具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度热浸镀锌钢板、高强度合金化热浸镀锌钢板及它们的制造方法技术

一种具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度热浸镀锌钢板，其是在母材钢板的表面具有热浸锌镀层的热浸镀锌钢板，所述母材钢板按质量％计含有C：0.1～低于0.40％、Si：0.5～3.0％、Mn：1.5～3.0％，O被限制在0.006％以下、P被限制在0.04％以下、S被限制在0.01％以下、Al被限制在2.0％以下、N被限制在0.01％以下，余量由铁和不可避免的杂质组成；所述母材钢板的显微组织按体积分数计含有40％以上的铁素体，含有8～低于60％的残留奥氏体，其余是贝氏体或马氏体；自所述母材钢板的表面起板厚的5/8～3/8的范围内，特定的晶体取向的极密度在规定范围内；所述热浸锌镀层含有低于7质量％的Fe，余量由Zn、Al和不可避免的杂质组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度热浸镀锌钢板、高强度合金化热浸镀锌钢板及它们的制造方法
本专利技术涉及最大拉伸强度(TS)为980MPa以上、镀层密合性和成形性优异的特别适合于汽车用的结构用构件、补强用构件、悬架用构件的高强度镀敷钢板和高强度合金化热浸镀锌钢板。本申请要求基于2011年9月30日在日本提交的日本特愿2011-218040号的优先权，并将其内容援用至此。
技术介绍
汽车的横梁、侧梁等构件为了应对近年来的燃料消耗轻量化的趋向而研究了轻量化，在材料方面，从即使薄壁化也确保强度和撞击安全性的观点出发，开展了钢板的高强度化。然而，材料的成形性随着强度上升而劣化。为了实现上述构件的轻量化，需要制造满足压制成形性和高强度两者的钢板。尤其是进行具有复杂形状的汽车的结构用构件、补强用构件的成形时，要求有优异的延性。近年来，作为汽车的骨架构件，主流的是具有440MPa或者590MPa的最大拉伸强度的钢板。为了进一步 轻量化，期望开发980MPa以上的高强度钢板。尤其是用980MPa级的钢板替换590MPa级的钢板时，要求有与590MPa级同等的伸长率。由此，迫切期望开发980MPa以上且伸长率优异的钢板。作为拉伸试验的总伸长率(El)优异的钢板，存在有通过使钢板组织的主相为软质的铁素体来确保延性、使作为第二相的残留奥氏体分散来确保强度的复相组织钢板。作为这种分散有残留奥氏体的钢，有利用塑性加工时残留奥氏体的马氏体相变的TRIP (Transformation Induced Plasticity,相变诱发塑性)钢，近年来用途正在扩大。TRIP钢与析出强化钢、DP钢(由铁素体和马氏体构成的钢)比较，具有特别优异的伸长率，因此强烈期望扩大应用。然而，由于该钢利用成形时的马氏体相变来确保优异的成形性，因此为了确保成形性，需要大量的残留奥氏体。为了确保残留奥氏体，需要添加大量的Si。而且，为了确保980MPa以上的强度，趋向于大量添加合金元素，织构容易发达。尤其，{100}〈011〉~{223}〈110〉取向群的织构、{332}〈113〉取向的织构的发达助长材质的各向异性。例如，相比于沿着与轧制方向平行的方向对钢带进行拉伸试验时的总伸长率，沿着垂直方向进行拉伸试验时的总伸长率明显差。结果，尽管钢板的特性沿一个方向上的伸长率良好且成形性优异，却难以应用于具有复杂形状的构件。另一方面，已知耐蚀性优异的热浸镀锌钢板和合金化热浸镀锌钢板作为汽车用钢板。该钢板由于在钢板表面具备由含有15%以下的Fe的锌形成的镀层，因此具有优异的耐蚀性。热浸镀锌钢板和合金化热浸镀锌钢板大多是在连续式热浸镀锌生产线(以下称为CGL)中被制造的。在CGL中，钢板在脱脂洗涤后在含有H2和N2的还原气氛中利用辐射管的间接加热来退火，冷却到镀浴温度附近之后，在熔融锌镀浴中浸溃来实施镀敷。制造合金化热浸镀锌钢板时，在镀浴浸溃后再加热，镀层被合金化处理。此时的炉内气氛是使Fe还原的气氛，由于能够不使Fe氧化地制造钢板，因此作为镀敷钢板的制造设备广泛利用。 然而，Si与Fe相比容易氧化，在CGL通板中，钢板表面形成Si氧化物。该Si氧化物与热浸锌镀层的润湿性差，因此成为镀不上的原因。或者，由于氧化物阻碍Fe与锌的合金化反应，因此具有不能制造合金化热浸镀锌钢板的问题。针对这种课题，作为谋求兼顾优异成形性和镀敷性的方法、尤其是作为含有大量Si的钢的镀敷性改善手段，有专利文献I中记载的如下方法:先进行退火，然后进行酸洗除去钢板表面的氧化物之后，再次实施热浸镀锌。然而，在该方法中，由于进行两次退火、热处理后的酸洗和镀敷生产线的通过，导致工序大幅增加，从而导致高成本，因此是不理想的。作为含Si钢的镀敷性的改善手段，专利文献2中公开了通过使炉内的气氛为S1、Mn等易氧化性元素的还原气氛，从而抑制S1、Mn的氧化物或者将形成的氧化物还原的方法。在该方法中，对于镀敷性差的材料，在进入镀敷生产线之前进行预镀敷或者表面磨削。然而，如果增加预镀敷或表面磨削的工序，将导致高成本。另外，高强度钢板一般含有大量的S1、Mn，因此对于本专利技术作为对象的含有0.5wt%以上的Si的钢板来说极难实现可将Si还原的气氛，不得不进行巨大的设备投资，导致高成本。此外，由还原的S1、Mn氧化物释放的氧使炉内气氛变化为Si的氧化气氛，因此进行大量生产时，难以使气氛稳定。结果，有可能发生钢板的纵向、横向的镀层润湿性的不均或合金化不均等缺陷。作为谋求兼顾优异的延性和镀敷性的手段，专利文献3中记载了如下方法:在冷轧后对钢板表面实施N1、Fe、Co等金属预镀敷，然后通过热处理生产线，实施镀敷。这是通过在钢板表面预镀敷比S1、Mn难氧化的金属，制成钢板表层恰好不含S1、Mn的钢板的方法。然而，尽管是对钢板表面进行预镀敷，这些元素在热处理时还是会扩散到钢板内部，因此存在必须进行大量的预镀敷、导致成本大幅增高的问题。作为解决这些问题的手段，专利文献4~6中提出了控制炉内气氛在钢板内部形成Si氧化物而非在钢板表面的方法。这是通过提高炉内的氧化能力，使Si在钢板内部氧化，可以抑制Si向钢板表面扩散及在表面形成Si氧化物。另外，专利文献7、8涉及镀锌钢板而非TRIP钢，公开了在CGL的退火工序中使炉内为还原气氛。此外，专利文献9中公开了为了防止浮渣导致的镀不上而在镀浴中提供规定流速的射流。然而，目前要同时具备耐蚀性、高强度和延性是极其困难的。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开第3521851号公报专利文献2:日本特开平4-26720号公报专利文献3:日本特开第3598087号公报专利文献4:日本特开2004-323970号公报专利文献5:日本特开2004-315960号公报专利文献6:日本特开2008-214752号公报专利文献7:日本特开2011-111674号公报专利文献8:日本特开2009-030159号公报专利文献9:日本特开2008-163388号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的是提供最大拉伸强度(TS)980MPa以上、镀层密合性优异且成形性优异的高强度热浸镀锌钢板和高强度合金化热浸镀锌钢板。用于解决问题的方案本专利技术人等进行了深入研究，结果发现为了兼顾980MPa以上的最大拉伸强度(TS)和优异的成形性，重要的是最大限度利用作为强化元素的S1、且含有体积分数40%以上的铁素体和体积分数8%以上的残留奥氏体。另外发现，通过将粗轧和精轧控制在某个特定的范围，即使是含有大量添加元素的冷轧钢板，也可制造材质的各向异性减低的、成形性优异的钢板。另一方面，为了确保含有大量Si的钢的镀敷性和合金化，使镀浴内的熔融锌以10~50m/分钟地流动，抑制作为镀不上的原因的浴内的锌氧化物(浮渣)与钢板的反应。不进行浴内的流动时，微细的锌氧化物被摄入到镀层内，阻碍合金化反应。另外，虽然详细的机理是不明的，但S1、Mn氧化物存在于钢板表面时，锌氧化物导致的镀不上、合金化延迟变得更加显著，对镀敷性造成显著的不良影响。抑制作为镀不上和合金化延迟的原因的钢 板与浮渣的反应对于促进合金化处理也具有很大的效果。通过改善镀敷性，使得能够在热浸镀锌钢板和合金化热浸镀锌钢板中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度热浸镀锌钢板，其是在母材钢板的表面具有热浸锌镀层的热浸镀锌钢板，所述母材钢板按质量％计含有C：0.1～低于0.40％、Si：0.5～3.0％、Mn：1.5～3.0％，O被限制在0.006％以下、P被限制在0.04％以下、S被限制在0.01％以下、Al被限制在2.0％以下、N被限制在0.01％以下，余量由铁和不可避免的杂质组成，所述母材钢板的显微组织按体积分数计含有40％以上的铁素体，含有8～低于60％的残留奥氏体，其余是贝氏体或马氏体，自所述母材钢板的表面起板厚的5/8～3/8的范围内，{100}<011>、{116}<110>、{114}<110>、{113}<110>、{112}<110>、{335}<110>和{223}<110>的各晶体取向所示的{100}<011>～{223}<110>取向群的极密度的平均值为6.5以下，且{332}<113>的晶体取向的极密度为5.0以下，所述热浸锌镀层含有低于7质量％的Fe，余量由Zn、Al和不可避免的杂质组成。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.30 JP 2011-2180401.一种具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度热浸镀锌钢板，其是在母材钢板的表面具有热浸锌镀层的热浸镀锌钢板， 所述母材钢板按质量％计含有c:0.1~低于0.40%, S1:0.5~3.0%、Mn:1.5~3.0%, O被限制在0.006%以下、P被限制在0.04%以下、S被限制在0.01%以下、Al被限制在2.0%以下、N被限制在0.01 %以下，余量由铁和不可避免的杂质组成， 所述母材钢板的显微组织按体积分数计含有40%以上的铁素体，含有8~低于60%的残留奥氏体，其余是贝氏体或马氏体， 自所述母材钢板的表面起板厚的5/8~3/8的范围内，{100}〈011>、{116}〈110>、{114}〈110>、{113}〈110>、{112}〈110>、{335}〈110> 和{223}〈110〉的各晶体取向所示的{100}〈011〉~{223}〈110〉取向群的极密度的平均值为6.5以下，且{332}〈113〉的晶体取向的极密度为5.0以下， 所述热浸锌镀层含有低于7质量％的Fe，余量由Zn、Al和不可避免的杂质组成。2.根据权利要求1所述的具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度热浸镀锌钢板，其中， 所述母材钢板按质量％计进一步含有Cr:0.05~1.0%、Mo:0.01~1.0%、N1:0.05~1.0%, Cu:0.05 ~L 0%、Nb:0.005 ~0.3%、Ti:0.005 ~0.3%、V:0.005 ~0.5%、B:0.0001~0.01%中的一种或两种以上。3.根据权利要求1所述的具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度热浸镀锌钢板，其中， 所述母材钢板按质量％计进一步含有总计0.0005~0.04%的选自Ca、Mg、REM中的一种或两种以上。4.一种具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度合金化热浸镀锌钢板，其是在母材钢板的表面具有合金化热浸锌镀层的合金化热浸镀锌钢板， 所述母材钢板按质量％计含有c:0.10~低于0.40%、S1:0.5~3.0%、Mn:1.5~3.0%, O被限制在0.006%以下、P被限制在0.04%以下、S被限制在0.01%以下、Al被限制在2.0%以下、N被限制在0.01 %以下，余量由铁和不可避免的杂质组成， 所述母材钢板的显微组织按体积分数计含有40%以上的铁素体，含有8~低于60%残留奥氏体，其余是贝氏体或马氏体， 自所述母材钢板的表面起板厚的5/8~3/8的范围内，{100}〈011>、{116}〈110>、{114}〈110>、{113}〈110>、{112}〈110>、{335}〈110> 和{223}〈110〉的各晶体取向所示的{100}〈011〉~{223}〈110〉取向群的极密度的平均值为6.5以下，且{332}〈113〉的晶体取向的极密度为5.0以下， 所述合金化热浸锌镀层含有7~15质量％的Fe，余量是Zn、Al和不可避免的杂质。5.根据权利要求4所述的具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度合金化热浸镀锌钢板，其中， 所述母材钢板按质量％计进一步含有Cr:0.05~1.0%、Mo:0.01~1.0%、N1:0.05~1.0%, Cu:0.05 ~1.0%、Nb:0.005 ~0.3%, Ti:0.005 ~0.3%, V:0.005 ~0.5%, B:0.0001~0.01%中的一种或两种以上。6.根据权利要求4所述的具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度合金化热浸镀锌钢板，其中， 所述母材钢板按质量％计进一步含有总计0.0005~0.04%的选自Ca、Mg、REM中的一种或两种以上。7.一种具有980MPa以上的最大拉伸强度、材质各向异性少且成形性优异的高强度热浸镀锌钢板的制造方法，其包括对钢坯进行如下操作: 所述钢坯按质量％计含有C:0.10~低于0.4%,Si:0.5~3.0%,Μη:1.5~3.0%，0被限制在0.006%以下、P被限制在0.04%以下、S被限制在0.01%以下、Al被限制在2.0%以下、N被限制在0.01 %以下，余量由铁和不可避免的杂质组成； 进行第一热轧，在1000°C以上且1200°C以下的温度范围进行一次以上的压下率40%以上的轧制， 通过上述第一热轧使奥氏体粒径为200 μ m以下； 进行第二热轧，在由下述式(I)确定的温度T1+30°C以上且T1+200°C以下的温度区域进行轧制，其中至少一次轧制为一道的压下率30%以上， 将上述第二热轧中的总压下率设定为50%以上， 在上述第二热轧中，进行压下率为30%以上的最终压下之后，以等待时间t秒满足下述式(2)的方式开始冷轧前冷却， 将上述冷轧前冷却的平均冷却速度设定为50°C /秒以上，温度变化设定为40°C以上且140°C以下的范围； 在700°C以下的温度区域卷取； 进行压下率40%以上且80%以下的冷轧； 在连续热浸镀锌生产线中，加热至750°C以上且900°C以下的退火温度进行退火； 以0.1~200°C /秒从退火温度冷却到500°C ； 在500~350°C之间保持10~1000秒钟之...

【专利技术属性】
技术研发人员：东昌史，若林千智，野崎贵行，藤田展弘，高桥学，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP