扩孔性优异的超高强度钢板及其制造方法技术

本发明专利技术的一个方面以重量计包含：C：0.15‑0.30％、Si：1.0‑3.0％、Mn：3.0‑5.0％、P：0.020％以下、S：0.010％以下、Al：0.01‑3.0％、N：0.020％以下(0％除外)、余量的Fe和不可避免的杂质，其中微细组织具有5‑20％面积分数的残留奥氏体，以及剩余面积分数的铁素体、贝氏体和新鲜马氏体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扩孔性优异的超高强度钢板及其制造方法
本专利技术涉及扩孔性优异的超高强度钢板及其制造方法。
技术介绍
为了控制汽车的二氧化碳排放并提高燃料效率，汽车制造商一直要求汽车车身的轻量化。此时，矛盾的方面在于，为了减轻汽车用钢板，需要降低钢板的厚度，而为了确保碰撞安全性，需要增加钢板的厚度。为了解决该矛盾，需要提高材料的可塑性，同时提高材料的强度，并且这通过使用各种类型的汽车钢板是可行的，例如双相(DP)钢板、相变诱发塑性(TRIP)钢板和复合相(CP)钢板，也称为先进高强度钢(AHSS)。可以通过增加碳或合金元素的量来增加先进高强度钢的强度，但考虑到实际方面例如点焊性，可实施的拉伸强度被限制在约1200MPa的水平。作为另一种方法，淬火分配(Q&P)法能够通过在热处理过程在马氏体相变开始温度Ms与马氏体相变终止温度Mf之间的温度下淬火热的奥氏体来确保低温马氏体，同时通过在适当的温度下将奥氏体稳定化元素例如C、Mn等扩散到奥氏体的剩余部分中来确保强度和延伸率。如图1所示，将钢加热至A3以上的温度并将钢淬火至温度Ms以下的温度以由此将钢保持在Ms与Mf之间的温度的热处理工艺称为1步Q&P，在淬火之后将钢再加热到Ms以上的温度以由此进行热处理的另一处理工艺称为2步Q&P。例如，专利文献1描述了使用Q&P热处理来保留奥氏体的方法，但仅简单地解释了Q&P热处理的概念，使得该方法的实际应用受到限制。同时，作为用于确保碰撞安全性的结构构件的部件，热压成型钢受到了相当多的关注，热压成型钢通过在高温成型后与经过水冷的模具直接接触而进行的淬火从而能够确保其最终强度。然而，由于存在设备投资成本过高、热处理和加工成本增加等限制，需要开发允许进行低成本冷压成型的材料。因此，需要开发能够冷压成型且具有优异的扩孔性的超高强度钢板及其制造方法。(现有技术文件)(专利文献1)美国专利公开第2006-0011274号。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面是提供一种能够冷压成型且具有优异的扩孔性的超高强度钢板及其制造方法。同时，本专利技术的多个方面不限于此，并且可以根据说明书中的总体描述理解本专利技术的多个方面。本领域普通技术人员可以毫不困难地理解本专利技术的其他方面。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种扩孔性优异的超高强度钢板，该超高强度钢板以重量计包含：C：0.15-0.30％、Si：1.0-3.0％、Mn：3.0-5.0％、P：0.020％以下、S：0.010％以下、Al：0.01-3.0％、N：0.020％以下(0％除外)、余量的Fe及其他不可避免的杂质，其中微细组织含有5％-20％面积分数的残留奥氏体，以及包括铁素体、贝氏体和新鲜马氏体的剩余部分。根据本专利技术的另一方面，提供了一种扩孔性优异的超高强度钢板的制造方法，该方法包括：将以重量计含有C：0.15-0.30％、Si：1.0-3.0％、Mn：3.0-5.0％、P：0.020％以下、S：0.010％以下、Al：0.01-3.0％、N：0.020％以下(0％除外)、余量的Fe及其他不可避免的杂质的钢坯加热至1000-1250℃，对加热后的钢坯进行热轧使得其精轧出口处的温度为500-950℃，以得到热轧钢板；在750℃以下的温度下收卷热轧钢板；以30％-80％的压下率对收卷的热轧钢板进行冷轧以获得冷轧钢板；在750℃-950℃的温度范围对所述冷轧钢板进行退火；将退火后的冷轧钢板冷却到Mf至Ms-90℃的冷却终止温度；以及在Ms+100℃以上的温度对冷却后的冷轧钢板进行350秒以上的热处理。此外，该技术方案并未列举出本专利技术的全部特征。参照以下具体实施方案可以更详细地理解本专利技术的各种特征、优点和效果。有益效果根据本专利技术，可以提供扩孔性优异的超高强度钢板及其制造方法。更具体而言，其显示出优异的屈服强度和扩孔性，可适用于冷压成型，并且可以确保成型后的高屈服强度和拉伸强度，从而允许替换热压成型部件。因此，用低成本的冷压成型部件代替昂贵的热压成型部件并抑制由高温成型引起的CO2产生是可行的。因此，作为一种环保材料，它有助于保护全球环境。附图说明图1为1步Q&P和2步Q&P的时间-温度图。图2为示出随着样品9的温度而变化的-ln(1-f)值的曲线图。具体实施方式在下文中，将描述本专利技术的优选实施方案。然而，本专利技术的实施方案可以被修改为具有各种其他形式，并且本专利技术的范围不限于下面描述的实施方案。此外，提供本专利技术的实施方案是为了更全面地向本领域技术人员解释本专利技术。本专利技术人深入研究了冷压成型用钢板的开发，该冷压成型用钢板能够替代传统热压成型钢，从而具有与常规热压成型钢相当或更高的机械性能，并允许降低构件的制造成本。作为研究的结果，专利技术人已经发现可以提供具有适合于冷压成型的物理性能和微观结构的钢板，并且完成了本专利技术。在下文中，将详细描述根据本专利技术的一个方面的扩孔性优异的超高强度钢板。根据本专利技术的一个方面，扩孔性优异的超高强度钢板以重量计包含：C：0.15-0.30％、Si：1.0-3.0％、Mn：3.0-5.0％、P：0.020％以下、S：0.010％以下、Al：0.01-3.0％、N：0.020％以下(0％除外)、余量的Fe及其他不可避免的杂质，其中微细组织含有5％-20％面积分数的残留奥氏体，以及包括铁素体、贝氏体和新鲜马氏体的剩余部分。首先，将详细描述根据本专利技术一个方面的扩孔性优异的超高强度钢板的合金组成。以下，各元素含量的单位为重量％。C：0.15-0.30％碳(C)为有助于稳定残留奥氏体的元素。当C含量小于0.15％时，难以充分确保最终热处理过程中奥氏体的稳定性。另一方面，当C含量超过0.30％时，存在多种限制，不仅发生铸件缺陷的风险增加，而且焊接性大幅劣化。因此，C的含量优选为0.15-0.30％。Si：0.1-3.0％Si为抑制碳化物析出并有助于稳定残留奥氏体的元素。为了获得上述效果，优选添加0.1％以上的Si。另一方面，如果Si的含量超过3.0％，则即使在900℃以上的高温下也存在铁素体相，从而存在高温下无法确保奥氏体单相的限制。因此，Si的含量优选为0.1-3.0％。Mn：3.0-5.0％Mn为有助于残留奥氏体的形成和稳定的元素。已知Mn为广泛用于相变诱导塑性钢的元素。通常，对于TRIP钢，Mn的添加量通常为3.0％，对于奥氏体单相钢TWIP钢，Mn通常以18.0％以上的量添加。这是因为当Mn的含量处于中间范围时，会产生大量的马氏体，从而降低延伸率。当Mn含量小于3.0％时，热处理后难以在室温下确保残留奥氏体，并且在退火后的淬火过程中可能含有大量的诸如铁素体和贝氏体的相。另一方面，如果Mn含量超过5.0％，则存在制造成本增加、热轧时的轧制负荷增加的限制，从而导致加工性下降。因此，Mn的含量优选为3.0-5.0％。P：0.020％以下P为杂质元素，当其含量超过0.020％时，焊接性下降，并且钢的低温脆性风险大幅增加。因此，P的含量优选为0.020％以下。S：0.010％以下S为杂质元素，当其含量超过0.010％时，钢板的延展性和焊接性可能劣化。因此，S的含量优选为0.010％以下。Al：0.01-3.0％Al为与氧结合以进行脱氧的元素，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扩孔性优异的超高强度钢板，所述超高强度钢板以重量计包含：C：0.15‑0.30％、Si：1.0‑3.0％、Mn：3.0‑5.0％、P：0.020％以下、S：0.010％以下、Al：0.01‑3.0％、N：0.020％以下(0％除外)、余量的Fe及其他不可避免的杂质，其中微细组织含有5％‑20％面积分数的残留奥氏体以及包括铁素体、贝氏体和新鲜马氏体的剩余部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.23 KR 10-2015-01845021.一种扩孔性优异的超高强度钢板，所述超高强度钢板以重量计包含：C：0.15-0.30％、Si：1.0-3.0％、Mn：3.0-5.0％、P：0.020％以下、S：0.010％以下、Al：0.01-3.0％、N：0.020％以下(0％除外)、余量的Fe及其他不可避免的杂质，其中微细组织含有5％-20％面积分数的残留奥氏体以及包括铁素体、贝氏体和新鲜马氏体的剩余部分。2.根据权利要求1所述的超高强度钢板，其中所述钢板以重量计还包含以下中的至少一种：Cr：1.5％以下(0％除外)、Nb：0.005-0.3％、V：0.005-0.3％和Mo：0.05-0.3％。3.根据权利要求1所述的超高强度钢板，其中以面积计，铁素体和贝氏体合计为20％以下。4.根据权利要求1所述的超高强度钢板，其中所述钢板的屈服强度为850MPa以上、抗拉强度为1200MPa以上、扩孔性为15％以上。5.根据权利要求1所述的超高强度钢板，其中所述钢板的屈服比为0.7以上。6.根据权利要求1所述的超高强度钢板，其中所述钢板具有形成在所述钢板的表面上的热浸镀锌层。7.根据权利要求1所述的超高强度钢板，其中以面积计，在拉伸试验中所述钢板具有15％以下的相变马氏体。8.一种制造扩孔性优异的超高强度钢板的方法，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世雄，李圭荣，柳朱炫，李源辉，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR