高强度冷轧钢板和生产这种钢板的方法
【专利摘要】本发明涉及一种适用于汽车、建材等的高强度冷轧钢板，特别是成形性优异的高强度钢板。特别地，本发明涉及一种具有至少780MPa拉伸强度的冷轧钢板。
【专利说明】高强度冷轧钢板和生产这种钢板的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适合于应用在汽车、建材等中的高强度冷轧钢板，尤其是一种成形性优异的高强度钢板。特别地，本发明涉及一种拉伸强度至少780MPa的冷轧钢板。
【背景技术】
[0002]对于种类繁多的应用，提高的强度等级是轻质结构的先决条件，尤其是在汽车行业，这是因为减轻车身质量会降低油耗。
[0003]汽车车身部件通常用薄钢板冲出，形成薄板的复杂结构件。然而，用传统的高强度钢不能生产出这样的部件，因为其形成复杂结构件的能力过低。为此，在过去几年，多相相变诱导塑性辅助钢(TRIP钢)获得了相当大的兴趣。
[0004]TRIP钢具有多相的微观结构，包括亚稳定的残余奥氏体相，其能够产生TRIP效应。当钢变形时，奥氏体转变成马氏体，从而导致显著的加工硬化。这种硬化效果，在材料中起到抵抗颈缩的作用，并推迟板材成形操作的失效。TRIP钢的微观结构可以极大地改变其机械性能。该TRIP钢微观结构的最重要的方面是残余奥氏体相的体积百分数、尺寸和形态，因为这些特性直接影响钢的变形时奥氏体向马氏体的转变。有几种方法可以在室温下化学稳定奥氏体。在低合金TRIP钢中，奥氏体通过其碳含量和奥氏体的小晶粒尺寸实现稳定化。使奥氏体稳定所需的碳含量为约I重量％。但是，钢中的高碳含量由于会使可焊性受损而不能在许多应用中使用。
[0005]因此，需要特殊的处理工艺路线使碳浓缩到奥氏体中，以便在室温下稳定该奥氏体。普通TRIP钢化学中还包括少量其它元素的添加，以帮助稳定化奥氏体，以及有助于产生将碳分配到奥氏体中的微观结构。最常用的添加剂是1.5重量％的Si和Mn 二者。为了抑制奥氏体在贝氏体转变过程期间分解，通常认为必要的是硅含量应为至少I重量％。在钢中的硅含量是重要的，因为硅不溶于渗碳体。US2009/0238713公开了这样的TRIP钢。然而，高硅含量可以使热轧钢的表面质量差和冷轧钢的涂覆性差。因此，已经研究了使用其它元素部分或全部取代硅并且对于Al系合金设计已经报道了有前途的结果。然而，使用铝的缺点是在铸造时的偏析行为，这导致熔渣中心位置的铝被耗尽，致使在最终的微观结构中形成马氏体带的风险增加。
[0006]根据基体相，引用下列主要类型的TRIP钢:
[0007]TPF具有多边形铁素体基体的TRIP钢
[0008]TPF钢，如前面已经提到的，含有得自相对软质的多边形铁素体的基体以及得自贝氏体和残余奥氏体的夹杂物。残留奥氏体变形时转变成马氏体，产生理想的TRIP效应，这使得钢实现了强度和可拉伸性的优良组合。然而，与具有更均匀的微观结构和更强基体的TBF钢、TMF钢和TAM钢相比 ，其伸缘成形性(stretch flangabiIity)较低。
[0009]TBF具有贝氏体铁素体基体的TRIP钢
[0010]TBF钢闻名已久，吸引了很多人的兴趣，因为贝氏体铁素体使其具有很好的伸缘成形性。此外，与TPF钢类似，TRIP效应(其通过亚稳的残留奥氏体岛应变诱发相变成为马氏体而确保)显著地提高其可拉伸性。
[0011]TMF具有马氏体铁素体基体的TRIP钢
[0012]TMF钢还含有嵌入高强度马氏体基体中的亚稳残余奥氏体小岛，这使得这些钢获得比TBF钢甚至更好的伸缘成形性。虽然这些钢也表现出TRIP效应，但比TBF钢的可拉伸性低。
[0013]TAM具有退火马氏体基体的TRIP钢
[0014]TAM钢含有得自由新生马氏体再退火得到的针状铁素体的基体。显著的TRIP效应再次通过应变发生时亚稳残余奥氏体夹杂物转变为马氏体得以实现。尽管这些钢材具有有前景的强度、拉伸性和伸缘成形性的组合，但由于其复杂和昂贵的双-热循环，使这些钢材都没有取得显著的产业效益。
【发明内容】
[0015]本发明涉及一种具有至少780MPa的拉伸强度和优异的成形性的高强度冷轧钢板和其工业规模的生产方法。特别地，本发明涉及一种具有适于在常规工业退火生产线生产的性能的冷轧TPF钢板。因此，该钢应不仅具有良好的可成形性，同时在Aci3-温度，Ms-温度，奥氏体回火时间和温度以及其它因素(如影响热轧钢板的表面质量和在工业退火生产线上钢板的加工性的粘性等级(sticky scale))方面是优化的。
[0016]发明详述
[0017]本发明描述在权利要求中。
[0018]在下面的说明书中，下列缩写代表:
[0019]PF=多边形铁素体，
[0020]B=贝氏体，
[0021]BF=贝氏体铁素体，
[0022]TM=回火马氏体。
[0023]RA=残余奥氏体
[0024]Rm=拉伸强度(MPa)
[0025]Ag =均匀延伸率，UEL(% )
[0026]A80 =总延伸率(％ )
[0027]Rp0.2 =屈服强度(MPa)
[0028]HR =热轧压下量(％ )
[0029]Tan =退火温度(°C )
[0030]tm=退火时间(S)
[0031]CRl =冷却速度(°C/s)
[0032]Tq =淬火温度(V )
[0033]CR2 =冷却速度(°C /s)
[0034]Tej =快速冷却停止温度(V )
[0035]Toa =过时效/奥氏体回火温度(V )
[0036]t0A =过时效/奥氏体回火时间(S)
[0037]CR3 =冷却速度(°C /s)
[0038]冷轧高强度TPF钢板具有由以下元素(重量％计)组成的组分:
[0039]
【权利要求】
1.一种高强度冷轧钢板，包括:a)由以下元素(重量％计)组成的组分:
除杂质外平衡量的铁，b)由以下物相(体积％计)组成的多相微观结构:残余奥氏体5-22铁素体贝氏体+贝氏体+回火马氏体≤80多边形铁素体≥10，c)以下的机械性能:拉伸强度(Rm)≥780MPa延伸率(A8tl)≥12%，优选≥13%,和任选地满足下述条件RmXA80 ≥ 13 000 MPa%。
2.根据权利要求1所述的高强度冷轧钢板，满足下述的至少一项:
3.根据前述任何一项权利要求所述的高强度冷轧钢板，满足下述的至少一项:
4.根据前述任何一项权利要求所述的高强度冷轧钢板，满足下述的至少一项:
5.根据前述任何一项权利要求所述的高强度冷轧钢板，其中所述的残余奥氏体(RA)的最大尺寸< 6 μ m,优选< 3 μ m。
6.根据前述任何一项权利要求所述的高强度冷轧钢板，其中所述多相微观结构包含(体积％计) 残余奥氏体6-16 铁素体贝氏体+贝氏体+回火马氏体< 80 多边形铁素体≥10。
7.根据前述任何一项权利要求所述的高强度冷轧钢板，所述钢包含:
任选地Nb 0.01-0.03，优选 0.02 - 0.03和其中所述钢板满足下述要求的至少一项:(Rm) 780-1200MPa(A80) ^ 15%和RmXA80 ^ 16 OOOMPa1^。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的高强度冷轧钢板，其中所述钢包括:
任选地Nb 0.01-0.03，优选 0.02 - 0.03和其中所述钢板满足下述要求的至少一项:(Rm) 780-1200MPa(A80) ^ 15%和RmXA80 ≥14 000MPa%，优选≥ 16 OOOMPa
9.根据权利要求1-6中任一项所述的高强度冷轧钢板，其中所述钢包括:
任选地Si+Cr ≥ 1.0Nb 0.01-0.03和其中所述钢板满足下述要求的至少一项:(Rm) 980-1200MPa(A80) ^ 13%和RmxA80 ^ 13 000 MPa%。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的高强度冷轧钢板，其中所述钢包括:
任选地 Si+Cr ≤ 1.0 Nb 0.01-0.03 和其中所述钢板满足下述要求的至少一项:
(Rm) 980-1200MPa
(A80) ^ 13% 和 RmxA80 ≥ 13 OOOMPa%。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的高强度冷轧钢板，其中所述钢包括:
任选地 Si+Cr ≤ 1.1
Nb 0.01-0.03，优选 0.02 - 0.03
和其中所述钢板满足下述要求的至少一项:
(Rm) 1000-1400MPa,优选 1180 - 1400MPa
(A80)≤10%，优选≤14% 和 RmxA80 ≤ 12 OOOMPa%，优选≤ 15 OOOMPa%。
12.根据任一前述权利要求所述的高强度冷轧钢板，其中比率Mn+3X Cr ( 3.8，优选(3.6，最优选≤3.4。
13.根据任一前述权利要求所述的高强度冷轧钢板，其中在含量上Si>Al，优选为Si>l.3A1，更优选为 Si>5Al，最优选 Si>10Al。
14.根据任一前述权利要求所述的高强度冷轧钢板，其中，比率Si/Cr= 1-5，优选1.5-3，更优选 1.7-3，最优选 1.7-2.8。
15.根据任一前述权利要求所述的高强度冷轧钢板，其中不设置热浸镀锌层。
16.制造根据任一前述权利要求所述的高强度冷轧钢板的方法，包括如下步骤: a)提供具有前述任一项权利要求所述成分的冷轧钢带， b)退火所述冷轧钢带，所述退火在760°C-^201:的退火温度(TJ进行，然后 c)将所述冷轧钢带从所述退火温度(Tan)冷却到快速冷却的冷却停止温度(Tw)，所述快速冷却的冷却停止温度为300-475°C，优选350-475°C，冷却速度足以避免珠光体的形成，然后 d)奥氏体回火所述冷轧钢带,所述奥氏体回火在320-480°C的过时效/奥氏体回火温度(TJ进行，然后 e)将所述冷轧钢带冷却到环境温度。
17.根据权利要求16所述的高强度冷轧钢板的制造方法，其中: 在步骤d)中的所述奥氏体回火在375-475°C的过时效/奥氏体回火温度(Toa)进行(200秒的时间。
18.根据权利要求16所述的高强度冷轧钢板的制造方法，其中: 在步骤d)中的所述奥氏体回火在350-450°C的过时效/奥氏体回火温度(Toa)进行≥200秒的时间。
【文档编号】C21D8/00GK104169444SQ201380015603
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年4月2日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】T.赫伯斯伯格尔, D.克里赞, S.保罗, A.皮克勒尔 申请人:奥钢联钢铁有限责任公司