经涂布钢板及其制造方法与流程

本发明涉及经涂布钢片及其制造方法。更具体地，本发明涉及具有出色的碰撞能量吸收性质和可成形性的经涂布钢片及其制造方法。

背景技术：

近几年来，越来越需要具有提高安全性和轻质结构的车辆。响应该需要，已经努力增加应用于车身的材料的强度。然而通常地，随着钢片强度的增加，其伸长减小。因此，当钢片具有一定强度或更高强度时，钢片至拉制部件的形成达到极限。因此，除了上述努力增加钢片强度之外，还努力增加钢片的伸长。该伸长的增加可以扩展拉制部件的应用，并且可以提高拉制部件的冲击能量吸收能力(ts*el)，当应用于车身时能提高拉制部件的碰撞能量吸收性质。

与本发明相关的现有技术文献包括韩国未审专利申请公开号2015-0025952(2015年3月11日公开，名称为“高强度的经热轧涂布的钢片及其制造方法”)。

技术实现要素：

技术问题

根据本发明的一个实施方案，提供一种具有出色的机械强度性质(例如碰撞能量吸收性质)的经涂布钢片的制造方法。

根据本发明的另一个实施方案，提供一种具有出色的可成形性的经涂布钢片的制造方法。

根据本发明的又一个实施方案，提供通过上述经涂布钢片的制造方法制得的经涂布钢片。

技术方案

本发明的一方面涉及经涂布钢片的制造方法。在一个实施方案中，经涂布钢片的制造方法包括如下步骤：再加热钢坯，所述钢坯包含0.15-0.25重量％的碳(c)、大于0重量％但是不大于1.5重量％的硅(si)、1.5-2.5重量％的锰(mn)、大于0重量％但是不大于1.8重量％的铝(al)、0.3-1.0重量％的铬(cr)、大于0重量％但是不大于0.03重量％的钛(ti)、大于0重量％但是不大于0.03重量％的铌(nb)，余量为铁(fe)和不可避免的杂质；热轧、冷却和卷绕钢坯，由此制造经热轧钢片；酸洗经热轧钢片，然后冷轧；在820℃和870℃之间的温度下使经冷轧钢片退火，然后在350℃和450℃之间的最终冷却温度下冷却；在450℃和550℃之间的温度下使经冷却钢片回火；并且对经回火钢片进行热浸镀锌。

在一个实施方案中，可以以50-80％的压缩比进行冷轧。

在一个实施方案中，在退火之后可以以10-50℃/秒的冷却速率冷却钢片。

在一个实施方案中，包含的硅(si)和铝(al)可以满足如下方程1：

方程1

1.5≤(si)+(al)≤3.0

其中si和al分别表示钢坯中的硅(si)和铝(al)的含量(重量％)。

在一个实施方案中，包含的钛(ti)和铌(nb)可以满足如下方程2：

方程2

0.01≤(ti)+(nb)≤0.02

其中ti和nb分别表示钢坯中的钛(ti)和铌(nb)的含量(重量％)。

本发明的又一方面涉及通过上述经涂布钢片的制造方法制造的经涂布钢片。在一个实施方案中，钢片包含0.15-0.25重量％的碳(c)、大于0重量％但是不大于1.5重量％的硅(si)、1.5-2.5重量％的锰(mn)、大于0重量％但是不大于1.8重量％的铝(al)、0.3-1.0重量％的铬(cr)、大于0重量％但是不大于0.03重量％的钛(ti)、大于0重量％但是不大于0.03重量％的铌(nb)，余量为铁(fe)和不可避免的杂质。

在一个实施方案中，经涂布钢片可以具有根据横截面积比包含如下的复合结构：50-70体积％的贝氏体、10-25体积％的铁素体、5-20体积％的马氏体和5-15体积％的残留奥氏体。

在一个实施方案中，经涂布钢片可以具有850-950mpa的拉伸强度(ys)、1180-1350mpa的屈服强度(ts)和10-20％的伸长(el)。

有益效果

使用根据本发明的经涂布钢片的制造方法制造的经涂布钢片可以具有出色的碰撞能量吸收性质和机械强度，并且还可以具有出色的成形性质，例如弯曲性质和拉制性质。

附图说明

图1显示了根据本发明的实施方案的经涂布钢片的制造方法。

图2为根据本发明的实施方案的第一加热时间表的图。

具体实施方式

下文将详细描述本发明。在如下描述中，当可能不必要地模糊本发明的主题时，将省略相关已知技术或构造的详细描述。

此外，如下说明中使用的术语是考虑其在本发明中的功能而定义的术语，并且可以根据使用者或操作者的意图或者根据惯例进行改变。因此，必须基于说明书中的内容对这些术语进行定义。

