化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及用作汽车用钢板等的超高强度钢板，并提供化学转化处理性及扩孔性优异的超高强度钢板，以重量％计，所述钢板包含：碳(C)：0.08～0.2％、硅(Si)：0.05～1.3％、锰(Mn)：2.0～3.0％、磷(P)：0.001～0.10％、硫(S)：0.010％以下、铝(Al)：0.01～0.1％、铬(Cr)：0.3～1.2％、硼(B)：0.0010～0.0030％、钛(Ti)：0.01～0.05％、氮(N)：0.001～0.01％、余量的Fe及其他不可避免的杂质，所述Ti及N满足[关系式1]3.4≤Ti/N≤10，所述Mn、Si及Cr满足[关系式2]1.0≤Mn/(Si+Cr)，表层(从表面到厚度方向的0.1μm为止)中的Mn、Si及Cr的含量(Mn*、Si*及Cr*)满足[关系式3]0.7≤Mn*/(Si*+Cr*)≤Mn/(Si+Cr)。

Ultra high strength steel with excellent chemical conversion and bending properties and its manufacturing method

The invention relates to ultra high strength steel plate used as automobile steel plate, and provides ultra high strength steel plate with excellent chemical conversion and reamability. The steel plate includes: carbon (C):0.08 ~ 0.2%, silicon (Si):0.05 to 1.3%, manganese (Mn):2.0 ~ 3%, phosphorus (P):0.001 to 0.10%, sulfur (S):0.010% Al:0.01 ~ 0.1%, chromium (Cr):0.3 ~ 1.2%, boron (B):0.0010 ~ 0.0030%, titanium (Ti):0.01 ~ 0.05%, nitrogen (N):0.001 ~ 0.01%, Fe and other unavoidable impurities. The contents of Mn, Si and Cr (Mn *, Si * and Cr *) in the surface up to 0.1 micron in the thickness direction satisfy [equation 3] 0.7 < Mn * / (Si * + Cr *) = Mn /(Si + Cr *) = Mn /(Si + Cr).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板及其制造方法
本专利技术涉及用作汽车用钢板等的超高强度钢板，更具体地，涉及化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板及其制造方法。
技术介绍
近年来，就汽车用钢板而言，为了用于保护地球环境的燃油效率的规定和确保乘员的冲撞稳定性，正在扩大超高强度钢材的使用。为了制造这种超高强度钢，仅通过常规的利用固溶强化的钢材或利用析出强化的钢材难以确保充分的强度和延展性。为此，开发了利用相变组织来提高强度和延展性的相变强化钢，这种相变强化钢有双相钢(DualPhaseSteel，以下称为DP钢)、复相钢(ComplexPhaseSteel，以下称为CP钢)、相变诱导塑性钢(TransformationInducedPlasticitySteel，以下称为TRIP钢)等。所述相变强化钢中，DP钢是在软质的铁素体内微细且均质地分散硬质的马氏体而确保高强度和延展性的钢种，CP钢是包含铁素体、马氏体、贝氏体中的二相或三相且为了提高强度而包含Ti、Nb等析出硬化元素的钢种。TRIP钢是通过在常温下加工微细且均质地分散的残余奥氏体来引起马氏体相变，从而确保强度和延展性的钢种。所述TRIP钢的代表性技术可以列举专利文献1，该技术涉及通过控制钢板的残余奥氏体的量来制造成型性优异的钢板的方法。另外，专利文献2中公开了通过控制合金成分和钢板的微细组织来制造冲压成型性良好的高强度钢板的方法，专利文献3中公开了包含5％以上的残余奥氏体且加工性、尤其局部延展性优异的钢板。基于上述技术的TRIP钢具有通过增加残余奥氏体的分数来提高延伸率的效果，但由于耐延迟断裂特性差的缺点，在应用领域中难以使用于需要应力的部位或部件，并且为了确保奥氏体分数，需要高含量的碳，因此存在焊接性也会降低的问题。此外，就超高强度钢板而言，如上所述即使利用相变组织，也难以确保充分的延伸率，并且实际上大部分的加工是通过弯曲加工或辊轧成型来实现，因此需要抑制进行这种加工时产生的裂纹等，为此需要同时确保弯曲加工性。材质均匀的铁素体单相钢或贝氏体单相钢的弯曲加工性非常优异，但是以铁素体单相钢无法得到超高强度钢，并且为了得到1GPa以上的超高强度钢，贝氏体单相钢也需要含有高含量的碳。因此，由于贝氏体单相钢的延伸率低且焊接性也差，实际上难以使用。为了克服这种问题，需要开发同时利用相变组织和析出物的CP钢。但是，CP钢也具有根据相(phase)的组成比延展性和弯曲加工性的变化大的缺点，并且到目前为止，还没有完成对适当的相分数和制造范围的充分研究，因此研究开发的必要性正在增加。另外，以确保延伸率和弯曲加工性为目的，会添加大量的Si、Cr等合金元素。但是，就包含Si或Cr的钢而言，在退火过程中会形成表层氧化物，并且在退火后的酸洗过程中难以去除所述氧化物，从而存在最终产品的化学转化处理性变差的问题。因此，需要开发能够确保延伸率和弯曲加工性的同时能够确保化学转化处理性的技术。(专利文献1)日本公开专利公报第1994-145892号(专利文献2)日本授权专利公报第2704350号(专利文献3)日本授权专利公报第3317303号
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术的一个方面的目的在于提供通过合金的成分组成和制造条件的优化确保优异的延展性和弯曲加工性的同时化学转化处理性优异的超高强度钢板及其制造方法。技术方案本专利技术的一个方面提供化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板，以重量％计，所述钢板包含：碳(C)：0.08～0.2％、硅(Si)：0.05～1.3％、锰(Mn)：2.0～3.0％、磷(P)：0.001～0.10％、硫(S)：0.010％以下、铝(Al)：0.01～0.1％、铬(Cr)：0.3～1.2％、硼(B)：0.0010～0.0030％、钛(Ti)：0.01～0.05％、氮(N)：0.001～0.01％、余量的Fe及其他不可避免的杂质，所述Ti及N满足下述关系式1，所述Mn、Si及Cr满足下述关系式2，表层(从表面到厚度方向的0.1μm为止)中的Mn、Si及Cr的含量满足下述关系式3。[关系式1]3.4≤Ti/N≤10[关系式2]1.0≤Mn/(Si+Cr)[关系式3]0.7≤Mn*/(Si*+Cr*)≤Mn/(Si+Cr)本专利技术的另一个方面提供制造化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：准备满足上述成分组成和成分关系的钢材；对所述钢材进行热轧及冷轧，从而制造冷轧钢板；在770～850℃下，对所述冷轧钢板进行退火热处理；将经过所述退火热处理的冷轧钢板快速冷却至Ms(马氏体相变开始温度)～Bs(贝氏体相变开始温度)范围后维持；在所述维持后，以10～50℃/分钟的速度进行冷却；以及在所述冷却后，去除冷轧钢板的表层氧化物；所述维持步骤在满足下述关系式5的时间段期间进行，所述去除表层氧化物的步骤以满足下述关系式6的条件进行。[关系式5]100≤4729+71C+25Mn-16Si+117Cr-20.1T+0.0199T2≤300[关系式6](HCl的浓度×HCl的温度)/(1.33+Mn+7.4Si+0.8Cr)×(47+2.1Mn+13.9Si+4.3Cr)≥1有益效果本专利技术能够提供超高强度钢板，所述钢板具有拉伸强度为1GPa以上的超高强度，并且具有优异的延展性和弯曲加工性，从而适合于冲压成型和辊轧成型等，而且具有优异的化学转化处理性。最佳实施方式本专利技术人为了得到具有适于如冲压成型、辊轧成型等复杂的成型的程度的延展性及弯曲加工性且化学转化处理性优异的超高强度钢板进行深入研究的结果，确认了通过合金组成和制造条件的优化来确保适于所述目的的组织分数时，能够提供所期望的钢板，并完成了本专利技术。下面，对本专利技术进行详细说明。优选地，以重量％计，本专利技术的一个方面的化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板包含：碳(C)：0.08～0.2％、硅(Si)：0.05～1.3％、锰(Mn)：2.0～3.0％、磷(P)：0.001～0.10％、硫(S)：0.010％以下、铝(Al)：0.01～0.1％、铬(Cr)：0.3～1.2％、硼(B)：0.0010～0.0030％、钛(Ti)：0.01～0.05％、氮(N)：0.001～0.01％，并且适当地控制所述Ti和N，以及所述Mn、Si及Cr的成分比。首先，下面详细说明对本专利技术提供的超高强度钢板的合金成分和成分关系进行控制的理由。此时，除非另有特别说明，各成分的含量表示重量％。C：0.08～0.2％碳(C)是在相变组织钢中用于确保强度的重要元素。为此，优选包含0.08％以上的C，当碳的含量小于0.08％时，无法确保1GPa以上的拉伸强度。另一方面，当碳的含量超过0.2％时，延展性和弯曲加工性会降低，从而存在如下问题，即，不仅冲压成型性和辊轧成型性会降低，而且点焊性会变差。因此，本专利技术中优选将C的含量限制为0.08～0.2％。Si：0.05～1.3％硅(Si)是同时提高钢材的强度和延伸率的元素，并且在奥氏体回火时具有抑制碳化物形成的效果。为了充分得到上述效果，优选添加0.05％以上的Si，但是硅的含量超过1.3％时，在退火热处理工序中会产生大量的氧化物，导致在酸洗工序时难以去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板，以重量％计，所述钢板包含：碳(C)：0.08～0.2％、硅(Si)：0.05～1.3％、锰(Mn)：2.0～3.0％、磷(P)：0.001～0.10％、硫(S)：0.010％以下、铝(Al)：0.01～0.1％、铬(Cr)：0.3～1.2％、硼(B)：0.0010～0.0030％、钛(Ti)：0.01～0.05％、氮(N)：0.001～0.01％、余量的Fe及其他不可避免的杂质，所述Ti及N满足下述关系式1，所述Mn、Si及Cr满足下述关系式2，表层(从表面到厚度方向的0.1μm为止)中的Mn、Si及Cr的含量满足下述关系式3，[关系式1]3.4≤Ti/N≤10[关系式2]1.0≤Mn/(Si+Cr)[关系式3]0.7≤Mn*/(Si*+Cr*)≤Mn/(Si+Cr)(所述关系式1至关系式3中，Ti、N、Mn、Si及Cr表示各元素的重量含量，所述关系式3中，Mn*、Si*、Cr*分别表示从表面到厚度方向的0.1μm为止的GDS成分分析值的平均值)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 KR 10-2015-01789951.化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板，以重量％计，所述钢板包含：碳(C)：0.08～0.2％、硅(Si)：0.05～1.3％、锰(Mn)：2.0～3.0％、磷(P)：0.001～0.10％、硫(S)：0.010％以下、铝(Al)：0.01～0.1％、铬(Cr)：0.3～1.2％、硼(B)：0.0010～0.0030％、钛(Ti)：0.01～0.05％、氮(N)：0.001～0.01％、余量的Fe及其他不可避免的杂质，所述Ti及N满足下述关系式1，所述Mn、Si及Cr满足下述关系式2，表层(从表面到厚度方向的0.1μm为止)中的Mn、Si及Cr的含量满足下述关系式3，[关系式1]3.4≤Ti/N≤10[关系式2]1.0≤Mn/(Si+Cr)[关系式3]0.7≤Mn*/(Si*+Cr*)≤Mn/(Si+Cr)(所述关系式1至关系式3中，Ti、N、Mn、Si及Cr表示各元素的重量含量，所述关系式3中，Mn*、Si*、Cr*分别表示从表面到厚度方向的0.1μm为止的GDS成分分析值的平均值)。2.根据权利要求1所述的化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板，其中，以重量％计，所述钢板还包含铌(Nb)：0.01～0.05％、钼(Mo)：0.01～0.20％、钒(V)：0.01～0.20％及钨(W)：0.01～0.20％中的一种以上，并满足下述关系式4，[关系式4]0.01≤Nb+0.2(Mo+V+W)≤0.05(所述关系式4中，Nb、Mo、V及W表示各元素的重量含量)。3.根据权利要求1所述的化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板，其中，以面积分数计，所述钢板的微细组织包含30～80％的贝氏体、20～50％的马氏体、小于5％的残余奥氏体及余量的铁素体。4.根据权利要求1所述的化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板，其中，所述钢板的(拉伸强度(MPa)×延伸率(％))/(R/t)的值为5500以上。5.根据权利要求1所述的化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板，其中，所述钢板为冷轧钢板或热浸镀锌钢板。6.制造化学转化处理性及弯曲加工性优异的超高强度钢板的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：准备钢材，以重量％计，所述钢材包含：碳(C)：0.08～0.2％、硅(Si)：0.05～1.3％、锰(Mn)：2.0～3.0％、磷(P)：0.001～0.10％、硫(S)：0.010％以下、铝(Al)：0.01～0.1％、铬(Cr)...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐石宗，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR