低密度热轧钢或冷轧钢及其制造方法和用途技术

本发明专利技术涉及机械强度不低于600MPa并且断裂延伸率不低于20％的轧制钢板及其制造方法。本发明专利技术的板的化学组成包括：0.10％≤C≤0.30％、6.0％≤Mn≤15.0％、6.0％≤Al≤15.0％，以及任选的选自Si≤2.0％、Ti≤0.2％、V≤0.6％和Nb≤0.3％中的一种或更多种元素，剩余的组成包括铁和由生产加工引起的不可避免的杂质。锰与铝的重量百分比如下：Mn/Al＞1.0。根据本发明专利技术的板的显微组织由铁素体、奥氏体和面积分数最高达5％的K相(Kappa)析出物构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低密度热轧钢或冷轧钢及其制造方法和用途本专利技术涉及机械强度大于或等于600MPa并且断裂延伸率大于或等于20％的轧制钢及其制造方法。环境限制迫使汽车制造商不断地减少车辆的CO2排放。为此，汽车制造商有几种选择，其中他们的主要选择是减轻车辆的重量或者提高车辆发动机系统的效率。常常通过这两种方法的组合来取得进步。本专利技术涉及第一种选择，即减轻机动车辆的重量。在该非常具体的领域中，存在两种可选择的技术路线：第一技术路线包括减少钢的厚度同时提高钢的机械强度水平。不幸的是，该解决方案由于如下问题而存在局限性：某些汽车部件的刚性的禁止性降低；以及出现声学问题，该声学问题产生使乘客感到不适的环境；更不用说与增加机械强度有关的延展性的不可避免的损失。第二技术路线包括通过与其他较轻的金属形成合金以减小钢的密度。在这些合金之中，称为铁铝合金的低密度合金具有有吸引力的机械性质和物理性质同时可以显著地减轻重量。在这种情况下，低密度指的是小于或等于7.3的密度。考虑到铝与铁相比的低密度，将铝添加至铁可期望显著减轻汽车结构部件的重量。在这一点上，专利申请EP2128293描述了组成为0.2％至0.8％的C、2％至10％的Mn、3％至15％的Al的热轧板或冷轧板以及包含小于99％的铁素体和大于1％的剩余奥氏体的结构。上述板具有在600MPa至1000MPa范围内的机械强度、小于7.2的密度并且是可涂覆的。制造热轧板的方法包括：加热至1000℃与1200℃之间；在700℃与850℃之间的终轧温度下进行轧制；以及在低于600℃的温度下进行卷取。对于冷轧板，以40％至90％的压下量冷轧所述热轧板，并且以1℃/秒至20℃/秒的速率再加热至再结晶温度至900℃的温度保持10秒至180秒。该专利申请的目的是通过将Mn/Al的比例限制在0.4与1.0之间来防止“隆起(roping)”以及出现轧制裂纹。比例超过1.0，冷轧引起裂纹出现。专利申请JP2006118000描述了呈现高强度以及良好延展性的重量轻的钢。为了实现这种钢，所提出的钢的组成按重量百分比包括0.1％至1.0％的C、小于3.0％的Si、10.0％至50.0％的Mn、小于0.01％的P、小于0.01％的S、5.0％至15.0％的Al和0.001％至0.05％的N，剩余物为铁和不可避免的杂质；如果满足下面的公式(1)，那么所述钢将具有小于或等于7.0的密度。C≤-0.020×Mn+Al/15+0.53(1)所述钢将具有包含铁素体和奥氏体的显微组织。机械强度乘以总延伸率的乘积必须满足下面的不等式：TS×El≥20000(MPa×％)。合金元素Mn和Al的浓度如此高的钢的轧制特性将经受出现裂纹的主要风险是公知的。专利申请W02007/024092的目的为实现可以容易冲压成形的热轧板。该申请涉及包含0.2％至1％的C、8％至15％的Mn的板，其中机械强度乘以延伸率的乘积为24000MPa％。看起来，该申请涉及完全奥氏体结构，不过这种类型的显微组织特别难于轧制。本专利技术的目的为通过实现同时具有如下特性的热轧钢板或冷轧钢板来解决上述问题：·密度小于或等于7.3；·机械强度大于或等于600MPa；·断裂延伸率大于或等于20％；·良好的成型适用性，特别地良好的轧制适用性；·良好的可焊接性和良好的可涂覆性。本专利技术的目的之一还为实现一种制造这些板的方法，该方法与传统工业应用兼容同时对制造条件相对不敏感。本专利技术的第一个目的是一种轧制钢板，该轧制钢板的密度小于或等于7.3，并且轧制钢板的组成为按重量百分比表示的如下元素：0.10％≤C≤0.30％6.0％≤Mn≤15.0％6.0％≤Al≤15.0％和任选地选自如下元素中的一种或更多种元素：Si≤2.0％Ti≤0.2％V≤0.6％Nb≤0.3％剩余的组成由铁和由于加工引起的不可避免的杂质构成，其中锰的重量与铝的重量的比例为并且所述板的显微组织由铁素体、奥氏体和面积分数最高达5％的K相析出物(Kappaprecipitates)构成。在本专利技术的一个优选实施方案中，组成包含按重量百分比表示的如下元素：0.18％≤C≤0.21％。在本专利技术的另一优选实施方案中，组成包括按重量百分比表示的如下元素：7.0％≤Mn≤10.0％。在本专利技术的另一优选实施方案中，组成包括按重量百分比表示的如下元素：6.0％≤Al<12.0％。在本专利技术的另一优选实施方案中，组成包括按重量百分比表示的如下元素：6.0％≤Al<9.0％。在本专利技术的另一优选实施方案中，组成包括按重量百分比表示的如下元素：Si≤1％。优选地，按重量计的锰含量与按重量计的铝含量的比例为：更优选地，该比例为：或者甚至更优选地，比例为：本专利技术要求保护的板还优选地为使得机械拉伸强度大于或等于600MPa并且断裂延伸率大于或等于20％。本专利技术的第二目的是一种制造密度小于或等于7.3的轧制钢板的方法，该方法包括如下步骤：获得具有本专利技术要求保护的组成的钢；对钢进行铸造以形成半成品；将该半成品再加热至1000℃与1280℃之间的温度Trech；在存在铁素体的情况下轧制该半成品至少一个道次以得到板；在大于或等于850℃的终轧温度TFL下进行终轧道次；以冷却速率Vref1将该板冷却至小于或等于600℃的卷取温度Tbob；然后卷取该冷却至Tbob的板。本专利技术的另外目的是一种制造轧制板的方法，该方法使得该半成品被直接铸造成薄板坯或薄带坯的形式。终轧温度TFL优选为900℃至980℃。冷却速率Vref1优选地小于或等于55℃/秒。卷取温度优选地为450℃至550℃。本专利技术的另外目的为一种制造密度小于或等于7.3的经冷轧和退火的钢板的方法，该方法包括如下步骤：获得轧制钢板；然后以35％至90％的压下率冷轧该轧制板以得到冷轧板；然后以速率Vc将该板加热到800℃至950℃的保持温度Tm保持少于600秒的时间长度tm；然后以速率Vref2将该板冷却至小于或等于500℃的温度。温度Tm优选为800℃至900℃。冷却速率Vref2优选地大于或等于30℃/秒。优选地维持冷却速率Vref2至500℃至460℃的温度。优选地用锌、锌合金或锌基合金涂覆经冷却的板。本专利技术要求保护的钢板可以用于制造用于发动机驱动陆上机动车的结构部件或蒙皮部件。下面将更加详细地描述本专利技术的其他特点和优点。通过非限制示例的方式提供附图，其中：图1示出了如本专利技术所要求保护的热轧钢板的显微组织；图2示出了不满足本专利技术的条件的热轧钢板的显微组织；图3示出了在牵引、加热条件下的机械性能，表示出热轧特性作为拉伸温度(以℃为单位)的函数；图4示出了不满足本专利技术的条件的热轧钢板的显微组织；图5示出了本专利技术要求保护的冷轧钢的显微组织；图6为[110]晶带的轴向衍射图像，该衍射图像可以鉴别本专利技术要求保护的热轧钢板上的K相析出物；图7示出了不满足本专利技术的条件的冷轧板的显微组织；图8示出了密度作为铝含量函数的曲线。本专利技术涉及与传统钢相比具有减小的密度并且(所述钢板的密度)小于或等于7.3的热轧钢板或冷轧钢板，同时保留了如下机械特性：成型性、机械强度、可焊接性和令人满意的可涂覆性。本专利技术还涉及一种制造方法，该制造方法可以对本专利技术所要求保护的钢进行热轧或冷轧以得到具有如下显微组织的热轧板或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧制钢板，所述轧制钢板的密度小于或等于7.3并且所述轧制钢板的组成包含按重量百分比表示的以下元素：0.10％≤C≤0.30％6.0％≤Mn≤15.0％6.0％≤Al≤15.0％和任选地选自以下的一种或更多种元素：Si≤2.0％Ti≤0.2％V≤0.6％Nb≤0.3％余量为铁和由加工引起的不可避免的杂质，其中所述板的显微组织由铁素体、奥氏体和面积分数最高达5％的K相析出物构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.31 FR PCT/FR2012/0002201.一种轧制钢板，所述轧制钢板的密度小于或等于7.3并且所述轧制钢板的组成包含按重量百分比表示的以下元素：0.10％≤C≤0.30％6.0％≤Mn≤15.0％6.0％≤Al≤15.0％和任选地选自以下的一种或更多种元素：Si≤2.0％Ti≤0.2％V≤0.6％Nb≤0.3％余量为铁和由加工引起的不可避免的杂质，其中所述板的显微组织由铁素体、奥氏体和面积分数最高达5％的K相析出物构成。2.根据权利要求1所述的钢板，所述钢板的组成包含按重量百分比表示的0.18％≤C≤0.21％。3.根据权利要求1或2所述的钢板，所述钢板的组成包含按重量百分比表示的7.0％≤Mn≤10.0％。4.根据权利要求1至2中任一项所述的钢板，所述钢板的组成包含按重量百分比表示的6.0％≤Al＜12.0％。5.根据权利要求1至2中任一项所述的钢板，所述钢板的组成包含按重量百分比表示的6.0％≤Al＜9.0％。6.根据权利要求1至2中任一项所述的钢板，所述钢板的组成包含按重量百分比表示的Si≤1％。7.根据权利要求1至2中任一项所述的钢板，所述钢板的K相析出物的面积分数小于或等于2％。8.根据权利要求1至2中任一项所述的钢板，所述钢板的拉伸机械强度大于或等于600MPa并且所述钢板的断裂延伸率大于或等于20％。9.根据权利要求1至2中任一项所述的钢板，所述钢板的Mn含量与Al含量的比例为如下：10.根据权利要求1至2中任一项所述的钢板，所述钢板的Mn含量与Al含量的比例为如下：11.根据权利要求1至2中任一项所述的钢板，所述钢板的Mn含量与Al含量的比例为如下：12.一种制造密度小于或等于7.3的轧制钢板的方法，其中：获得具有在权利要求1至11中任一项中所述的组成的钢；对...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊恩·阿尔贝托·苏亚索罗德里格斯，阿斯特丽德·佩拉德，泽维尔·加拉，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔研发有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES