汽车用高强度冷轧钢板制造技术

本发明专利技术涉及一种高强度冷轧钢板，其具有由以下元素构成的组成(以重量％计)、包括贝氏体铁素体基体的多相微观结构、和980‑1100MPa的抗拉强度(Rm)：C 0.07‑0.15，Mn 2.3‑3.2，Si 0.6‑1.2，Cr 0.05‑0.5，Al≤0.2，Nb≤0.1，余量除杂质以外为Fe。

High Strength Cold Rolled Steel Plate for Automobile

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】汽车用高强度冷轧钢板
本专利技术涉及适合用于汽车应用的高强度钢板(sheet)。具体来说，本专利技术涉及具有至少980MPa的抗拉强度和优异的成形性的冷轧钢板。
技术介绍
对于各种各样的应用而言，增大的强度水平是轻型构造体的先决条件，这在汽车工业中尤为如此，因为车身质量的减少导致燃料消耗降低。汽车主体部分(part)通常从钢板冲压，从而形成复杂的薄板结构部件。然而，这样的部分无法由常规的高强度钢制造，因为对于复杂的结构部分而言，成形性太低。由于该原因，多相转变诱导塑性辅助的钢(TRIP钢)在过去几年中一直受到相当大的关注，对于在汽车主体结构部分中和作为座椅框架材料中的使用尤为如此。TRIP钢拥有包括能够产生TRIP效果的亚稳的残留奥氏体相的多相微观结构(显微结构)。当使所述钢形变时，奥氏体转变为马氏体，其导致显著的加工硬化。该硬化效果起到抵抗所述材料的颈缩和板成形操作的延迟失效的作用。TRIP钢的微观结构可极大地改变其机械性质。TRIP钢的微观结构的最重要方面为残留奥氏体相的体积百分数、尺寸和形态，因为这些性质直接地影响在所述钢形变时奥氏体向马氏体的转变。存在若干种可使奥氏体在室温下化学稳定化的方式。在低合金TRIP钢中，通过其碳含量和小的奥氏体晶粒尺寸使奥氏体稳定化。用于使奥氏体稳定化所需的碳含量为大约1重量％。然而，钢中高的碳含量因损害焊接性而无法在很多应用中使用。因此，需要特别的加工途径来将碳富集到奥氏体中以使其在室温下稳定化。常见的TRIP钢化学组成还包含少量添加的其它元素，以帮助使奥氏体稳定化以及辅助形成碳分配到奥氏体中的微观结构。为了抑制奥氏体在贝氏体转变期间分解，如下通常一直被视为是必须的：硅含量应为约1.5重量％。最常见的合金化添加为1.5重量％的Si和Mn两者。具有贝氏体铁素体基体的TRIP-辅助的钢(TBF)-钢已久为知晓并吸引大量关注，主要因为贝氏体铁素体基体实现优异的拉伸翻边性(flangability)。而且，由亚稳的残留奥氏体岛(island)向马氏体的应变诱导的转变确保的TRIP效应，显著地改善它们的可拉性(drawability)。TRIP钢的成形性受到残留奥氏体相的转变特性的严重影响，残留奥氏体相的转变特性继而受到奥氏体化学组成、其形态和其它因素的影响。在ISIJInternationalVol.50(2010),No.1,p.162-168中，探讨了影响具有至少980MPa的抗拉强度的TBF钢的成形性的方面。然而，该文献中考察的冷轧材料在950℃退火并在300-500℃在盐浴中奥氏体回火200s。因此，由于高的退火温度，这些材料对于在常规的工业退火线中的生产是不适合的。然而，在TBF-钢中通常使用的高Si-含量致使在钢带表面上形成氧化硅层，其可粘附到连续退火线(CAL)中的辊(滚筒)并且引起在随后制造的钢板上的表面缺陷。因此，近年来一直致力于减少TBF钢中的硅含量。WO2013/144377公开了用Si和Al合金化且具有至少980MPa抗拉强度的冷轧TBF-钢板。WO2013/144376公开了用Si和Cr合金化且抗拉强度为至少980MPa的冷轧TBF-钢板。尽管这些钢揭示了若干种诱人性质，但是对于在先进成形操作方面具有改善的性质概况(profile)的980MPa钢板存在需求，其中局部伸长率和总伸长率两者是重要的，例如对于汽车座椅中的结构部件而言。
技术实现思路
本专利技术涉及具有980-1100MPa抗拉强度和优异的成形性的高强度(TBF)钢板，其中应可在连续退火线(CAL)中以工业规模制造所述钢板。本专利技术旨在提供这样的钢组合物：其可被加工成特别是用于汽车座椅组件的、其中局部伸长率和总伸长率两者均是重要的复杂结构部件。然而，通常认为，如果总伸长率增大，则受局部伸长率管控的性质例如扩孔率(HER)或(λ)劣化。具体实施方式本专利技术描述在权利要求中。所述钢板具有由以下合金化元素构成的组成(％)：余量除杂质以外为Fe。所主张的(要求保护的，claimed)合金的化学成分的限制以及单独元素的重要性和它们彼此的相互作用在下文中简要地阐释。在整个说明书中，对于钢的化学组成的所有百分数以重量％(wt.