本发明的一方面涉及经涂布钢片的制造方法。

图1显示了根据本发明的实施方案的经涂布钢片的制造方法。参考图1，根据一个实施方案的经涂布钢片的制造方法包括：钢坯再加热步骤(s10)；热轧步骤(s20)；卷绕步骤(s30)；冷轧步骤(s40)；退火步骤(s50)；和热浸镀锌步骤(s60)。

更具体地，经涂布钢片的制造方法的步骤(s10)包括再加热钢坯，所述钢坯包含0.15-0.25重量％的碳(c)、大于0重量％但是不大于1.5重量％的硅(si)、1.5-2.5重量％的锰(mn)、大于0重量％但是不大于1.8重量％的铝(al)、0.3-2.0重量％的铬(cr)、大于0重量％但是不大于0.03重量％的钛(ti)、大于0重量％但是不大于0.03重量％的铌(nb)，余量为铁(fe)和不可避免的杂质。

在步骤(s20)中，在ar3至ar3+100℃的终轧温度下热轧钢坯。

在步骤(s30)中，卷绕经热轧钢坯从而制造经热轧卷材。

在步骤(s40)中，经热轧卷材受到解绕和冷轧，从而制造经冷轧钢片。

在步骤(s50)中，经冷轧钢片受到退火、冷却，然后回火。

在一个具体实施方案中，可以在ac1温度和ac3温度之间的两相区域中进行退火，然后可以以例如10℃/秒至50℃/秒的冷却速率冷却经退火钢片。在此，最终冷却温度为ms温度或更高温度。之后，可以在450℃和550℃之间的温度下使钢片回火。

在步骤(s60)中，对经回火的冷轧钢片进行热浸镀锌。

下文将具体描述根据本发明的经涂布钢片的制造方法的每个步骤。

(s10)再加热钢坯的步骤

该步骤是再加热钢坯的步骤。更具体地，该步骤是再加热钢坯的步骤，所述钢坯包含0.15-0.25重量％的碳(c)、大于0重量％但是不大于1.5重量％的硅(si)、1.5-2.5重量％的锰(mn)、大于0重量％但是不大于1.8重量％的铝(al)、0.3-1.0重量％的铬(cr)、大于0重量％但是不大于0.03重量％的钛(ti)、大于0重量％但是不大于0.03重量％的铌(nb)，余量为铁(fe)和不可避免的杂质。

下文将具体描述钢坯中包含的每种组分的作用和含量。

碳(c)

碳(c)是间隙固溶元素，用于保证残留奥氏体中的碳浓度(cret：0.6-0.7重量％)从而稳定化奥氏体。基于钢坯的总重量，以0.15-0.25重量％的量包含碳。当以该含量范围包含碳时，其可以具有出色的奥氏体稳定化效果。如果以小于0.15重量％的量包含碳，奥氏体中的碳浓度降低，因此在合金化热处理之后将钢片最终冷却至室温的过程中可能抑制残留奥氏体的形成，如果以大于0.25重量％的量包含碳，钢片的强度和韧度可能降低或者钢片的可焊性可能降低。

硅(si)

硅(si)充当稳定化经涂布钢片中的铁素体的元素。硅可以用于细化铁素体从而增加钢片的延展性，并且可以抑制低温碳化物的形成，因此增加奥氏体中的碳浓度。

以钢坯的总重量计，以大于0重量％但是不大于1.5重量％的量包含硅。当以该含量范围包含硅时，其增加奥氏体中的碳浓度并且具有出色的铁素体稳定化效果。如果以大于1.5重量％的量包含硅，其在钢片表面上形成氧化物(例如氧化硅)，因此降低热浸镀锌过程中的可涂布性。例如，可以以0.5-1.0重量％的量包含硅。

锰(mn)

锰(mn)充当奥氏体稳定化元素，其抑制冷却过程中高温铁素体和低温贝氏体的转化，因此增加冷却过程中马氏体转化的比例。

基于钢坯的总重量，以1.5-2.5重量％的量包含锰。当以该含量范围包含锰时，经涂布钢片的强度和可成形性都很出色。如果以小于1.5重量％的量包含锰，不能保证马氏体转化比例，造成钢片强度的降低，如果以大于2.5重量％的量包含锰，钢片的强度过多增加，因此钢片的伸长降低。

铝(al)

铝(al)是铁素体稳定化元素，可以细化铁素体从而增加钢片的延展性。此外，其可以抑制低温碳化物的形成，因此增加奥氏体中的碳浓度。

以钢坯的总重量计，以大于0重量％但是不大于1.8重量％的量包含铝。当以该含量范围包含铝时，根据本发明的钢片具有出色的延展性。如果钢坯不包含铝，在退火过程中两相温度区域中的奥氏体比例迅速降低从而增加钢片的性质变化，并且奥氏体中的碳浓度降低而非增加。如果铝含量大于1.8重量％，会出现如下问题：ac3转化点升高使得第一加热温度升高至高于所需温度的温度，并且促进铁素体晶界处的aln形成从而造成钢坯脆化。例如，可以以0.5-1.0重量％的量包含铝。

铬(cr)

铬(cr)是扩大低温贝氏体面积的元素。加入铬的目的是引发本发明的经涂布钢片中发展板状贝氏体结构并且促进根据本发明的第一次加热、冷却和第二次加热过程中形成稳定化的残留奥氏体。

基于钢坯的总重量，以0.3-2.0重量％的量包含铬。当以该含量范围包含铬时，钢片的强度和可成形性都很出色。如果以小于0.3重量％的量包含铬，难以保证残留奥氏体和强度，如果以大于2.0重量％的量包含铬，由于稳定化低温碳化物而显示出降低钢片延展性的效果。

钛(ti)和铌(nb)

钛(ti)和铌(nb)可以用于形成tinbc沉淀物并且细化两相区域热处理过程中的晶粒从而改进可弯曲性。

以钢坯的总重量计，以大于0重量％但是不大于0.03重量％的量包含铌(nb)和钛(ti)的每一者。当以该含量范围包含铌(nb)钛和(ti)时，具有出色的晶粒细化效果，并且钢片具有出色的可成形性。如果钢坯不包含铌和钛，通过沉淀物细化晶粒的效果不明显，因此降低改进可弯曲性的效果，如果以大于0.03重量％的量包含铌和钛的每一者，会出现由于沉淀物造成钢片伸长减小的问题。

磷(p)和硫(s)

本发明的钢坯中可以包含磷(p)和硫(s)作为不可避免的杂质。磷可以通过固溶增强而增加钢片的强度并且抑制碳化物的形成。

在一个实施方案中，以钢片的总重量计，可以以0.015重量％或更小的量包含磷。当以该含量范围包含磷时，钢片的可焊性和耐腐蚀性都很出色。例如，可以以大于0重量％但是不大于0.015重量％的量包含磷。

硫(s)可以用于形成微细mns沉淀物从而改进可加工性。在一个实施方案中，以钢片的总重量计，可以以0.002重量％或更小的量包含硫。当以该含量范围包含硫时，钢片具有出色的可弯曲性。例如，可以以大于0重量％但是不大于0.002重量％的量包含硫。

氮(n)

可以包含氮作为不可避免的杂质。氮可以结合至铌等从而形成碳氮化物，因此细化晶粒。然而，可以以0.004重量％或更小的量包含氮。当以该含量范围包含氮时，其可以避免钢片的碰撞能量吸收性能和伸长的减小。例如，可以以大于0重量％但是不大于0.004重量％的量包含氮。

在本发明的一个实施方案中，钢片中包含的硅(si)和铝(al)可以满足如下方程1：

方程1

1.5≤(si)+(al)≤3.0(重量％)，

其中si和al分别表示钢坯中的硅(si)和铝(al)的含量(重量％)。

当包含的硅(si)和铝(al)满足方程1时，容易保证两相区域退火过程中的奥氏体比例，因此获得的钢片具有出色的性质。在一个实施方案中，铝含量可以高于硅含量从而保证涂布性质。

在一个实施方案中，钢片中包含的钛(ti)和铌(nb)可以满足如下方程2：

方程2

0.01≤(ti)+(nb)≤0.02(重量％)，

其中ti和nb分别表示钢坯中的钛(ti)和铌(nb)的含量(重量％)。

当包含的钛(ti)和铌(nb)满足方程2时，显示出两相区域退火过程中出色的细化晶粒效果，因此减轻氢致脆化并且改进可弯曲性。

在一个实施方案中，在1150℃和1250℃之间的钢坯再加热温度(srt)下再加热钢坯。在该钢坯再加热温度下，分离组分足以形成固溶体，并且容易保证强度。

(s20)热轧步骤

该步骤是在ar3至ar3+100℃的终轧温度(frt)下热轧钢坯的步骤。如果在低于ar3温度的温度下进行热轧，在两相区域中进行轧制从而造成混晶结构，如果热轧温度高于ar3+100℃，获得的钢片的物理性质由于晶粒粗化而降低。

在一个实施方案中，可以在850℃和950℃之间的终轧温度下热轧钢坯。当在该终轧温度下进行热轧时，经涂布钢片的刚度和可成形性都很出色。

(s30)卷绕步骤

该步骤是卷绕经热轧钢坯从而制造经热轧卷材的步骤。在一个实施方案中，通过冷却和卷绕经热轧钢坯从而进行卷绕。

在此，为了避免钢坯中包含的组分(例如锰和硅)的表面富集和碳化物的粗化，可以通过剪切淬火法冷却最终热轧的钢坯并且卷绕从而制造经热轧卷材。在一个实施方案中，可以以5℃/秒至100℃/秒的冷却速率冷却经热轧钢坯并且以400℃至550℃的卷绕温度(ct)卷绕经热轧钢坯。当在该温度下进行卷绕时，将抑制晶粒的过快生长，并且获得的钢片具有出色的延展性和可成形性。

(s40)冷轧步骤

该步骤是解绕并且酸洗经热轧卷材的步骤，然后进行冷轧，从而制造经冷轧钢片。进行酸洗的目的是从通过上述热轧过程制造的经热轧卷材上除去轧制鳞皮。

可以以50-80％的压缩比进行冷轧。当以该压缩比进行冷轧时，经热轧结构变形较少，并且容易保证塑性应变比的平面各向异性指数(δr)值，并且钢片具有出色的伸长和可变形性。

(s50)退火步骤

该步骤是使经冷轧钢片经受退火、淬火然后回火的步骤。图2为根据本发明的实施方案的热处理时间表的图。参考图2，在ac1和ac3之间的两相区域温度下通过第一次加热使经冷轧钢片退火。然后，经退火且经冷轧的钢片淬火至刚刚高于ms温度的温度，并且在450℃和550℃之间的温度下通过第二次加热使经淬火且经冷轧的钢片回火。

在820至870℃的温度下通过两相区域热处理进行回火。如果退火温度低于820℃，不能获得足够的最初奥氏体比例。另一方面，如果退火温度高于870℃，使用高于所需温度的退火温度，造成经济效率降低。

退火过程之后，将经冷轧钢片冷却至刚刚高于ms温度(马氏体转换开始温度)的温度。在一个具体实施方案中，在350℃和450℃之间的最终冷却温度下冷却经冷轧钢片。当在该温度下冷却经冷轧钢片时，微结构生长从而避免强度降低。如果最终冷却温度低于350°，钢片具有增加的强度和降低的可加工性，如果最终冷却温度高于450℃，难以保证根据本发明的钢片的拉伸强度。

在一个实施方案中，可以以10至50℃/秒的冷却速率冷却经退火且经冷轧的钢片。在该冷却速率范围内，钢片的性质均匀性出色，并且根据本发明的钢片的刚度和可成形性都很出色。

在450℃和550℃之间的温度下通过第二次加热使经冷却且经冷轧的钢片回火。当进行该回火时，残留奥氏体的比例增加，并且由于结构稳定化使得钢片的机械强度和可成形性都很出色。如果回火温度低于450℃，难以获得贝氏体和残留奥氏体结构，如果回火温度高于550℃，根据本发明的钢片的可成形性降低。

(s60)热浸镀锌步骤

该步骤是对经退火且经回火且经冷轧的钢片进行热浸镀锌的步骤。在一个实施方案中，可以将经冷轧钢片浸入温度为450至510℃的锌浸浴中从而进行热浸镀锌。

在一个实施方案中，热浸镀锌的经冷轧钢片可以进行合金化热处理。合金化热处理可以在475℃至560℃的温度下进行。当合金化热处理在所述温度范围内进行时，热浸镀锌层平稳生长，并且钢片具有出色的涂层粘合。

本发明的另一方面涉及通过经涂布钢片的制造方法制造的经涂布钢片。基于经涂布钢片的总重量，经涂布钢片可以包含0.15-0.25重量％的碳(c)、大于0重量％但是不大于1.5重量％的硅(si)、1.5-2.5重量％的锰(mn)、大于0重量％但是不大于1.8重量％的铝(al)、0.3-2.0重量％的铬(cr)、大于0重量％但是不大于0.03重量％的钛(ti)、大于0重量％但是不大于0.03重量％的铌(nb)，余量为铁(fe)和不可避免的杂质。

在本发明的一个实施方案中，钢坯中包含的硅(si)和铝(al)可以满足如下方程1：

方程1

1.5≤(si)+(al)≤3.0(重量％)，

其中si和al分别表示钢坯中的硅(si)和铝(al)的含量(重量％)。

当包含的硅(si)和铝(al)满足方程1时，经涂布钢片具有出色的性质。在一个实施方案中，铝含量可以高于硅含量从而保证涂布性质。在该情况下，经涂布钢片具有出色的涂层粘合。

在一个实施方案中，钢坯中包含的钛(ti)和铌(nb)可以满足如下方程2：

方程2

0.01≤(ti)+(nb)≤0.02(重量％)，

其中ti和nb分别表示钢坯中的钛(ti)和铌(nb)的含量(重量％)。

当包含的钛(ti)和铌(nb)满足方程2时，其显示出改进经涂布钢片的可弯曲性的出色效果。

在一个实施方案中，经涂布钢片可以保证稳定的残留奥氏体比例，因此具有出色的强度和伸长。经涂布钢片可以包含针状铁素体和贝氏体。

在一个实施方案中，经涂布钢片可以具有根据横截面积比包含如下的复合结构：50-70体积％的贝氏体、10-25体积％的铁素体、5-20体积％的马氏体和5-15体积％的残留奥氏体。

在使用钢坯中的上述铬(cr)含量和在上述条件下进行的退火过程和回火过程制造的经涂布钢片中，贝氏体中形成片状残留奥氏体。此外，由于铬的作用是扩大贝氏体面积，转化成贝氏体的比例增加，并且残留奥氏体的形状逐渐改变成具有增加的残留奥氏体浓度的薄膜形状，因此钢片具有出色的伸长。

在一个实施方案中，经涂布钢坯可以具有850-950mpa的拉伸强度(ys)、1180-1350mpa的屈服强度(ts)(和权利要求书不一致)、10-20％的伸长(el)和65-75％的屈服比(yr)。在所述范围内，经涂布钢片的碰撞能量吸收性质、可成形性和刚度都很出色。

使用根据本发明的经涂布钢片的制造方法制造的经涂布钢片在碰撞能量吸收性质、机械强度、可弯曲性和成形性质(例如弯曲性质和拉制性质)方面都很出色。

下文将参考优选实施例进一步详细描述本发明的构造和操作。然而，这些实施例仅为本发明的优选实施例并且不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

在1,220℃的钢坯再加热温度下再加热包含下表1所示量的组分(剩余为铁(fe)和不可避免的杂质)的钢坯。在860℃的终轧温度下热轧再加热的钢坯，冷却至450℃并且卷绕，由此制造经热轧卷材。经热轧卷材进行解绕、酸洗，然后以70％的压缩比冷轧，由此制造经冷轧钢片。在下表2所示条件下，经冷轧钢片进行退火、淬火和回火。经回火钢片进行热浸镀锌，因此制造经涂布钢片。

实施例2

以与实施例1相同的方式制造经涂布钢片，不同之处在于使用具有表1所示组分和含量的钢坯。

对比实施例1至3

使用包含下表1所示量的组分的钢坯。在下表2所示条件下，对比实施例1至3制得的经冷轧钢片进行退火，然后冷却。只有对比实施例2的钢片进行回火。对比实施例1至3的钢片以与实施例1相同方式进行热浸镀锌，因此制造热浸镀锌的钢片。

对比实施例4

使用包含下表1所示量的组分的钢坯。在下表2所示条件下，经冷轧钢片进行退火，然后冷却。然后在580℃的温度下使钢片回火。然后钢片以与实施例1相同的方式进行热浸镀锌，因此制造热浸镀锌的钢片。

表1

表2

测量实施例1和2和对比实施例1至4中制造的每个经涂布钢片的微观结构分布、拉伸强度(mpa)、屈服强度(mpa)、伸长(％)、屈服比(％)和可弯曲性，测量结果显示于下表3。

表3

通过上表3的结果可见，根据本发明的实施例1和2的经涂布钢片具有的微观结构包含50-70％的贝氏体、10-25％的铁素体、5-20％的马氏体和5-15％的残留奥氏体，并且显示出890mpa或更高的拉伸强度和16％或更高的伸长，表明钢片的冲击强度和可成形性都很出色。然而，在不包含铬的对比实施例1的钢片的情况下，成形性质(例如可弯曲性)比实施例1和2更差，并且拉伸强度也比实施例1和2更低。此外，在不进行退火中的第二次加热过程的对比实施例3的情况下以及在退火中的第二次加热温度超出本发明指明范围的对比实施例4的情况下，钢片的可成形性和刚度降低。

本领域技术人员容易对本发明进行简单修改或变化，并且所述修改或变化全部被视为落入本发明的范围。