)件、座椅橫 檔、支柱等結(jié)構(gòu)部件用鋼板。運(yùn)種用于結(jié)構(gòu)部件的鋼板的特征是鋼板的屈服強(qiáng)度高于抗張 強(qiáng)度，即屈服比（屈服強(qiáng)度/抗張強(qiáng)度）越高，越有利于沖擊能量的吸收能力。
[0003] 另一方面，如上所述的汽車用結(jié)構(gòu)部件除了通過滾壓成型的方法制造之外，還通 過沖壓成型的方法制造，因此，用作構(gòu)件（member)、座椅橫檔（set rail)、支柱（pillar)等 結(jié)構(gòu)部件用鋼板，需要同時(shí)具有高的彎曲加工性。但是，通常隨著鋼板的強(qiáng)度增強(qiáng)，會(huì)產(chǎn)生 彎曲加工性降低的問題，因此目前需要研發(fā)能夠完善運(yùn)種現(xiàn)象的元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] (一）要解決的技術(shù)問題 陽(yáng)〇化]本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種彎曲加工性和碰撞特性優(yōu)異的冷社鋼板及其制造 方法。
[0006] (二）技術(shù)方案
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種彎曲加工性和碰撞特性優(yōu)異的 高屈服比型冷社鋼板，按重量％計(jì)，包括：C:0. 03~0. 1%、Si:0.0 l~0. 35%、Mn:0. 5~ 1. 5%、P:0. 10% W下、S:0. 01% W下、Sol. Al:0. 025 ~0. 07%，包括由 Ti:0. 003 ~0. 1% 和Nb :0.003~0. 1 %組成的組中選擇的一種W上的元素，包括余量化和不可避免的雜質(zhì)， 微觀組織W鐵素體為主要組織，所述微觀組織中的已再結(jié)晶的社制組織為16~24面積％， 平均取向差角度（misorientation angle)為16~24。。
[0008] 并且，本發(fā)明的另一方面，提供一種彎曲加工性和碰撞特性優(yōu)異的高屈服比型冷 社鋼板的制造方法，包括W下步驟：準(zhǔn)備熱社鋼板，其中，所述熱社鋼板W重量％計(jì)，包括 C:0. 03 ~0. l%、Si:0.0 l ~0. 35%、Mn:0. 5 ~1. 5%、P:0. 10% W下、S:0. 01% W下、Sol. A1:0. 025~0. 07%，包括由Ti:0. 003~0. 1%和佩：0. 003~0. 1%組成的組中選擇的一 種W上的元素，包括余量化和不可避免的雜質(zhì)；W 5~50%的壓下率（A)對(duì)所述熱社鋼板 進(jìn)行一次社制；進(jìn)行所述一次社制后，在510~600°C溫度度）下進(jìn)行一次間歇退火處理； 進(jìn)行所述一次間歇退火處理后，W 3~40%的壓下率（C)進(jìn)行二次社制；進(jìn)行所述二次社 制后，在520~620°C溫度值）下進(jìn)行二次間歇退火處理；其中，所述一次社制時(shí)的壓下率 (A)、一次間歇退火處理時(shí)的溫度度）、二次社制時(shí)的壓下率（C) W及二次間歇退火處理時(shí) 的溫度值）滿足W下關(guān)系式2，
[0009] [關(guān)系式引
[0010] 13. 3《0. 01A+0. 005B+0. 05C+0. 02D《16. 8
[0011] 其中，所述A和C的單位是％，所述B和D的單位是°C。
[0012] 此外，上述的技術(shù)問題解決方法并沒有將本發(fā)明的特征全部一一列舉出來。參照 下面的【具體實(shí)施方式】，可更加詳細(xì)地理解本發(fā)明的各種技術(shù)特征和基于該特征的優(yōu)點(diǎn)及其 效果。 陽(yáng)01引 （S)有益效果
[0014] 本發(fā)明的冷社鋼板具有優(yōu)異的彎曲加工性和碰撞特性，可W優(yōu)選應(yīng)用在構(gòu)件 (member)、座椅橫檔（set rail)、支柱（pillar)等汽車用結(jié)構(gòu)部件。
[0015] 并且，更加適當(dāng)?shù)目刂坪辖鸾M成，從而可進(jìn)一步確保優(yōu)異的焊接性。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行了深入的研究， 結(jié)果得知了通過適當(dāng)控制微觀組織中的已再結(jié)晶的社制組織的面積分?jǐn)?shù)和平均取向差角 度（misorientationangle)，可同時(shí)提高彎曲加工性和碰撞特性，并完成了本發(fā)明。
[0017] 進(jìn)而，如上所述，進(jìn)一步得知了通過在反復(fù)進(jìn)行兩次冷社和間歇退火處理時(shí)，分別 控制將冷社時(shí)的壓下率和間歇退火時(shí)的退火溫度，W及兩者之間的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)控制社 制組織的面積分?jǐn)?shù)和平均取向差角度的一個(gè)方法。
[0018] 下面，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)方面的彎曲加工性和碰撞特性優(yōu)異的高屈服比型冷社鋼板 進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0019] 首先，對(duì)本發(fā)明的冷社鋼板的合金組成進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020] 碳似：0.03~0. 1重量％
[0021] 碳是用于確保鋼的強(qiáng)度而添加的元素。為了獲得運(yùn)樣的效果，在本發(fā)明中，優(yōu)選 地，包括0. 03 %重量％ ^上，更優(yōu)選地，包括0. 04重量％ ^上，再更優(yōu)選地，包括0. 05重 量％^上。相反，碳含量過多時(shí)，鋼的焊接性和彎曲加工型可能會(huì)劣化。因此，所述碳含量 的上限值優(yōu)選為0. 1重量％，更優(yōu)選為0. 09重量％，再更優(yōu)選為0. 08重量％。
[0022] 娃（Si) :0.0 l ~0. 35 重量％
[0023] 娃具有通過固溶強(qiáng)化來提高鋼的強(qiáng)度的作用，并且具有通過細(xì)化晶粒來增加晶粒 的界面面積，提高解理裂紋擴(kuò)展（Cleavage化ack Propagation)停止特性的作用。為了獲 得運(yùn)樣的效果，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，包括0.0 l重量％ ^上，更優(yōu)選地，包括0. 1重量％ W 上，再更優(yōu)選地，包括0. 15重量％^上。只是，其含量過多時(shí)，不僅引發(fā)表面氧化皮缺陷，降 低鋼板的表面品質(zhì)，而且還可降低化學(xué)處理性、電鍛性W及焊接性。因此，所述娃含量的上 限值優(yōu)選為0. 35重量％，更優(yōu)選為0. 32重量％，再更優(yōu)選為0. 30重量％。
[0024] 儘（Mn) :0. 5 ~1. 5 重量％
[0025] 儘是通過細(xì)化晶粒，將鋼中的S完全W MnS析出，從而具有防止基于生成FeS的熱 脆性，同時(shí)，在不降低延展性的情況下通過固溶強(qiáng)化加固鋼的作用。為了獲得運(yùn)樣的效果， 本發(fā)明中包含的儘含量?jī)?yōu)選為0. 5重量％ ^上，更優(yōu)選為0. 6重量％ ^上，再更加優(yōu)選為 0. 7重量％ ^上。然而，儘含量過多時(shí)，可能降低焊接性和熱社性。因此，所述儘含量的上限 值優(yōu)選為I. 5重量％，更優(yōu)選為I. 3重量％，再更加優(yōu)選為I. 2重量％。
[0026] 憐（P) :0. 10 重量％^下
[0027] 憐是不可避免地被含有的雜質(zhì)，是偏析到晶界而降低延展性的主要原因的元素， 因此，優(yōu)選地，將憐含量盡可能控制在最低。理論上最好將憐的含量控制為0重量％，然而 在制造工序上必然被含有。因此，關(guān)鍵是管理憐含量的上限值。在本發(fā)明中所述憐含量的 上限值優(yōu)選為0. 10重量％，更優(yōu)選為0. 05重量％，再更加優(yōu)選為0. 03重量％。 陽(yáng)0測(cè)硫（S) :0.0 l重量％ ^下
[0029] 硫是不可避免地被含有的雜質(zhì)，是降低鋼的延展性和焊接性的主要原因的元素， 因此，優(yōu)選地，將硫含量盡可能控制在最低。理論上最好將硫的含量控制為0重量％，然而 在制造工序上必然被含有。因此，關(guān)鍵是管理硫含量的上限值。在本發(fā)明中所述硫含量的 上限值優(yōu)選為0.0 l重量％，更優(yōu)選為0. 008重量％，再更加優(yōu)選為0. 005重量％。
[0030] 可溶侶（Sol. Al) :0. 025 ~0. 07 重量％
[0031] 可溶侶主要是用于脫氧而添加的元素，如同娃，是將鐵素體內(nèi)的碳分配給奧氏體， 提高馬氏體澤透性的有效元素。為了獲得運(yùn)樣的效果，本發(fā)明中包含的可溶侶含量?jī)?yōu)選為 0. 025重量％ ^上，更優(yōu)選為0. 03重量％ ^上。然而，可溶侶含量過多時(shí)，其效果飽和，而且 降低經(jīng)濟(jì)性，因此，所述可溶侶含量的上限值優(yōu)選為0. 07重量％，更優(yōu)選為0. 06重量％。
[0032] 并且，本發(fā)明的冷社鋼板還包括選自由Ti :0.003~0. 1 %和Nb :0.003~0. 1 %組 成的組中選擇的一種W上的元素。鐵和妮是為了基于析出強(qiáng)化的鋼的強(qiáng)度的提高和晶粒細(xì) 化而添加的元素。為了獲得運(yùn)樣的效果，本發(fā)明中優(yōu)選包含0.003重量％ ^上，更優(yōu)選包含 0. 005重量％ ^上，再更加優(yōu)選包含0. 008重量％ ^上。相反，其含量過多時(shí)，不僅效果飽和 并降低經(jīng)濟(jì)性，而且會(huì)因析出物形成過多而降低鋼的延展性。因此，其上限值優(yōu)選為0. 1重 量％，更優(yōu)選為0. 09重量％，再更加優(yōu)選為0. 08重量％。
[0033] 除了上述成分之外，其余是鐵（Fe)。只是，通常在制造過程中，必然會(huì)從原料和周 邊環(huán)境混入意料之外的雜質(zhì)，因此無法排除運(yùn)些雜質(zhì)。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員都會(huì)知道運(yùn) 些雜質(zhì)，因此不在本說明書中特別說明。
[0034] 另一方面，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例，設(shè)計(jì)滿足上述成分范圍的鋼板的合 金時(shí)，優(yōu)選地，使C、Mn和Si的合金組成滿足下面關(guān)系式1。 陽(yáng)03引[關(guān)系式U
[0036] [幻 + [Mn] /6+ [Si] /15《0. 28
[0037] 其中，所述[口、[Mn]和[Si]分別表示相應(yīng)元素的重量％。
[0038] 所述關(guān)系式1表示了能夠確保優(yōu)異的焊接性的成分關(guān)系。目P，鋼中的碳、儘W及娃 具有提高碳當(dāng)量（Ceq)的作用，可知，碳當(dāng)量越高焊接性越劣化。本發(fā)明的發(fā)明人通過反復(fù) 試驗(yàn)導(dǎo)出了本發(fā)明的冷社鋼板焊接時(shí)不產(chǎn)生焊接缺陷的條件，并能夠確認(rèn)將碳、儘W及娃 含量嚴(yán)格控制在上述范圍內(nèi)時(shí)，可確保優(yōu)異的焊接性。
[0039] 下面，對(duì)本發(fā)明的冷社鋼板的優(yōu)選微觀組織進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0040] 優(yōu)選地，本發(fā)明的冷社鋼板滿足所述成分條件，同時(shí)其微觀組織的主要組織為鐵 素體，此時(shí)，更優(yōu)選地，所述鐵素體的面積分?jǐn)?shù)為98%W上（包括100%)。并且，除了所述 鐵素體外的余量可W是殘余奧氏體，所述殘余奧氏體的面積分?jǐn)?shù)優(yōu)選控制在2 % W下。
[0041] 另一方面，所述微觀組織中再結(jié)晶的社制組織優(yōu)選為16~24面積％。再結(jié)晶的 社制組織是指取向差角度為15° W上的組織，所述取向差角度可W使用電子背散射衍射 巧Iectron Back-Scattered Diffraction, EBSD)來測(cè)量。當(dāng)所述再結(jié)晶的社制組織小于 16面積％時(shí)，退火后的晶?；謴?fù)程度非常低，與抗張強(qiáng)度相比屈服強(qiáng)度過于上升，因此具有 鋼的彎曲加工性降低的問題。相反，當(dāng)所述再結(jié)晶的社制組織大于24面積％時(shí)，雖然鋼的 延展性優(yōu)異，但是具有強(qiáng)度劣化的問題。
[0042] 優(yōu)選地，本發(fā)明的冷社鋼板滿足如上所述的成分條件，并具有如上所述的微觀組 織的同時(shí)，微觀組織的平均取向差角度為16~24°。當(dāng)平均取向差角度超出所述范圍