％)给出。硬质相的量以体积％(vol.％)给出。各个元素的上限和下限可在权利要求中所述的界限内自由地组合。C：0.07-0.15％C使奥氏体稳定化并对于获得在残留奥氏体相内足够的碳是重要的。C对于获得期望的强度水平也是重要的。通常，可预期到每0.1％C增加大约100MPa的抗拉强度。当C低于0.07％时，则难以达到980MPa的抗拉强度。如果C超过0.15％，则焊接性受损。上限可为0.14、0.13或0.12％。下限可为0.08、0.09或0.10％。优选范围为0.08-0.13％。Mn：2.3-3.2％锰为固溶体强化(增强)元素，其通过降低Ms温度而使奥氏体稳定化并防止在冷却期间形成铁素体和珠光体。另外，Mn使Ac3温度降低并对奥氏体稳定性是重要的。在小于2.3％的含量下，可能难以获得期望的残留奥氏体量、980MPa的抗拉强度并且奥氏体化温度对于常规的工业退火线可能是过高的。另外，在较低的含量下，可难以避免多角形铁素体的形成。然而，如果Mn的量高于3.2％，则可发生偏析问题，因为Mn在液相中累积并导致带状化(banding)，从而致使加工性潜在地劣化。因此，上限可为3.1、3.0、2.9、2.8或2.7％。下限可为2.3、2.4或2.5％。Si：0.6-1.2％Si充当固溶体强化元素并对确保薄钢板的强度是重要的。Si抑制渗碳体的沉淀并对于奥氏体稳定化是必要的。然而，如果所述含量过高，则过多的氧化硅将在带表面上形成，其可导致在CAL中包覆(clad)在辊上和在随后制造的钢板上的表面缺陷。因此，上限为1.2％并可限定为1.1、1.05、1.0或0.95％。下限可为0.65、0.7、0.75或0.80％。优选范围为0.7-1.0％。Cr：0.05-0.5％Cr在增大钢板强度方面是有效的。Cr是形成铁素体且阻碍珠光体和贝氏体的形成的元素。通过使Cr含量增大，仅使Ac3温度和Ms温度稍微降低。Cr导致稳定化的残留奥氏体的量增大。Cr的量限制到0.7％。上限可为0.65、0.60、0.55、0.50、0.45或0.40、0.35、0.30或0.25％。下限可为0.10或0.15％。优选范围为0.1-0.3％。Si+Cr：0.9-1.3％优选的是，Si+Cr的量在0.9-1.3％的范围内，因为Si和Cr在组合加入时具有协同效应并导致残留奥氏体的量增大，其继而导致延展性得以改善。由于这些原因，Si+Cr的量优选地限制到0.9至1.2％的范围。Al：≤0.2％Al促进铁素体的形成并也经常用作脱氧剂。Ms温度随Al含量增大而提高。Al的另外缺陷是，它导致Ac3温度的大幅提高并因此使得更难以将钢在CAL中奥氏体化。由于这些原因，Al含量优选地限制到小于0.1％、更优选地小于0.08％。因此优选仅出于脱氧而使用Al。于是，上限可为0.09、0.08、0.07或0.06％。为了确保一定的效果，下限可设为0.005、0.01、0.02或0.03％。Nb：<0.1％Nb因其对晶粒尺寸的影响而常用在低合金钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高强度冷轧钢板，其具有a)由以下元素构成的组成(以重量％计)：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.25 SE 1651545-41.高强度冷轧钢板，其具有a)由以下元素构成的组成(以重量％计)：余量除杂质以外为Fe，b)多相微观结构，其包括贝氏体铁素体基体，c)980-1100MPa的抗拉强度(Rm)。2.根据权利要求1的高强度冷轧钢板，其满足以下要求的至少一项a)满足以下要求的至少一项的组成(以重量％计)：其中所述杂质满足如下要求的至少一项：余量除杂质以外为Fe，b)多相微观结构，其包括如下的至少一项(以体积％计)：c)以下机械性质的至少一项3.根据权利要求1或2的高强度冷轧钢板，其具有a)满足以下要求的至少一项的组成(以重量％计)：其中所述杂质满足如下要求的至少一项：余量除杂质以外为Fe，b)多相微观结构，其包括(以体积％计)c)以下机械性质的至少一项4.根据前述权利要求任一项的高强度冷轧钢板，其满足以下要求的至少一项：a)满足以下要求的至少一项的组成(以重量％计)：其中所述杂质满足如下要求的至少一项：余量除杂质以外为Fe，c)以下机械性质的至少一项抗拉强度(Rm)≥1020M...

【专利技术属性】
技术研发人员：T赫比斯伯格，F温克尔霍弗，M施瓦岑布伦纳，EO阿曼，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，奥钢联钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP