可成型的轧制薄钢板的制造方法

专利名称：:可成型的轧制薄钢板的制造方法本发明是关于一种具有改良的抗带钢单向起皱性能的可成形轧制薄钢板的制造方法，更具体地说，是关于一种具有改良的抗带钢单向起皱性能的可成形轧制钢板的新制造方法。该方法通过控制轧制条件可省略冷轧和再结晶退火工序。可成形的薄钢板的厚度不大于2毫米左右，这些钢板用作建筑材料、汽车部件、各种表面处理的粗板等等，要求这些钢板具有以下性能(1)机械性质为了获得良好的弯曲成形性、可膨胀成形性和拉拔成形性，主要要求钢板具有高延性和高兰克福特(Lankford)值(r-值)。在此情况下，r-值以r＝(rL+rC+2rD)/4表示，这里rL、rC和rD相应表示轧制方向(以下简称L方向)、垂直于L方向(以下简称为C方向)和与L方向成45°角的方向(以下简称D方向)上的r-值。近来，为了增加钢板在成形过程中的产额，经常选择膨胀成形工艺，因为在膨胀成形过程中，可减少材料从板坯夹持部位向外流动。在这种情况下，要求材料性质具有高的n-值(应变硬化指数)。即使在某一个方向上的可成形性良好，但实际的成形是在平面上进行，所以当晶面的各向异性很大时，在成形后产生褶皱。而另一方面，当各向异性很小时，成形后的凸耳切除量较小，使钢锭面积减小，所以钢板产额有很大改善。这种各向异性作为一种机械性质可以用ΔEl(伸长率的各向异性参数)和Δr(r-值的各向异性参数)来评定。具体讲，对具有改良的各向异性的钢，要求ΔEl≤5％和Δr≤0.5。需要成形的钢板，最根本的是要求它的抗拉强度与伸长率之间达到最佳平衡，因为当抗拉强度与伸长率之间的平衡较差时，在成形过程中会引起诸如卷边破裂之类的问题。所以，使得抗拉强度(TS)和伸长率(El)达到良好平衡的标准大致是TS(公斤/毫米2)×El(％)≥1500。当可成形的钢板在室温下保存很长一个时期时，可能引起时效恶化，这会使可成形性变差，因而在压制成形时，可能产生破裂。为此，抗老化性能是重要的，其标准为AI(老化指数)≤4公斤/毫米2。从改善燃料消耗量的观点出发，最近要求用于汽车上的钢板厚度减薄。在这种减薄的情况下，引起了一个问题，即成形产品的抗拉刚性下降。比如，当某一外力施加于该成形产品时，易于引起挠曲。鉴于钢板的抗拉刚性正比于杨氏模量，因而可以通过增加钢平面上的杨氏模量来加强抗拉刚性。就此而论，当在L方向、C方向和D方向上的杨氏模量的平均值(E)不小于22000公斤/毫米2时，抗拉刚性就很好。在此情况下，E以E＝(EL+EC+2ED)/4来表示。用作汽车零件诸如仪表板、油盘、汽油箱等等的钢板，严格要求其具有可成形性，特别是可深拉性。这时对用于这类零件的钢板，要求其r-值不小于1.7，虽则此值取决于相应零件的形状。另一方面，要求用作汽车外壳面板的钢板具有低的屈服比(YR，％)，此值以方程式YR＝(抗拉强度/屈服强度)×100表示，因为当YR值低时，就有可能在工作负荷相对小的部位，例如靠近手把的门外层的部位，控制平面应变。再者，最近的一个动向是加大面板的尺寸以减少点焊接点等之类的数量。在这种情况下，低的RY值对于具有小的平面应变的压制成形是很有效的。(2)表面性质由于可成形的钢板主要用在成品的最外表面部位上，除了钢板的形状和外观之外，各种表面处理的性质也很重要。特别是，用于汽车的钢板，在上漆前的处理，即磷酸盐涂层是重要的，因为假如磷酸盐涂层性质很差，就不能保证足够的烘干的油漆性质。再者，随着经表面处理的钢板的用量迅速增加，对可成形薄钢板的而腐蚀性能的要求也越加苛刻。特别是用在北欧和北美汽车上的钢板，应当在加盐化雪的情况下耐腐蚀，这要求更加严格的耐腐蚀性能。另一方面，即使采用经过表面处理的钢板，但如果它在成形时易于破损，其耐腐蚀性能恶化，所以在表面处理钢板中的基体板与表面处理层之间的结合性质显得十分重要。再者，如前所述，由于可成形的钢板是用在成品的最外层部位，因而钢板本身的耐腐蚀性能尤其是耐点腐蚀性能是重要的。一般，这类薄钢板的制造过程如下首先，钢板主要采用低碳钢，由铸锭和扁坯轧辊制成厚约200毫米的扁坯。然后，将此扁坯加热并在加热炉内保温，大体上热轧到具有30毫米左右厚度的薄板坯。其次，将此薄板坯在高于Ar3相变点的温度下进行最终的热轧，以形成具有给定厚度的热轧钢板。此板经过酸洗后，再进行冷轧以形成具有给定厚度(不大于2.0毫米)的冷轧钢板。冷轧钢板再经过再结晶退火以便获得成品。这种传统工艺的最大缺点是，为了得到成品，要经过很长的工序。其结果是，成品的制造要求大量的能源、劳力和时间。同样，很长的工序也引起各种不利于产品质量，尤其是表面性质的问题。比如，有这样一些不可避免的问题在冷轧工序中表面产生缺陷、在再结晶退火工序中杂质元素浓集到板材的表面、表面因氧化而使外观变差、表面处理的性质变坏以及其他。作为一种可成形的薄钢板的制造方法，也考虑只通过热轧工序来得到成品。在这种方法中，可以省略冷轧工序和再结晶退火工序，所以在工业上有很大优点。然而，只通过热轧工序制得的薄钢板的机械性质与那些通过冷轧-退火工序的成品相比，要差不少。虽然，用于汽车壳体等可压制成形的钢板要求具有极好的深拉性能，但热轧钢板的r-值低到大约1.0左右，因而这种钢板的应用受到限制。因为在常规热轧方法中，最终温度高于Ar3相变点，所以在r→α的相转度过程中织构是不规则分布的。再者，要通过仅仅热轧这道工序来制造厚度不大于2毫米的薄钢板，这是很困难的。除了尺寸精度的问题以外，钢板温度由于变薄而下降的问题迫使在低于Ar3相变点的温度下进行低碳钢的轧制，其结果使物理性质(可延展性、可拉性等)显著恶化。即使在低于Ar3相变点进行轧制可以保证物理性质，所产生的一个新问题是，在铁素体相区内的温度下轧制钢板时，在钢板内易于出现带钢单向起皱。这里所用的“带钢单向起皱”一词表示在成形过程中，在产品表面上产生的一种不规则的缺陷，这种缺陷在用作成形部件最外层部位的这类钢板上是致命伤。在金相上，起皱是由于这一事实引起的，即某一组晶粒取向即使轧制一再结晶工序(例如{100}取向组)也不易于破坏，而仍然保持其原来的轧制方向，这种取向组一般易于在铁素体(α)相区内的比较高的温度进行轧制时产生。特别是在铁素体相区的压缩量很大时，或者在制造薄钢板时，这种倾向是很强烈的。近来，随着成形部件的复杂化和高档化的倾向，这种可成形薄钢板经常受到更加严格的成形加工，所以要求这些钢板具有极好的抗起皱性能。铁和钢材的制造工序是多变的，制造可成形薄钢板的情况也是如此。那就是通过引进连续铸造工序，可以取消制钢坯工艺。为改善物理性质和节能，坯料的加热温度倾向于从原先工艺所采用的1200℃左右下降到1100℃左右或更低。还有，逐步地在试验一种工艺，它能够取消热轧中的热处理和粗轧工序，而直接从钢水生产厚度不大于50毫米的钢板。然而，所有这些新的制造工序在破除钢水凝固时所产生的织构(铸件织构)时，都是不利的。特别是，要破除在固化时形成的以{100}&lt;UVW&gt;取向为主的坚固的铸件织构是非常困难的。由此，在薄钢板成品件上易于产生上述起皱现象。与此相关，提出了一些可成形薄钢板的制造方法，在这些方法中板坯在低于Ar3相变点的比较低的温度区域内直接成形为具有给定厚度的薄钢板，而不再进行冷轧和再结晶退火工序。例如，日本公开专利48-4,329中公布一种低碳沸腾钢在低于Ar3相变点的温度下，以90％的压缩量被轧制成厚度为4毫米的钢板，其屈服点为26.1公斤/毫米2、抗拉强度为37.3公斤/毫米2、伸长率为49.7％以及r-值为1.29。在日本公开专利No.52-44,718中公布了一种制造低屈服点的钢板的方法，其屈服点不大于20公斤/毫米2。该方法是将一种低碳沸腾钢热轧至厚度为2.0毫米的钢板，终轧温度为800-860℃(低于Ar3相变点)，卷板温度为600-730℃。然而，这样得到的钢板所具有的代表可拉性能的圆锥杯突试验值大约为60.60-62.18毫米。此值等于或小于常规方法制得的钢板的可拉性能，后者的圆锥杯突试验值为60.58-60.61。再有，日本公开专利No.53-22,850公布了制造低碳热轧钢板的方法，即通过热轧将一种低碳沸腾钢轧到1.8-2.3毫米的厚度。热轧的终轧温度为710-750℃，卷板温度为530-600℃。然而，这种钢板的圆锥杯突试验值与前述日本公开专利No.52-44,718相同，且可拉性能很差。在日本公开专利No.54-109,022中，公布了一种制造低强度低碳钢板的方法，即通过热轧将一种低碳铝镇静钢轧到厚度为1.6毫米的钢板，终轧温度为760-820℃，卷板温度为650-690℃。此种钢板的屈服点为14.9-18.8公斤/毫米2，抗拉强度为27.7-29.8公斤/毫米2，以及伸长率为39.0-44.8％。在日本公开专利No.59-226,149中公布了一种制造薄钢板的方法，其r-值为1.21。该方法是将一种低碳铝镇静钢(含有0.002％碳、0.02％硅、0.23％锰、0.009％磷，0.008％硫、0.025％铝、0.0021％氮和0.10％钛)在500-900℃，以压缩量76％轧制成厚度为1.6毫米的钢板。轧制时使用一种润滑油。然而，在已知的常规工艺中关于增强抗带钢单向起皱方面没有十分公开。因而，本发明的目的是，提供一种制造薄钢板的方法，该钢板具有改良的抗带钢单向起皱性能和可成形性。该方法是一种新工艺，它不包括冷轧和再结晶退火工序。根据本发明的第一方面，规定了一种制造可成形轧制薄钢板的方法，该钢板具有改良的抗带钢单向起皱性能。该方法是通过一道轧制工序将一种低碳钢轧到给定厚度，该轧制工序包括在温度从500℃到Ar3相变点之间的范围内至少进行一道轧制，压缩量不小于35％，且应变速率不低于300/秒。根据本发明的第二方面，规定了一种制造可成形轧制薄钢板的方法，该钢板具有改良的抗带钢单向起皱性能和深拉性能。该方法是通过一道轧制工序将一种低碳钢轧到给定厚度，该轧制工序包括至少在温度范围从300℃到低于铁素体再结晶温度之间进行一道轧制，压缩量不小于35％，且应变速率不低于300/秒。本发明的最佳实施方案如下首先，在ε≥0.5T+80(ε为应变速率，T为轧制温度，℃)的条件下进行这道轧制，以便改善薄钢板的可膨胀成形性。为使晶面各向异性很小，在&epsiv;./&mu;&GreaterEqual;1000]]>(μ为摩擦系数)的条件下进行这道轧制或在拉伸状态下进行轧制。再者，为改善磷酸盐涂层的性质，轧制后的卷板在不大于400℃的温度下进行。这道轧制还要在≥2.0(R为轧辊半径)的条件下进行，以便改善抗拉强度和伸长率之间的平衡。为了增强粘结性质，轧制后将薄钢板在不高于400℃的温度下进行卷板，然后进行金属热浸镀处理或金属电镀处理。为改善耐腐蚀性能，采用含铁量不低于99.50％重量百分比的钢材作为低碳钢。为了增进抗老化性能，薄钢板在卷板后至少在200-500℃的温度下停留一分钟。再者，为了降低屈服比，将薄钢板在卷板后进行热处理，热处理温度不低于500℃，时间不少于0.2秒钟。此外，为了增强膨胀刚性，这道轧制工序在以下条件下进行其应变速率满足方程式(1)，其中的临界应变速率以方程式(2)表示0.5&epsiv;.c&le;&epsiv;.&le;1.5&epsiv;.c...(1)]]>ln&epsiv;.c=-3.645/(273+T)+11.5...(2)]]>附图的简要描述图1上的曲线，示出应变速率对r-值和起皱指数的影响，取压缩量作为一种参数；图2上的曲线示出n-值、应变速率和轧制温度之间的关系；图3上的曲线示出影响r-值和伸长率各向异性的应变速率与摩擦系数之间的关系，取压缩量作为一种参数；图4的曲线示出应变速率和拉伸对r-值和伸长率各向异性的影响；图5的曲线示出卷板温度对磷酸盐涂层性质的影响；图6的曲线变出对抗拉强度和伸长率的平衡的影响；图7的曲线示出卷板温度对浸镀层粘结性质的影响；图8的曲线示出应变速率对起皱指数的影响，取压缩量作为一种参数；图9的曲线示出轧制温度和r-值之间关系；图10的曲线示出钢材的含铁量与耐腐蚀性能之间关系；图11的曲线示出卷板的停留时间对老化指数(AI)的影响；图12的曲线示出屈服比(YR)与轧制在600℃保温时间之间的关系；图13的曲线示出卷板温度对镀层的粘结性质的影响；图14的曲线示出轧制温度对杨氏模量的影响；以及图15的曲线示出轧制温度和应变速率对杨氏模量的影响。本发明将结合实验结果来进行描述，这些实验结果导致本发明的产生，现描述如下两组试验材料A和B，都是低碳铝镇静钢的热轧钢板，它们的化学成分在下面的表1中示出。每组试验材料A和B都在700℃加热、保温和轧制，其压缩量为一次性的20％、40％或60％。表1图1示出应变速率与轧制后钢板的r-值和起皱指数的关系。由图1看出，r-值和带钢单向起皱指数在很大程度上取决于应变速率和压缩量，并且在压缩量不低于35％及高应变速率不低于300/秒进行轧制时，有显著增长。应变速率按下列方程式计算(3)&epsiv;=2&pi;n60r&CenterDot;RHo&CenterDot;ln(11-r)...(3)]]>这里，n为轧辊的转数(转数/分钟)；r为压缩量(％)/100；R为轧辊半径(毫米)；Ho为轧制前的厚度(毫米)再者，当轧制好的钢板(钢B)进一步通过一道1％的表皮光轧时，检验了应变速率和轧制温度(T，℃)对n-值的影响，所得结果示于表2。自图2很明显看出，当应变速率和轧制温度满足下列方程式(4)时&epsiv;.&GreaterEqual;0.5T+80...(4)]]>得到很高的n-值，0.230。从这里找到了获得具有优异的可膨胀成形性薄钢板的方法。另一方面，对于表1的试验材料B，检验了(μ为摩擦系数)与轧制后伸长率和r-值的各向异性的关系，其结果示于图3。在此情况下，通过改变润滑条件使摩擦系数在0.6-0.06范围内变化。测得的各向异性相应为Δr＝(rL+rC-2rD)/2和ΔEl＝(ElL+ElC-2ElD)/2。自图3看出，当ε`/υ比值不低于1000时，Δr和ΔEl均各自迅速下降，而晶面各向异性则显著减弱。对于钢C在6台机座的轧机上进行了下列实验。钢C的化学成分示于表2。表2自图5明显看出，将卷板温度限制在不大于400℃时，磷酸盐涂层性质有显著改善。此外，磷酸盐涂层性质是这样评定的，即在钢板涂油污并用水冲洗后进行磷酸盐处理，然后通过如下所述的针孔试验，测量针孔的面积比，将日本派克里金K.K.(NipponParkerizingK.K.)制作的BT3112溶液调到总酸度为14.3和无酸值0.5，然后将此溶液喷淋到钢板表面达120秒钟，进行磷酸盐处理。针孔试验将一张过滤纸紧贴在要试验的经过处理的钢板表面上，这张过滤纸在浸渍试验后与铁离子反应时会产生一种颜色，然后将该纸揭掉以发现存留在钢板表面上的磷酸盐晶粒的未粘结部位。在该部位测量针孔的面积比，通过图象分析得到数字值。磷酸盐涂层性质的评定标准为1相应于针孔面积比小于0.5％，2相应于0.5-2.0％，3相应于2-9％，4相应于9-15％，以及5相应于15％以上。数字1和2表明针孔面积比在实用中不会引起问题。对于轧制过的薄钢板的抗拉强度和伸长率之间的平衡(TS×El)发生影响的的关系值是在表1的钢B上进行检验的，所得结果示于表6。如图6所示，当不低于2.0时，得到了最佳的平衡TS×El≥1500。钢E的化学成分在表4中给出。通过连续铸造和粗轧将此钢加工成厚度为25毫米的板坯。然后在6台机座的轧机上将此板坯轧制成厚度为1.2毫米的板。在最后一台机座上，轧制是在高应变速率(562/秒)和终轧温度为670℃下进行的。表4<tablesid="table4"num="004"><tablewidth="720">钢CSiMnPSNAlE0.0020.010.160.0090.0050.00190.022</table></tables>所得到的薄钢板是在不同的卷板温度下进行卷板的，在连续的热浸锌的生产线上加热到所要求的热浸温度(例如，热浸锌为600℃)，不需进行酸洗和再结晶处理，而接着就进行热浸锌处理。有关薄钢板上浸锌的粘结性质的试验结果示出在图7。在弯曲试验中，当将热浸过的钢板进行弯曲，从弯曲半径OT(粘结弯曲)弯至弯曲半径4T，相应于钢板厚度的两倍，则其粘结性质用一个临界脱皮值来判断。再者，采用一台埃里克森试验机(杯突试验机)同时测量膨胀成形过程中的临界脱皮值。自图7明显看出，将卷板温度限制在不大于400℃，粘结性质和埃里克森(Erichsen)值达到优良。表5给出一种低碳铝镇静钢的化学成分。此钢加热后在450℃保温，然后以压缩量20％、40％或60％进行一次性轧制。表5<tablesid="table5"num="005"><tablewidth="718">钢CSiMnPSAlN再结晶温度，℃F0.0220.010.260.0080.0040.0260.0031530G0.0020.010.160.0090.0020.0120.0017485</table></tables>在此情况下，对轧制后钢板的应变速率和起皱指数之间的关系进行了检验，其结果示于图8。从图8可见，带钢单向起皱指数在很大程度上取决于应变速率和压缩量。在高压缩量40％或60％下，以不低于300/秒的高应变速率进行轧制时，带钢单向起皱指示显著增加。对表5中的钢F和G进一步测量了轧制钢板的r-值，在改变轧制温度情况下测量，所得结果示于图9。在此情况下，应变速率为825/秒，压缩量为65％。此外，在表5中示出钢F和G的铁素体的再结晶温度。再结晶温度的测定是根据钢板的硬度和织构在室温下以75％压缩率进行冷轧，然后以20℃/小时的速率加热时的变化得出的。从图9可见，当每种钢在低于再结晶温度下冷轧时，r-值迅速增加。然而在低于300℃左右冷轧时，不会引起轧制状态钢板的再结晶，因而r-值迅速下降。然后，对于具有各种化学成分，以高应变速率和高压缩量进行轧制所得到的薄钢板，检验了耐腐蚀性能。在此情况下，耐腐蚀性能的评定方法如下将0.8毫米厚的钢板进行盐雾喷淋试验，试验时间为2250小时，试验前需进行除油处理，然后测定腐蚀失重和腐蚀孔的数目。这样得到的结果示于图10，示出与铁的含量的关系。为了比较，在图10中也给出了商业上已有的冷轧钢板(SPCC，由熟知的工艺制得)的耐腐蚀性能水平。自图10明显看出，当钢所含铁量不低于99.5％，且在高应变速率和高压缩量的情况下轧制时，具有最好的耐腐蚀性能。具有表6所示化学成分的钢H，在具有6台机座的轧机上进行轧制，然后在430℃温度下进行卷板，检验了轧制后的卷筒停留时间与老化指数(AI)之间的关系，所得结果示于表11。在此情况下，在最后一台机座上进行的轧制，其终轧温度为700℃，并且是高应变速率400/秒和高压缩量。表6钢CSiMnPSNAlH0.020.010.280.0090.0090.00380.043如图11所示，钢板在卷筒状态停留一分钟以上时，其老化指数与在一分钟之内松开卷的钢板的老化指数相比，显著减少。此外，老化指数是通过钢板的屈服强度的增量来评定的，该钢板曾以7.5％的应变进行拉伸，并在100℃进行30分钟热处理。其次，将表1的钢B加热并在650℃保温，以60％的压缩量和应变率/秒进行一次性轧制，再连续地通过加热炉加热到600℃。对保温时间和屈服比(YR)的关系进行了检验，所得结果示于表12。自图12明显看出，当钢板加热保温时间不少于0.2秒时，所得到的屈服比不大于55％。钢I的化学成分示于表7。通过连续铸造和粗轧工序将此钢制成厚25毫米的板坯，然后在6台机座的轧机上轧到厚1.2毫米的板。在最后一台机座上进行轧制的高应变率为582/秒，终轧温度为670℃。表7钢CSiMnPSNAlI0.0020.010.190.0090.0080.00290.042<p><p>所得钢板在各种不同的卷板温度下卷成筒，然后在一条电镀锌的生产线上连续地进行镀层处理，而无需进行酸洗。镀锌钢板的粘结性质的试验结果示于图13。如前所述，粘结性质是通过弯曲试验中的临界脱皮值和埃里克森值(杯突值)来评定的。自图13明显看出，当卷板温度不大于400℃时，可得到优异的粘结性质。然后，将表1的钢B加热到500-850℃，再以60％的压缩量和1800/秒的应变速率进行一次性轧制，检验了轧制温度和杨氏模量之间的关系，所得结果示于图14。杨氏模量在650℃时达到峰值，并在600-800℃范围内不低于22000公斤/毫米2。此外，检验了临界应变速率和轧制温度(T)之间的关系，当改变应变速率时，轧制温度对杨氏模量有影响，所得结果示于图15。从图15可见，相对于临界应变速率(该值满足方程式-3.645/(273+T)+11.5)的杨氏模量不小于2323000公斤/毫米2，并在0.5&epsiv;.c&le;&epsiv;.&le;1.5&epsiv;c]]>的范围内可能不小于22000公斤/毫米2。发明者们研究了上述基本数据，并确认具有优异的抗带钢单向起皱性能和可成形性能以及其他性质的轧制状态的薄钢板可以通过控制下述制造条件来制造。(1)钢的化学成分高应变速率轧制的效应基本上与钢材化学成分无关。然而，为保证可成形性高于某一水平，最好把间隙固溶元素碳(C)和氮(N)的含量分别限制在不大于0.10％和不大于0.01％。再者，通过添加铝(Al)来降低钢的含氧(O)量对改善物理性质，特别是延性很有效。为得到更优异的可成形性，有效的做法是添加钛(Ti)、铌(Nb)锆(Zr)之类的元素，它们能够使碳和氮以稳定的碳化物和氮化物沉淀并固定下来。如有必要，可添加磷(P)、硅(Si)、锰(mn)之类元素以获得更高的抗拉强度。为获得优异的可成形性和耐腐蚀性能，要求钢的含铁量不小于99.50％，最好不小于99.70％。当含铁量在上述范围内时，一些不可避免的杂质的种类和数量基本上都不会带来问题，而添加微量的铝可除氧，以及添加铌、钛等类元素以形成碳化物或氮化物对改善物理性质是有利的。(2)轧制钢材的生产工艺根据本发明，很自然地采用常规系统，例如，铸锭-锭坯工艺或连续铸造工艺来制取板坯。板坯的加热温度在800-1250℃范围内是适宜的，从节约能源的观点，最好低于1100℃。当然采用了称作CC-DR(连续铸造一直接轧制)的工艺，其中连续铸出的锭坯不经过再加热而直接进行轧制。另一方面，从节能观点和省略工序的观点出发，直接从钢水生产厚度不大于50毫米的轧制钢材工艺(板坯铸造工艺、条带铸造工艺等)具有很大的经济性，并且作为轧制钢材的生产工艺特别优越。(3)轧制工序根据本发明，轧制工序最为重要。这就是下面的工序很重要在500℃到Ar3相变点的温度范围内，以不小于35％的压缩量及不小于300/秒的应变速率，采用至少一道轧制将低碳钢轧制到给定厚度(0.6-2毫米)。当终轧温度超过Ar3相变点时，如果轧制时的压缩量不小于35％及应变速率不小于300/秒，那末所得到的轧制薄钢板具有较差的可成形性和抗带钢单向起皱性能。然而当终轧温度低于500℃时，形变抗力显著增加，并造成冷轧工艺中的隐患，所以终轧温度要局限在500℃到Ar3相变点之间的范围内。至于应变速率，当小于300/秒时，不能获得给定的物理性质，所以最好不小于300/秒，更具体些在500至2500/秒之间。为获得良好的n-值(n≥0.23)，应变速率和轧制温度对于满足&epsiv;.&GreaterEqual;0.5T+80]]>这个关系式是很重要的，这可从图2给出的结果看出。为使晶面各向异性很小，有必要使应变速率和摩擦系数(μ)满足&epsiv;./&mu;&GreaterEqual;1000]]>的关系式，从图3结果可看出，或在轧制时施加拉力，从图4结果可看出。在后一种情况下，施加的拉力不小于1公斤/毫米2是有利的。为获得抗拉强度和伸长率之间的优异的平衡，重要的是满足2.0(这里R是轧辊半径)这个关系，如图6所示。根据本发明的第二个方面，当终轧温度不低于铁素体再结晶温度或不低于300℃时，如果轧制时的压缩量不小于35％及应变速率不小于300/秒，则深拉性能很差，如图9所示。所以终轧温度限制在300℃到低于铁素体再结晶温度的范围内。为改善膨胀刚性，在下述条件下进行轧制也很重要，即应变速率满足方程式(1)，其中的临界应变速率以方程式(2)表示0.5&epsiv;.c&le;&epsiv;&le;1.5&epsiv;.c...(1)]]>n&epsiv;.c=-3.645/(273+T)+11.5...(2)]]>临界应变速率取决于轧制温度和应变速率，此值可使轧制状态的产品的杨氏模量不低于23000公斤/毫米2。上述方程式(2)由图15的实验数据确定，并代表轧制温度(T)的一个因素。当上述轧制条件在本发明中得到满足时，则轧机的布置与结构、轧制道数和压缩量的分配都是可以选择的。至于卷板温度，应限于不大于400℃，因为超过400℃时，磷酸盐涂层性质明显变差，并且不能获得足够的粘结性质，如图5、7和13所示。轧制状态的钢板可放在加热炉、加热轧辊等类设备内，通过控制冷却或加热来进行热处理。在此情况下，要求轧制钢板在加热温度不低于500℃下保温时间不少于0.2秒钟。此外，当卷板温度超过500℃或低于200℃时，对改善抗老化性能有利的Fe3O的沉淀将不够充分。而当卷筒停留时间少于1分钟时，则降低老化指数(AI)的效果很差。所以，要求轧制后在200-500℃温度内卷板，停留时间不少于1分钟。根据本发明，再结晶退火处理原则上是无用的。然而从物理性质的需求出发，可以使轧制状态的钢板在输出辊道上和轧制后的卷板工序中保温处理，或者在轧制后进行某种程度的热处理。(4)酸洗、表皮光轧由于所得到的轧制钢板是在比先前的工艺更低的温度区域内进行轧制的，所以氧化层相当薄且酸洗性质很好。所以它们可以不经酸洗而广泛应用。此外，可以和先前的工艺一样，通过酸洗或机械方法去除氧化层。再者，不大于10％的表皮光轧可用来校正形状和调节表面粗糙度。(5)表面处理这样得到的钢板具有优异的表面处理性质，诸如浸锌性质(包括锌合金)、浸锡性质、涂琺琅性质等，所以这种钢板可用作无镀层的黑钢板来接受各种表面处理。并且它们还具有优异的金属电镀粘结生质。由于镀层的种类、粘结层数量等都无关紧要，因而钢板可电镀锌、电镀锌合金、电镀锡和适用于其他电镀工艺。根据本发明，以高压缩量和高应变速率进行轧制可大大改善抗带钢单向起皱性能和r-值以及其他性质。虽则其中的道理尚不清楚，但认为这些性质的改善与轧制材料织构形成的变化及轧制时应变形成的变化有密切关系。再者，使薄钢板具有优异的耐腐蚀性能的原因，可认为是由于结合采用了高纯钢与高压缩量及高应变速率的轧制，而使晶体织构均匀化。以下举例说明本发明，本发明不限于以下这些实例。在每个实例中，对薄钢板的性质的评定都是按前述方法进行的，除非另有规定。此外，抗拉性质是用日本标准JISNo.5试样进行测定的。带钢单向起皱性质是根据目测表面不平整度的方法，按1(好)至5(差)级进行评定的。评定带钢单向起皱性质的试样为JISNNo.5试样，沿着轧制方向切取，并预先施加15％的拉伸应变。在常规的低碳钢轧制板材制造中尚未建立这种评定标准，因为没有真正地观察到带钢单向起皱现象。所以，在本发明中，选用了对常规不锈钢的目测方法中的指数评定标准，未作改动。评定值为1和2，这表示带钢单向起皱性质在实际上不成问题。例1每种钢的化学成分如表8所列，采用表9所示方法将每种钢加工成厚度为20-40毫米的板坯，然后在6台机座的轧机上加工成厚度为0.8-1.2毫米的薄钢板。在此情况下，在最后一台机座上进行高速轧制。这样得到的薄钢板经过酸洗和表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质如表9所示。表8<tablesid="table8"num="008"><tablewidth="716">钢CSiMnPSNAl其他10.0340.010.270.0080.0150.00400.04520.0400.020.250.0100.0090.00320.040B＝0.002830.0010.010.190.0060.0080.00260.03540.0030.020.160.0110.0020.00190.028Ti＝0.03450.0020.010.180.0080.0060.00200.019Nb＝0.01560.0020.010.200.0100.0060.00230.020Ti＝0.025Nb＝0.005</table></tables>表9(a)表9(b)<tablesid="table10"num="010"><tablewidth="1038">钢板坯的生产厚度毫米轧制条件性质应变速率秒-1压缩量％终轧温度℃YS公斤/毫米2TS公斤/毫米2El％r带钢单向起皱指数5板坯铸造1.0503369051730461.034*″″0.8564397291829511.481″粗轧1.0439565391728511.531″″1.2539226331730481.095*6″1.2403487761628521.491″″0.81,856377551730511.531″″1.0252428151830471.015*″板坯″粗轧1.2654726531829501.681</table></tables>注有*者对比实例，无*者可接受的实例自表9明显看出，按照本发明所得钢板与对比实例相比较，具有优异的r-值和抗带钢单向起皱性能，这与通过常规冷轧-再结晶退火工序所得性能相同。例2每种钢的化学成分如表10所列。采用表11的方法将每种钢加工成厚度为20-40毫米的板坯，然后在6台机座的轧机上加工成厚度为0.8-1.2毫米的薄钢板。在此情况下，在最后一台机座上进行高应变速率轧制。这样得到的薄钢板经过酸洗和表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质如表11所示。表10自表11明显看出，按照本发明所得钢板具有优异的r-值和抗带钢单向起皱性能，并且具有不低于0.23的高n-值。表11注有*者对比实例；无*号可接受的实例例3每种钢的化学成分如表12所列。采用表13中的方法将每种钢加工成厚度为20-40毫米的板坯，然后在6台机座的轧机上加工成厚度为0.8-1.2毫米的薄钢板。在此情况下，在最后的机座上进行高应变速率轧制。这样得到的薄钢板经过酸洗和表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质如表13所示。表12从表13可见，按照本发明所得钢板除具有优异的r-值和抗带钢单向起皱性能外，其晶面各向异性很小。表13注有*者对比实例无*者可接受的实例例4每种钢的化学成分如表14所列。采用表15中的方法将每种钢加工成厚度为20-40毫米的板坯。然后在6台机座的轧机上加工成厚度为0.8-1.2毫米的薄钢板。在此情况下，在5和6机座之间施加拉力，并在最后的机座上进行高应变速率轧制。这样得到的钢板经过酸洗和表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质如表15所示。表14从表15可见，按照本发明的钢板具有小的晶面各向异性。表15注有*者对比实例无*者可接受的实例例5每种钢的化学成分如表16所列。采用表17中的方法将每种钢加工成厚度为20-40毫米的板坯，然后在6台机座的轧机上加工成厚度为0.8-1.6毫米的薄钢板。在此情况下，在最后的机座上进行高应变速率轧制，并且卷板温度在300-700℃的范围内变化。这样得到的钢板经过酸洗和表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质如表17所示。表16自表17明显看出，按照本发明的钢板具有优异的r-值、抗带钢单向起皱性能和磷酸盐涂层性质。表17<tablesid="table17"num="017"><tablewidth="1065">钢板坯的生产厚度毫米轧制条件性质机座数应变速率秒-1压缩量％终轧温度℃卷板温度℃YS公斤/毫米2TS公斤/毫米2El％r带钢单向起皱指数磷酸盐涂层性质19粗轧1.26489366203202233451.2211″″1.66226426985222134420.8855*20″1.061246387243621629521.4611″板坯铸造0.86849408776831730480.9845*21″1.26637276373851729501.5012″粗轧1.06462397184821829511.3815*22″1.26324226203851730471.0254*″板坯铸造0.861463695383241730511.6711</table></tables>注有*者对比实例无*者可接受的实例6每种钢的化学成分如表18所列。采用表19中的方法将每种钢加工成厚度为20-40毫米的板坯，然后在6台机座的轧机上加工成厚度为O.8-1.2毫米的薄钢板。在此情况下，通过在最后的机座上改变轧辊的半径来使发生变化，并且在最后的机座上进行高应变速率轧制。这样得到的钢板经过酸洗和表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质示于表19表18自表19明显看出，除具有优异的r-值和抗带钢单向起皱性能外，抗拉强度和伸长率的平衡也很优异。表19注有*者对比实例无*者可接受的实例例7每种钢的化学成分如表20所列。采用表21中的方法将每种钢加工成厚度为20-40毫米的板坯，然后在6台机座的轧机上加工成一薄钢板。在此情况下，在最后的机座上进行高应变速率轧制，然后进行卷板。此后，此薄钢板不经酸洗被送到连续的热浸金属(锌、铝、铝)生产线上。在此生产线上不经过再结晶处理将钢板加热到所要求的浸渍温度(例如，浸锌时约为600℃)来完成连续的热浸工艺。轧制条件、表皮光轧(在0.5-1.2％间)后的性质及粘结性质也都列于表21。抗起皱性能是在用化学抛光除掉浸渍层之后进行评定的。表20从表21可见，按照本发明的薄钢板表现出优异的粘结性能。表21注有*者对比实例无*者可接受的实例例8每种钢的化学成分如表22所列。采用表23中的方法将每种钢加工成25-40毫米厚的板坯，然后在6台机座的轧机上加工成厚度为0.8-1.0毫米的薄钢板。在此情况下，在最后的机座上进行高应变速率和高压缩量的轧制。这样得到的薄钢板经过酸洗和表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质示于表23。从表23可见，按照本发明的薄钢板具有优异的r-值和抗带钢单向起皱性能，并且特别适合于深拉工序。表22表23注有*者对比实例无*者可接受的实例例9每种钢的化学成分如表24所列。采用表25中的方法将每种钢加工成25-40毫米厚的板坯，然后在6台机座的轧机上加工成厚度为1.0毫米的薄钢板。在此情况下，在最后的机座上进行高应变速率和高压缩量的轧制。这样得到的薄钢板经过酸洗和表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质示于表25。再者，与前述方式相同，用3个试样测量耐腐蚀性能(腐蚀孔的数量)。表24从表25可见，按照本发明的钢板具有优异的r-值和抗带钢单向起皱性能，以及良好的耐腐蚀性能。表25注有*者对比实例无*者可接受的实例例10每种钢的化学成分如表26所列。采用表27中的方法将每种钢加工成25-40毫米厚的板坯，然后在6台机座的轧机上加工成厚度为0.8-1.2毫米的薄钢板。在此情况下，在最后的机座上进行高应变速率和高压缩量的轧制。然后，此薄钢板在460-390℃温度下进行卷板，并在460-200℃的温度范围内保温0.5至60分钟。这样得到的薄钢板经过酸洗和表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质示于表27。表26从表27可见，按照本发明的钢板除具有极好的r-值和抗起皱性能外，其抗老化性能也得到改善。表27注有*者对比实例无*者可接受的实例例11每种钢的化学成分如表28所列。采用表29中的方法将每种钢加工成25-30毫米厚的板坯，然后在6台机座的轧机上加工成厚度为0.8-1.6毫米的薄钢板。在此情况下，在最后的机座上进行高应变速率轧制。该薄钢板在一水冷装置中在500℃以上的温度保温0.1-5秒钟，此水冷装置紧接着最后的机座。此后，将此薄钢板进行卷板、存放并进行一道表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质示于表29。表28从表29可见，按照本发明的钢板具有优异的r-值和抗带钢单向起皱性能，以及低的屈服比。表29注有*者对比实例无*者可接受的实例例12每种钢的化学成分如表30所列。采用常规的粗轧工艺或板坯铸造工艺将每种钢加工成厚度为25-35毫米的板坯，然后在6台机座的轧机上将板坯加工成薄钢板。在此情况下，在最后的机座上进行高应变速率的轧制。此后，该薄钢板不经酸洗在连续的电镀生产线上进行连续的电镀金属(锌、锌-铁、锌-镍)工序。轧制条件、表皮光轧(0.5-1.2％)后的性质及粘结性质示于表31。表30从表31可见，按照本发明的薄钢板具有优异的镀层粘结性质。表31注有*者对比实例无*者可接受的实例例13每种钢的化学成分如表32所列。采用表33的方法将每种钢加工成厚度为20-40毫米的板坯，然后在6台机座的轧机上将板坯加工成厚度为0.8-1.6毫米的薄钢板。在此情况下，在最后的机座上进行高应变速率的轧制。这样得到的薄钢板经过酸洗和表皮光轧(压缩量0.5-1％)，所获得的性质示于表33。表32表33(a)表33(b)注有*者对比实例无*者可接受的实例从表33可见，按照本发明的钢板具有优异的r-值、抗带钢单向起皱性能和瓢曲刚性，这些性质与用常规冷轧-再结晶退火工序得到的钢板的性质相等。如上所述，按照本发明，具有优异的可成形性和抗带钢单向起皱性能以及其他良好的性质的轧制状态的薄钢板可以在500℃到Ar3相变点之间或300℃到低于铁素体再结晶温度的范围内，以高压缩量和高应变速率而不进行常规冷轧与再结晶退火工序进行轧制。再者，可以采用板坯铸造工序、条带铸造工艺等来制造轧制钢材。所以，在本发明中可成形薄钢板的制造工序可以大大简化。权利要求1.一种制造具有改良的抗带钢单向起皱性能的可成形的轧制薄钢板的方法，该方法是用一道轧制工序将低碳钢轧到给定的厚度，此工序包括在500℃到Ar3相变点的温度范围，以不小于35％的压缩量和不小于300/秒的应变速率，至少进行一道轧制工序。2.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述轧制工序在0.5T+80(为应变速率，T为轧制温度，℃)的条件下进行。3.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述轧制工序在ε/μ≥1000(为应变速率，μ为摩擦系数)的条件下进行。4.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述轧制工序在拉力作用下进行。5.按照权利要求1的方法，其特征在于，在轧制后的薄钢板在温度不大于400℃进行卷板。6.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述轧制工序在≥2.0(ε为应变速率，R为轧辊半径)的条件下进行。7.按照权利要求1的方法，其特征在于，轧制后的薄钢板在温度不大于400℃进行卷板，然后进行热浸金属处理。8.一种制造具有改良的抗带钢单向起皱性能和可深拉性的可成形的轧制薄钢板的方法，该方法是用一道轧制工序将低碳钢轧到给定的厚度，此工序包括在300℃到低于铁素体再结晶温度的温度范围内，以不小于35％的压缩量和不小于300/秒的应变速率，至少进行一道轧制。9.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述低碳钢的含铁量不低于99.50％(按重量)。10.按照权利要求1的方法，其特征在于，轧制后的薄钢板进行卷板，并在200-500℃温度内至少保持1分钟。11.按照权利要求1的方法，其特征在于，轧制后的薄钢板在温度不低于500℃、时间不少于0.2秒钟进行热处理。12.按照权利要求1的方法，其特征在于，轧制后的薄钢板在温度不大于400℃进行卷板，然后进行电镀金属处理。13.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述轧制工序是在应变速率满足方程式(1)，其中的临界应变速率以方程式(2)表示的条件下进行的0.5&epsiv;.c&le;&epsiv;.&le;1.5&epsiv;.c...(1)]]>ln&epsiv;.c=-3645/(273+T)+11.5...(2)]]>(为应变速率，为临界应变速率，T为轧制温度)。专利摘要一种可成型的轧制薄钢板的制造方法，包括将低碳钢轧制到给定的厚度而不进行冷轧和再结晶退火工序。在这种轧制中，在给定的温度范围内以高压缩量和高应变速率至少进行一道轧制。文档编号B21B1/26GK86102191SQ86102191公开日1986年10月1日申请日期1986年3月5日发明者佐藤进,松冈才二,小原隆史,角山浩三,入江敏夫申请人:川崎制铁株式会社导出引文BiBTeX,EndNote,RefMan