具有极高的强度及延展性机械性能的钢板、其制造方法及用图
【专利说明】具有极高的强度及延展性机械性能的钢板、其制造方法及 用途
[0001] 本发明涉及制造极高强度的钢板，所述钢板同时展现出机械强度及变形能力以允 许实现冷成型操作。更具体而言，本发明涉及机械强度大于900MPa、弹性极限大于700MPa 和均匀延伸率大于12%的钢材。车辆，特别是陆地机动车辆（机动车辆、联合收割机、挂车、 半挂车……），特别地构成这些钢板的应用领域，其可能应用于结构部件、加固组件，甚至用 于制造耐磨损部件。
[0002] 温室效应对于减少尾气排放的强烈需求，加之对机动车辆安全的需求增加以及燃 料价格的上涨，推动了陆地交通工具制造商越来越多地在车身外壳中使用机械强度改善的 钢材以便减小部件的厚度，以及因此减轻车辆重量并同时保持结构的机械强度性能。在此 方面，将高强度与足够使成型时不出现裂痕的可成型性相结合的钢材具有越来越大的重要 性。过去，曾陆续地提出了多个系列的提供各种机械强度水平的钢材。这些系列包括双相 DP钢、相变诱发塑性（TRIP，Transformation Induced Plasticity)钢、多相钢甚至低密度 钢（FeAl)〇
[0003] 为了应对车辆越来越轻的这个需求，需要拥有强度越来越大的钢材以弥补厚度的 降低。然而，已知的是，在碳钢领域，机械强度的提高通常伴随着延展性的丧失。另外，陆地 机动车辆制造商将部件设计得越来越复杂，这需要钢材展现出高水平的延展性。
[0004] 通过阅读作为现有技术的专利W02012164579可以了解到一种对于具有以下化 学组成的钢，主要由贝氏体组成的显微组织以及该贝氏体钢的热制造方法：C :0. 25-0. 55， Si :0· 5-1. 8, Mn :0· 8-3. 8, Cr :0· 2-2. 0, Ti :0·0-0· 1，Cu :0· 0-1. 2, V :0·0-0· 5, Nb : 0· 0-0· 06, Al :0· 0-2. 75, N :〈0· 004, P :〈0· 025, S :〈0· 025,该贝氏体钢的热制造方法包括将 钢卷冷却至室温的步骤，贝氏体转化在冷却期间实现。在该专利框架内的贝氏体显微组织 通过热处理得到，这使得获得高强度的厚钢板。用于降低厚度的冷乳需要极高的能量并且 热钢板不能够满足减轻重量的迫切需要以适应机动车辆领域的要求。
[0005] 另一方面，已知专利EP1553202,其公开了一种能抵抗由于高氢造成的脆化的极高 强度的钢材，该钢材包括，用质量百分比表示：〇. 06%到0. 6%的C，0. 5%到3%的Si+Al， 0. 5 %到3 %的Mn，少于0. 15 %的P，少于0. 02 %的S，显微组织包括，以面积分数表示：大于 3 %的残余奥氏体，大于30 %的贝氏体铁素体，以及优选地小于50 %的多边形铁素体。该发 明所获得的钢材由于在化学组成和冶金路线即生产参数方面的大窗口而在机械特性方面 表现出较强的分散性。
[0006] 本发明的目的在于解决上文中提及的问题。本发明的目的在于实现一种冷乳钢， 其展现出大于900MPa的机械强度、大于700MPa的弹性极限以及大于12%的均匀延伸率。 本发明的目的还在于并且主要在于实现一种能够以稳定方式生产的钢材。生产路线的稳健 性是本发明的主要因素。
[0007] 因此，制造成本下降并且热机械制造方案被简化且只有很少分散性。
[0008] 为此，本发明的目的在于一种机械强度大于或等于900MPa、弹性极限大于700MPa 以及均匀延伸率大于或等于12%的冷乳退火钢板，其组成包括，含量以重量百分比表示： 0· 26 % 彡 C 彡 0· 45 %，优选地 0· 26 % 彡 C 彡 0· 35 %，1.0 % 彡 Mn 彡 3· O %，优选地 I. 4 % 彡 Mn 彡 2. 6%，1. 0%彡 Si 彡 3. 0%，优选地 1. 4%彡 Si 彡 I. 8%，A1 彡 0· l%，Cr 彡 1. 5%， 优选地 Cr 彡 0· 5 %，S 彡 0· 005 %，P 彡 0· 020 %，Nb 彡 0· 1 %，优选地 Nb 彡 0· 05 %， Ti彡0. 02%，V彡0. 015%，N彡0. 01%，余量由铁和来自制造工艺的不可避免的杂质组成， 其中256XC+47XMn+150XCr+2260XNb > 142,显微组织由以下成分组成，以面积比例表 示：13% -25 %的残余奥氏体，13 % -30 %的岛状马氏体和残余奥氏体，余量由铁素体和贝 氏体组成。
[0009] 优选地，根据本发明的钢材包括最多30%的铁素体。
[0010] 优选地，根据本发明的钢材的总体延伸率大于14%甚至15%。
[0011] 优选地，根据本发明的钢材包括锌或锌合金的镀层，甚至是铝或铝合金的镀层。
[0012] 本发明的目的还在于一种制造冷乳退火钢板的方法，该冷乳退火钢板的强度大于 或等于900MPa、弹性极限大于或等于700MPa以及均匀延伸率大于或等于12 %，该方法包括 如下步骤：
[0013] -提供具有上述组成的钢材，然后
[0014] -将所述钢材铸造成半成品，然后
[0015] -将所述半成品置于1150Γ至1275Γ之间的温度Ireeh以得到加热的半成品，然 后
[0016] -热乳所述加热的半成品，热乳结束时的温度Tfl大于或等于850°C以得到热乳钢 板，然后
[0017] -在540°C至590°C范围内的温度Tbcib下卷取所述热乳钢板以得到成卷的热乳钢 板，然后
[0018] -将所述成卷的热乳钢板冷却至室温，然后
[0019] -可选地，对所述成卷的热乳钢板进行罩式退火，以使得所述钢板在5至24小时 的持续时间内在400°C至700°C范围内的温度下退火，
[0020] -展开和清洗已退火的所述成卷的热乳钢板以得到适合于冷乳的热乳钢板，然后
[0021] -以30%至80%的压下率对所述适合于冷乳的热乳钢板进行冷乳，以得到冷乳 钢板，然后，
[0022] -通过在60秒至600秒范围内的持续时间tSC]akingft，以2°C /s-50°C /s范围内 的速度Vc将所述冷乳钢板重新加热至760°C -1100°C范围内的温度!^^^来对所述冷乳钢 板进行退火，然后，
[0023] -以在20°C /s至1000°C /s范围内的速度冷却所述冷乳钢板，以使得冷却结束的 温度Τω? 360°C至440°C之间，其中：
[0024] Tsoaking< 1. 619 (T M-T1)，其中 T1= -206C - 43Mn - 164Cr - 896Nb
[0025] Ts〇aking>l. 619 (Tm-T2)，其中 T2= 50C+4Mn - 14Cr+1364Nb - 132〇
[0026] 以上温度以°C为单位，且化学组成以质量百分比来表示，
[0027] -在100秒至2000秒范围内的持续时间t0A内将所述冷乳钢板保持在从360。。至 440 °C的温度范围之内。
[0028] 优选地，以等温的方式在360°C至440°C范围内的冷却结束温度Tm下且在100至 2000秒的范围内保持所述钢板。
[0029] 优选地，乳制结束温度Tfl大于或等于900 °C。
[0030] 优选地，在以诸如电镀或物理化学沉积这样的适当工艺镀锌或锌合金层之前，将 已退火的钢板冷却至室温。
[0031] 可选地，可以通过淬火热镀锌工艺来在冷却至室温之前将冷乳退火钢板镀锌或锌 合金层。
[0032] 可选地，可以通过淬火热镀铝工艺来在冷却至室温之前将冷乳退火钢板镀铝或铝 合金层。
[0033] 可选地，以0. 1 %至3%范围内的冷乳率来再次冷乳钢板。
[0034] 优选地，随后在10小时至48小时范围内的保持时间期间，在150°C至190°C范围 内的保持温度T b_下将可能已有镀层的退火钢板进行退火。
[0035] 可选地，可以在以温度Tsciaking退火后且在以速度Vc冷却之前