制造钢产品的方法技术

本发明专利技术涉及一种用轻钢可靠制造钢产品的方法，本发明专利技术的钢产品在高屈服极限情况下具有各向同性的变形特性，并且是可低温延展的。按照本发明专利技术，这一特性可通过钢产品，尤其是钢片或钢带的制造方法来实现，在此，从具有下列组成（重量％）的钢制造钢片或钢带：Ｃ：≤１．００％，Ｍｎ：７．００－３０．００％，Ａｌ：１．００－１０．００％，Ｓｉ：＞２．５０－８．００％，Ｓｉ＋Ａｌ：＞３．５０－１２．００％，Ｂ：＜０．０１％，Ｎｉ：＜８．００％，Ｃｕ：＜３．００％，Ｎ：＜０．６０％，Ｎｂ：＜０．３０％，Ｔｉ：＜０．３０％，Ｖ：＜０．３０％，Ｐ：＜０．０１％，余量为铁和不可避免的杂质，从钢片或钢带随后通过冷变形度为２％至２５％的冷变形来制造成钢产品。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造具有高屈服极限的钢产品的方法。本专利技术的产品尤其是钢片或钢带。一种用于制造车身部件和低温使用的轻钢已由DE 179 27 759 C2公开。它除Fe外还含有10％至30％的Mn，1％至8％的Al和1％至6％的Si，其中Al和Si的含量之和不超过12％。在该种已知的钢中，碳仅包含在杂质范围内。与上述情况相反，在由DE 199 00 199 A1已知的轻型结构钢中，碳作为理想的合金元素存在。所公开的该种轻型钢含有＞7％至27％的Mn，＞1％至10％的Al，＞0.7％至4％的Si，＜0.5％的C，＜10％的Cr，＜10％的Ni和＜0.3％的Cu。此外，钢中还可以含有N、V、Nb、Ti、P，且这些元素的总量不允许超过2％。上述形式的钢具有TWIP(栾晶诱发塑性)性能，该性能意味着在良好的强度和低比重的同时具有高的延展性。因此，对于TWIP轻型结构钢，能够从抗拉强度和伸长性确定极好的产品。对于由已知的TWIP轻型结构钢制成的钢片，最低屈服极限通常在260至330Mpa范围内。更高的屈服极限和同时具有的良好可变形性例如在TRIP(转换诱发塑性)的钢或TWIP和TRIP性能兼有的钢中可以获得。不过，所有种类的由上述形式的轻型结构钢制成的已知钢片在屈服极限超过330Mpa时具有专项性能缺点。因此，例如脆性-延展性转变温度、性能对温度的依赖性的波动或各向异性的变形特性开始显现。本专利技术的目的在于，提供一种用轻型钢可靠，该钢产品在具有高屈服极限的同时，具有各向同性的变形特性和低温延展性。该目的可通过一种钢产品，尤其是钢片或钢带的制造方法来实现，——在该方法中，由具有下列组成(重量％)的钢制造钢片或钢带C≤1.00％Mn 7.00-30.00％Al 1.00-10.00％Si ＞2.50-8.00％Al+Si＞3.50-12.00％B＜0.01％Ni ＜8.00％Cu ＜3.00％N＜0.60％Nb ＜0.30％Ti ＜0.30％V＜0.30％P＜0.01％余量为铁和不可避免的杂质，——由钢带或钢片随后通过冷变形度为2％至25％的冷变形制造成钢产品。按照本专利技术，制成的钢产品的高屈服极限通过在钢带制造的常规步骤之后对钢带进行的冷变形过程调整。从本专利技术给定组成的轻型钢出发，既可采用热轧带，也可采用冷轧带以本专利技术的方式制造在具有好的可变形性的同时具有高屈服极限的产品。在此重要的是，在制造热轧带或冷轧带的结束时进行有足够变形度的冷变形。本专利技术的冷变形例如可通过钢片或钢带的再轧制或拉伸弯曲矫直来进行。在这种情况下，按照本专利技术制造的产品是屈服极限通常低于330Mpa的钢片或钢带。同样可靠保持该最低值的屈服极限也可通过以下方式来达到，即按本专利技术进行的冷变形是制造成品构件形式的过程中的一部分。因此，在本专利技术方法的最后步骤中完成的冷变形例如也可以深冲、拉伸或液压成形的形式进行。重要的是，仅仅需要达到高于常规模压中通常的变形度的足够的变形度。令人惊奇的是，从本专利技术使用的钢合金出发，通过制造方法结束时进行的冷变形且没有进行后续的再次退火而明显提高了屈服极限，且没有决定性地损害材料的各向同性或延展性。因此，按本专利技术制造的产品，尤其是片或带表现出断裂伸长度和屈服极限的理想组合。此外，它们还具有TWIP性能。它们明显优于常规制造和组成的轻型钢产品。利用本专利技术方法，可以简单方式制造具有最高屈服极限的、在低重量条件下具有好的可变形性的轻型钢产品。利用本专利技术可以达到工作结果的可靠性可通过冷变形度最高为15％，尤其最高10％来改善。作为制造本专利技术钢产品的起始产品，可使用热轧带或冷轧带。在此，热轧带制造包括常规的操作步骤。即可将具有本专利技术组成的钢铸造成板坯、薄板坯或铸造带。该中间产品随后热轧成热轧带并卷绕成盘卷。卷绕之后所获得的热轧带以本专利技术的方式直接冷变形成本专利技术的产品。也可将热轧带先冷扎成冷轧带，接下来，在作为本专利技术方法的最后步骤而以2％至25％的冷变形度进行冷变形之前进行再结晶退火。尤其在应用板坯时，如果需要在热轧前进行重新加热，重新加热温度应不低于1100℃。在下面的情况下则相反，其中铸造之后的起始产品在连续工序中进行热轧，可不进行中间重新加热而直接应用。当热轧带按照本专利技术以最低800℃的热轧温度被热轧并在更低的温度下卷绕时，碳和如果存在时尤其硼的正面影响可以广泛地利用。硼和碳对于在该范围内热轧的片在如以前一样可接受的断裂伸长值情况下引起更高的抗拉强度和屈服极限值。抗拉强度和屈服极限随着热轧温度的提高而减小，而伸长值则增加。通过在本专利技术所提出的范围内轧制温度的改变，可使所制得的钢片的所希望的性能有针对性地并以简单方式调控。通过限制卷绕温度到最高700℃，材料脆化被可靠避免。可以确定，当卷绕温度较高时，可形成脆相，它会导致例如材料起皮，并本身使材料难于进一步加工，甚至不可能进一步加工。如果该钢产品由冷轧带制造，则在再结晶退火前的冷轧中冷轧度优选在30％-75％的范围，以使制成的本专利技术钢产品可靠达到最优化的变形和强度性能。再结晶退火时的退火温度最好在600℃至1100℃之间。退火可在罩式退火炉中在600℃至750℃的温度范围下进行，或在连续退火炉中在750℃至1100℃的温度下进行。由于限制到2.50重量％以上，最好是2.70重量％以上的硅含量，本专利技术的钢片具有比有较低硅含量的轻钢片改善的可冷轧性。硅的高加入量意味着均匀的屈服极限和抗拉强度值及较高的断裂伸长值和均匀伸长值。此外，在本专利技术的钢中，硅导致较高的r和n值及机械性能的各向同性形成。Al和Si含量之和的上限为12％，因为超过此上限的Al和Si含量之和会导致脆化的危险。令人惊奇的是，本专利技术钢中硼的针对性加入可导致性能和可加工性的改善。因此按照本专利技术的有利实施形式，钢中含有硼。如果加入硼是为了改善屈服极限和可变形性的协调性的话，则硼含量可在0.002重量％至0.01重量％，尤其是0.003重量％至0.008重量％范围内。如果可以证实本专利技术的钢中最低碳含量为0.10重量％，合金对本专利技术钢片的机械性能的有利影响还可加以促进。基于其特殊的性能谱，从按照本专利技术方式特别制造的冷轧带产品可以制造尤其好的载重性和与撞击有关的卡车车身构件。在低重量情况下，它们例如可以被用于客车乘客的特别有效防护。基于这一点，按本专利技术制造的产品在突然施加载荷时表现出特别高的吸能特性。此外，在具有好的可变形性和强度的同时低比重使得可以用本专利技术生产的产品来制造汽车，尤其是卡车的轮子。用本专利技术制得的产品还可制造低温
中应用的构件。按照本专利技术制得的冷轧带产品的理想性能即使在低温领域通常的低温下也被保持。以本专利技术制造方式获得的良好吸能特性使得本专利技术方法尤其适合于制造这样的产品，即它们被用作制造用于脉冲载荷防护的防护元件。下面将参照实施例对本专利技术做进一步解释。组成(重量％)为0.0070％C、25.9％Mn、0.013％P、0.0006％S、2.83％Si、2.72％Al、0.0045％N和余量Fe以及不可避免的杂质(杂质包括例如低量的Cu、Cr、Ni、As、Sn、Ti、V、Nb、B和Mg)轻型钢被铸成板坯。该板坯被重新加热到1150℃之后在850℃的热轧温度下被热轧成热轧带，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造钢产品，尤其是具有高屈服极限的钢片或钢带的方法，－－在该方法中从具有下列组成（重量％）的钢制造钢片或钢带：Ｃ：≤１．００％Ｍｎ：７．００－３０．００％Ａｌ：１．００－１０．００％Ｓｉ： ＞２．５０－８．００％Ａｌ＋Ｓｉ：＞３．５０－１２．００％Ｂ：＜０．０１％Ｎｉ：＜８．００％Ｃｕ：＜３．００％Ｎ：＜０．６０％Ｎｂ：＜０．３０％Ｔｉ：＜０． ３０％Ｖ：＜０．３０％Ｐ：＜０．０１％余量为铁和不可避免的杂质，－－由钢片或钢带随后通过冷变形度为２％至２５％的冷变形制造成钢产品。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B恩格尔，T黑勒，H霍夫曼，M梅内，
申请(专利权)人：蒂森克鲁伯钢铁股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]