本发明专利技术涉及一种高强度无晶隙低密度钢及所述钢的制备方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种。【专利说明】 本专利技术涉及。 在减少车辆的碳排放的持续努力中，钢铁行业连同汽车制造商持续寻求允许重量 降低而不影响钢的加工性能和乘客的安全性的钢。为了满足未来的CO2排放要求，必须减 少机动车的燃料消耗。为了这种减少的一种方法是降低车体的重量。具有低密度和高强度 的钢可以有助于此。在相同厚度下，低密度钢的使用降低汽车部件的重量。伴随着已知高 强度钢的一个问题是它们的高强度损害了在片材成形为汽车部件过程中材料的可成形性。 普通高强度钢例如双相钢，允许使用较薄的片材并且因此降低重量。但是，较薄的 零件将对其它性质例如刚度、防撞性和抗凹陷性产生负面影响。这些负面影响只能通过增 加钢的厚度来解决，这从而否定了降低厚度（downgauging)的效果，或通过改变部件的几 何形状来解决，这也是不希望的。 本专利技术的一个目的是提供一种低密度钢，其在成品部件中具有高强度，并结合具 有优良的可成形性。 本专利技术的另一个目的是提供一种在成形后具有优良的表面品质的高强度钢。 可以通过提供一种无晶隙铁素体钢带材或片材来实现这些目的中的一个或多个， 所述的无晶隙铁素体钢带材或片材以重量百分比计包括： ?最多 0.01%C_ 总量； ?最多 0.2%Si; ?最多I. 0%Mn; ?从6到最多9%的Al; ?最多 0.010%N; ?最多 0.080%Ti; ?最多 0.080%Nb; ?最多 0· 1%Zr; ?最多 0· 1 %V; ?最多 0.01%S; ?最多 0.1%P; ?最多 0.01%B; ?余量为铁和不可避免的杂质； 其中C_总量〈=最小值 + 最大值 +12/93*Nb +12/91*Zr +12/51*V； 其中 ·X= 2*12/(2*32)*S ； .γ= 2*12/(4*48) *(Ti-48/14*N)； ·Z= 12/48*(Ti-48/14*N-4*48A2*32)*S);其中， 最小值 =X和Y的较低值，并且如果Y是负数，那么最小值 = 0 ; 最大值 = 0和Z的较高值； 其中C_溶质=C_总量 -最小值 -最大值 -12/93*Nb -12/91*Zr -12/51*V; 并且其中C_溶质〈=0。 所有组分百分比均以重量百分比计，除非另有说明。C_总量是钢中的总碳含量。 根据本专利技术的钢具有特制的化学组成，从而消除固溶体中的碳（C_溶质）和固溶体中的氮。 将这种在固溶体中不具有碳或氮的钢称为无晶隙钢。这种无晶隙钢是抗应变时效的，在将 片材成形成汽车部件过程中不形成所谓的LUders线并且具有高的可成形性。其中C_溶质 为负数的情况表明存在过量的结合碳的元素，并且实际上固溶体中游离碳的量（=(：_溶 质）为零。 为了避免任何不清楚，应注意以下内容： X= 2*12A2*32)*S还可以写成X= 2*((12A2*32))*S); Y= 2*12/(4*48) * (Ti-48/14*N)还可以写成Y= 2* (12/ (4*48)* (Ti-((48/14) *N)) Z= 12/48*(Ti-48/14*N-4*48A2*32)*S)还可以写成2=(12/48)*(11-(48/14*N) - ((4*48/(2*32))*S)) 93、91和51分别是Nb、Zr和V的原子质量，并且12是C的原子质量。使用 比率12/93U2/91和12/51来计算多少碳被Nb、Zr或V消耗为碳化物，并且因此（例 如）12/93*Nb的比率必须读作（12/93)*Nb。图1显示了基于来自JP2005 - 120399的现有 技术钢CA的计算实例。 钛作为合金化元素或作为不可避免的杂质将首先形成TiN。如果存在过量的氮，那 么残留的氮将与铝结合。如果存在过量的钛，那么残留的钛将形成Ti4C2S2。在形成TiN和 Ti4C2S2后，残留的Ti将形成TiC。最小值因子计算了在将所有游离氮结合为TiN以 后通过形成Ti4C2S2消耗了多少碳。如果对于Y该计算导致负值，那么将该因子设置为零。 最大值因子计算了通过形成TiC消耗了多少碳。 如果完全不存在钛，那么将不会形成TiN或Ti4C2S2或TiC并且最小值和最 大值等于零。其它三个因子考虑了NbC、ZrC和VC的形成，并且由此连同最小值因子和最 大值因子一起确定钢中溶质碳的量。 通过不添加或仅添加少量的钛和/或指定量的Nb,将消除溶质碳。 本专利技术人发现，为了制备无晶隙钢，应将所有碳和氮与碳化物和氮化物形成元素 结合。 JP2005 - 120399 公开了 一种钢，其具有 0· 0015 %C、0. 05 %Si、0. 45 %Μη、 0. 008%Ρ、7. 5%Al和0. 005%Ν，余量为铁和不可避免的杂质。图1显示根据这种钢的发 明的C_溶质的计算，发现C_溶质为0. 0015,因为不存在结合碳的元素，如Nb、Zr或V。C_ 溶质因此不等于或小于零，相反其大于零。在两种情况下最小值和最大值均 产生零值。 总碳（C_总量）优选为至多0. 005%，并且更优选至多0. 004%且甚至更优选至多 0.003%。总碳越低，需要的碳化物形成元素的量越小。然而，较低的(：_总量变得越来越难 以实现，因此在用于将碳含量降低至较低值的成本与用于消除固溶体中的碳而需要添加的 昂贵的碳化物形成元素的量之间存在平衡。 氮，尤其是游离氮（即固溶体中的氮）在炼钢中不需要但不可避免。因此应将其 保持尽可能地低以减少用于使钢基体不含游离氮而需要的结合氮的元素的量并且减少基 体中氮化物的量，因为一些氮化物特别是氮化钛的形状被认为是不需要的。因此，本专利技术人 发现50ppm的最大值是优选的。优选地，氮含量为至多40ppm，并且更优选地氮含量为至多 30ppm〇 Ti的添加有益于结合氮，但不是严格必要的。钛不论作为合金化元素或还是作为 不可避免的杂质将首先形成TiN。如果存在过量的氮，那么残留的氮将与铝结合。然而，钢 中大量的铝也可以确保结合所有氮。这意味着该基体在固溶体中基本上不含氮。TiN是立 方硬质析出物并且可形成裂纹萌生。因此，优选将钛的量保持尽可能地低以防止TiN析出 物不需要的影响。可向该钢添加最多〇. 08%Ti,以将氮结合为TiN并且控制溶质碳的量。 在一个实施方案中，钛含量为0.019%或更低，例如至多0.018%或0.015%或甚 至至多0.012%。如上文所描述的，对于一些应用可优选限制TiN析出物的量。特别但非仅 有的是，优选低钛含量与低氮含量组合。如果钛的量不足以结合所有氮，那么钢中的铝将取 而代之并且将氮结合为氮化铝。 向高强度晶隙钢添加硼以降低冷加工脆化和/或有助于强度。 根据一个实施方案，根据本专利技术的铁素体钢的组成具有基本组成： ?最多 0.2%Si; ?最多I. 0%Mn; ?从6到最多9 %的Al; ?最多 0.010%N ; ?最多 0· 08%Nb ; ?最多 0· 1%Zr; ?最多 0.1%V; ?最多 0.01%S; ?最多 0· 1 %P; ?最多 0· 01%B; ?余量为铁和不可避免的杂质； 在这个实施方案中，没有将钛作为合金化元素添加至该钢并且以痕量存在的任何 钛是由炼钢过程所致的不可避免的杂质。这个实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
无晶隙铁素体钢带材或片材，以重量百分比计包括：·最多0.01％C_总量；·最多0.2％Si；·最多1.0％Mn；·从6到最多9％的Al；·最多0.010％N；·最多0.080％Ti；·最多0.080％Nb；·最多0.1％Zr；·最多0.1％V；·最多0.01％S；·最多0.1％P；·最多0.01％B；·余量为铁和不可避免的杂质；其中C_总量<＝最小值[X,Y] +最大值[Z,0] +12/93*Nb +12/91*Zr +12/51*V；其中X＝2*12/(2*32)*S；Y＝2*12/(4*48)*(Ti‑48/14*N)；Z＝12/48*(Ti‑48/14*N‑4*48/(2*32)*S)；其中，最小值[X,Y]＝X和Y的较低值，并且如果Y是负数，那么最小值[X,Y]＝0；最大值[Z,0]＝0和Z的较高值；其中C_溶质＝C_总量 ‑最小值[X,Y] ‑最大值[Z,0] ‑12/93*Nb ‑12/91*Zr ‑12/51*V；并且其中C_溶质等于或小于零。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘成，R·拉娜，
申请(专利权)人：塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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