具有提高的延展性的高硅轴承双相钢的制作方法
【专利摘要】一种拉伸强度为至少980MPa并且总延伸率为至少15％的双相钢(马氏体+铁素体)。双相钢可以具有至少18％的总延伸率。双相钢还可以具有至少1180MPa的拉伸强度。双相钢可以包含0.5wt％至3.5wt％之间的Si，并且更优选地包含1.5wt％至2.5wt％之间的Si。
【专利说明】具有提局的延展性的局娃轴承双相钢
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C. 119(e)要求2011年11月28日提交的美国临时申请第 61/629757号的权益。
【技术领域】
[0003] 本发明一般性涉及双相（DP)钢。更具体地本发明涉及具有0. 5wt %至3. 5wt %的 高硅含量的DP钢。最具体地本发明涉及通过水淬连续退火而具有提高的延展性的高Si轴 承DP钢。
【背景技术】
[0004] 随着高强度钢在汽车行业中的使用增加，存在对于增加强度而没有牺牲可成形性 的钢的日益增加的需求。双相（DP)钢由于其提供了强度和延展性的良好平衡而成为常见 选择。随着最近开发的钢中的马氏体体积分数持续增加，更进一步地增加了强度，延展性成 为限制因素。由于已发现硅将DP钢中的强度延展性曲线向上和向右移动，所以硅是有利的 合金元素。然而，硅形成可以引起与锌镀层的粘附问题的氧化物，所以存在在实现所需的机 械性质的同时使硅含量最小化的迫切需求。
[0005] 因而，本领域中存在对极限拉伸强度大于或等于约980MPa并且总延伸率大于或 等于约15%的DP钢的需求。
【发明内容】
[0006] 本发明为双相钢（马氏体+铁素体）。双相钢具有至少980MPa的拉伸强度和至少 15%的总延伸率。双相钢可以具有至少18%的总延伸率。双相钢还可以具有至少1180MPa 的拉伸强度。
[0007] 双相钢可以包含0. 5wt%至3. 5wt%的Si,并且更优选地包含I. 5wt%至2. 5wt% 的3;[。双相钢还可以包含0.1￥1:(%至0.3￥1:(%的0，更优选地包含0.14￥1: (%至0.21￥1:(%的 C，并且最优选地包含少于0. 19wt %的C (例如约0. 15wt %的C)。双相钢还可以包含Iwt % 至3wt %的Mn,更优选地包含I. 75wt %至2. 5wt %的Mn,并且最优选地包含约I. 8wt %至 2. 2wt% 的 Μη。
[0008] 双相钢还可以包含：0· 05wt%至lwt%的Al ;总量为0· 005wt%至0· lwt%的选自 Nb、Ti和V中的一种或更多种元素；以及0至0. 3wt%的Mo。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图Ia和图Ib绘制了硅在I. 5wt %至2. 5wt %之间的变化的 0· 15C-1. 8Μη-0· 15Μ〇-0· 02Nb-XSi 和 0· 20C-1. 8Μη-0· 15Μ〇-0· 02Nb-XSi 的 TE-TS 曲线；
[0010] 图2a和图2b为来自在两种Si水平（图2a为1. 5%的Si,图2b为2. 5%的Si) 处具有约1300MPa的类似TS的0. 2% C钢的SEM显微照片；
[0011] 图3a和图3b为可以分别分辨出钢的显微组织的580°C和620°C的CT处的热轧带 (hot band)的SEM显微照片；
[0012] 图4a和图4b分别绘制了作为在喷气冷却（GJC)温度为720°C和过老化（Overage， 0A)温度为400°C的退火温度（AT)的函数的拉伸性能强度（TS和YS两者）和TE ;
[0013] 图5a至图5d为在图5a为750°C、图5b为775°C、图5c为800°C和图5d为825°C 处退火的样品的SEM显微照片，示出了经退火样品的显微组织；
[0014] 图6a至图6e绘制了表4A的样品的拉伸性能-退火温度；
[0015] 图6f绘制了表4A的样品的TE-TS ;
[0016] 图7a至图7e绘制了表4B的样品的拉伸性能-退火温度；
[0017] 图7f绘制了表4B的样品的TE-TS。
【具体实施方式】
[0018] 本发明为双相（DP)显微组织（铁素体+马氏体）钢系列。所述钢近乎没有残留奥 氏体。发明的钢具有高强度和可成形性的独特组合。本发明的拉伸性能优选地提供给多种 钢产品。一种这样的产品具有彡980MPa的极限拉伸强度（UTS)、彡18%的总延伸率（TE)。 另一种这样的产品将具有彡1180MPa的UTS和彡15%的TE。
[0019] 大体上，该合金的组成包含（以 wt % 计）：C:0. 1-0. 3 ;Mn:l-3 ;Si:0· 5-3. 5 ; Al :0. 05-1 ;任选的Mo :0-0. 3 ;Nb、Ti、V :总共0.005-0. I ;剩余为铁和不可避免的杂质（例 如S、P和N)。更优选地碳在0. 14wt%至0. 21wt%的范围内，并且为了良好的可焊性更 优选地低于0. 19wt%。最优选地碳为合金的约0. 15wt%。锰含量更优选地在I. 75wt% 至2. 5wt%之间，并且最优选地为约I. 8wt%至2. 2wt%。娃含量更优选地在I. 5wt%至 2. 5wt%之间。
[0020] 实施例
[0021] 由于水淬连续退火生产线（WQ-CAL)独特的水淬能力，采用水淬连续退火生产线 (WQ-CAL)来制造基于精益化学（lean chemistry based)的马氏体和DP品级。因此，本发 明人专注于通过WQ-CAL的DP显微组织。在DP钢中，铁素体和马氏体分别主要控制延展性 和强度。因此，为了同时实现高强度和延展性，需要增强铁素体和马氏体两者。Si的添加有 效地增加了铁素体的强度并且有利于采用更低分数的马氏体来产生相同强度水平。因此， 增强了 DP钢的延展性。因此选择高Si轴承DP钢作为主要冶金概念。
[0022] 为了分析高Si轴承DP钢的冶金效果，已经通过真空感应熔炼制造了具有各种量 的Si的实验炉（laboratory heat)。所研究的钢的化学组分列在表1中。第一六种钢基于 Si 含量为 0 至 2. 5wt%范围内的 0· 15C-1. 8Μη-0· 15Μ〇-0· 02Nb。其他钢具有 Si 为 I. 5wt% 至2. 5wt%的0. 2%的C。应该注意的是，尽管这些钢包含0. 15wt%的Mo,但是不要求添加 Mo以通过WQ-CAL制造 DP显微组织。因而Mo在本发明的合金系列中为可选元素。
[0023] 表 1
[0024]
【权利要求】
1. 一种双相钢，所述钢具有至少980MPa的拉伸强度以及至少15%的总延伸率。
2. 根据权利要求1所述的双相钢，其中所述钢具有至少18%的总延伸率。
3. 根据权利要求1所述的双相钢，其中所述钢具有至少1180MPa的拉伸强度。
4. 根据权利要求1所述的双相钢，其中所述钢包含0. 5wt%至3. 5wt%的Si。
5. 根据权利要求4所述的双相钢，其中所述钢包含1. 5wt%至2. 5wt%的Si。
6. 根据权利要求5所述的双相钢，其中所述钢还包含0. lwt %至0. 3wt%的C。
7. 根据权利要求6所述的双相钢，其中所述钢包含0. 14wt%至0. 21wt%的C。
8. 根据权利要求7所述的双相钢，其中所述钢包含少于0. 19wt%的C。
9. 根据权利要求7所述的双相钢，其中所述钢包含约0. 15wt%的C。
10. 根据权利要求6所述的双相钢，其中所述钢还包含lwt%至3wt%的Mn。
11. 根据权利要求10所述的双相钢，其中所述钢包含1. 75wt%至2. 5wt%的Mn。
12. 根据权利要求11所述的双相钢，其中所述钢包含约1. 8wt %至2. 2wt %的Mn。
13. 根据权利要求10所述的双相钢，其上所述钢还包含0. 05wt %至lwt %的A1。
14. 根据权利要求13所述的双相钢，其中所述钢还包含总量为0. 005wt%至0. lwt%的 选自Nb、Ti和V中的一种或更多种元素。
15. 根据权利要求10所述的双相钢，其中所述钢还包含0至0. 3wt%的Mo。
【文档编号】C22C38/04GK104350166SQ201280058556
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2011年11月28日
【发明者】全贤主, 纳拉扬·S·波托里, 妮娜·米哈伊洛夫娜·方斯泰因 申请人:安赛乐米塔尔研发有限公司