具有优异可成形性和疲劳性能的高强度热轧钢带材或片材以及生产所述钢带材或片材的方法_2

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这些元素是最佳平衡的。C含量在0. 015和0. 075wt% 的范围内,而V含量为0.02_0.30wt%。Nb的使用是任选的。它的使用有利于提供一些额 外的析出强化,但最重要的是提供铁素体显微组织的晶粒细化用于额外的强度和疲劳性 能以及焊接性能的改善。如果使用Nb,其含量应为至少O.Olwt%以便为明显有效的,且最 多0.08wt%,以避免过高的轧制负荷而没有在晶粒细化和性能方面的显著补偿。
[0038] 娃有利于固溶强化和抑制渗碳体的形成。后者是尚度相关的,因为珠光体和/或 渗碳体损害拉伸翻边可成形性和疲劳性能。然而,低的硅含量对于减少轧制负荷和避免氧 化皮问题是期望的,所述问题可损害疲劳特性。因此,Si含量不应超过0.5wt%。
[0039] Mn是重要的,因为:(a)固溶强化,(b)抑制铁素体转变温度和(c)减缓转化速率。 因素(b)和(C)对于实现足够的析出强化是重要的。因此,Mn含量应该为至少1.0 wt%。 然而,过高Mn含量会导致偏析,这损害拉伸翻边可成形性。因此,Mn含量应该在I. 0和 2. Owt %的范围内。优选地,Mn含量为至少I. 4wt %。
[0040] 低硫含量将改善可成形性。因此推荐实现低硫含量的努力以获得高扩孔能力。用 于夹杂物控制(尤其是MnS)的任选钙处理是优选的。S含量应该是最多O.Olwt%。
[0041] P提供固溶强化。然而,在高水平,P偏析将损害拉伸翻边可成形性。因此,P含 量应该为最多0. 06wt%。
[0042] 显微组织是基本单相铁素体显微组织。显微组织中的铁素体的体积分数不低于 97% (体积),优选不低于99%,且最优选应尽可能接近100%。用包含钒或钒和铌的碳化 物、氮化物和/或碳氮化物析出强化铁素体。显微组织的单相性质是重要的。典型的常规 HSLA显微组织不是单相的,而是由铁素体基体与渗碳体和/或珠光体(作为附加相成分) 组成。双相或复相组织也不是单相的,而是由铁素体基体与附加相成分如马氏体、贝氏体、 残留奥氏体等组成。本发明的单相性质对于达到高的扩孔能力是重要的。单相铁素体显微 组织应该优选是多角形铁素体。采用充分多角形铁素体显微组织,将会获得总体延伸率和 扩孔能力之间的优化平衡。虽然不规则,但贝氏体或针状铁素体可为容许的,发明人发现 它们的存在可能会牺牲总体延伸率或扩孔能力,尽管强度和其他性能保持在适当的水平。
[0043] 钢铸造和热轧工艺通常类似于常规的HSLA钢。应该对工艺进行设计以确保实现 单相铁素体显微组织,其被包含V或V和Nb的(碳化物、氮化物和/或)碳氮化物析出物 所充分析出强化。必须避免渗碳体和/或珠光体的存在,因为它损害扩孔能力以及耐疲劳 性。
[0044] 将板坯再加热到1050_1250°C和以Ar3转变点或更高的终轧温度进行热轧,和在 700和580°C之间的温度范围内进行卷曲。为了避免析出物的粗大化和强度损失,在卷曲 后主动冷却卷材是个选择,要么通过将卷材浸于水槽要么通过主动用水喷洒卷材(例如卷 材淋浴)。优选以至少l〇°C /s和/或最多600°C /s的平均冷却速率将热轧钢片材冷却到 卷曲温度。优选以至少40°C /s和/或最多150°C /s的平均冷却速率将热轧钢片材冷却到 卷曲温度。
[0045] 除了常规的带钢热轧机,这种类型的产品还可以在薄板坯连铸和直接轧制轧机 例如CSP型的那些上生产这种产品,因为该组成不依赖于Ti的使用。众所周知,用Ti微 合金化可导致与CS型装置上的铸造的问题。
[0046] 可以通过加热涂覆(heat-to-coat)循环(或电镀锌)向材料提供锌涂层或锌合 金涂层,其中锌合金涂层优选包含铝和/或镁作为其主要的合金化元素。
[0047] 根据本发明的钢带材或钢片材分为三个类别,i、ii和iii:
[0048] i.具有至少580MPa的拉伸强度和至少100%扩孔比的钢,且其中拉伸强度(TS) 和总体延伸率(El)和片材厚度t (mm)满足式(TSXEl)/t°_2>l 1000,或
[0049] ii.具有至少650MPa的拉伸强度和至少80%扩孔比的钢,且其中拉伸强度(TS) 和总体延伸率(El)和片材厚度t(mm)满足式(TSXEl)/t°_2>10000,或
[0050] iii.具有至少780MPa的拉伸强度和至少60%扩孔比的钢,且其中拉伸强度(TS) 和总体延伸率(E1),和片材厚度t(mm)满足式(TSXEl)/t°_2>9000
[0051] 优选总体延伸率(在1毫米厚度的JIS5拉伸试样测定El)不低于14%,优选不 低于16%,最优选不低于18%。
[0052] 本发明也体现在根据本发明的钢片材用于生产底盘部件的用途。
[0053] 现在将通过以下非限制的实施例1和2进一步解释本发明。
[0054] 实施例1:在表2给出的条件热轧具有如表1所示化学组成的钢A到E,产生厚度 为2. 5-3. 1毫米的钢片材1-12 (YS =屈服强度;UTS =极限拉伸强度;YR =屈服比;El =延 伸率)。测试前酸洗该热轧钢片材。报道的拉伸性能基于JIS No. 5几何,拉伸测试平行于 轧制方向和根据EN 10002-1/IS0 6892-1将拉伸强度测试施加于测试件。在某些情况下, 通过使用温和研磨减薄试样除去拉伸测试件的表面粗糙度。为了确定视为拉伸翻边性的标 准的扩孔比λ,从每个钢片材切出三个尺寸为90X90mm2方形钢样品,然后通过冲孔在样 品中制出直径10毫米的孔洞。完成样品的扩孔测试和上部去毛刺。从下面增加60°的锥 形孔,且当形成贯穿厚度裂纹时测量孔直径df。对于Cltl= 10_,用下式计算扩孔比λ:
[0055]
[0056] 通过使用光学显微镜鉴定显微组织来鉴定显微组织中的相成分和评估渗碳体和/ 或珠光体的总分数。检查的钢片材的拉伸性能和扩孔比如表2所示。表2也显示了检查的 钢片材的显微组织类型的评估。如果铁素体分数是97%或更多,则将该显微组织指定为F。 在渗碳体和/或珠光体分数超过3%时,将该显微组织指定为F+C+P。表2中还显示了钢 片材3Β和12Ε的疲劳性能。以-1的疲劳应力比R (完全相反的张力/压缩载荷)和平行 于轧制方向的疲劳测试,测量了疲劳性能和S-N疲劳曲线(应力(以MPa计)作为失效循 环(Nf)的函数)。根据疲劳测试BS3518第1部分的英国标准方法进行S-N疲劳测试。在 表2中报道了在IX IO5和5X10 5循环的疲劳强度,定义为-1的应力比R的应力范围,对 此在IX IO5和5 X 10 5循环发生失效。
[0057] 对于具有单相铁素体显微组织的钢片材1Α、3Β、7Β和包含铁素体、渗碳体和珠光 体的钢片材8/9C,10/11D,和12Ε(都具有混合显微组织),图1显示了扩孔比相对于拉伸 强度的曲线。如图1所示的数据清楚地说明了单相铁素体显微组织对扩孔比的有益影响。 对于具有单相铁素体显微组织的钢片材1Α、3Β、7Β和包含铁素体、渗碳体和珠光体的钢片 材8/9C、10/11D和12Ε (都具有混合显微组织),图2显示了扩孔比相对于总体延伸率(JIS No. 5)的曲线。再次,数据显示了单相铁素体显微组织对扩孔比和总体延伸率之间的优越 平衡的有益影响。对于具有单相铁素体组织的钢片材3B和包含铁素体、珠光体和渗碳体的 钢片材12E(具有混合显微组织),图3显示了 S-N疲劳曲线(R = -l)。图3还显示了具有 含有铁素体和马氏体的显微组织的热轧双相(DP)钢(2. 7毫米)和具有包含铁素体和贝氏 体的显微组织的热轧铁素体-贝氏体(FB)钢(3. 3毫米)的S-N曲线。这两种钢的厚度和 最大拉伸强度是在与钢片材1-12相同的区域(见表2)。DP钢的屈服强度和最大拉伸强度 分别是434和647MPa (YR = 0. 67),和FB钢的屈服和最大拉伸强度分别是532和638MPa (YR =0. 83)。认为DP和FB钢的S-N曲线对具有多相型的显微组织这类钢种是典型的。在图3 中绘制的S-N曲线之间的对比清楚地说明了单相铁素体显微组织对疲劳强度的有益影响。
[0058] 实施例2:
[0059] 在表4给出的条件热轧具有如表3所示化学组成的钢A到K,产生厚度为2. 6-3. 6 毫米的钢片材1-28。与实施例1的那些类似,制备和测试了样品。检查的钢片材的拉伸性 能和扩孔比如表4所示。表4也显示了检查的钢片材的显微组织类型的评估。如果铁素体 分数是97%或更多,则将该显微组织指定为F。在渗碳体和/或珠光体分数超过3%时,将 该显微组织指定为F+C+P。表4中还显示了钢片材9B、IOBUlB和22E的疲劳性能。以-1 的疲劳应力比R(完全相反的张力/压缩载荷)和平行于轧制方向的疲劳测试,测量了疲 劳性能和S-N疲劳曲线(应力(以MPa计
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