制造马氏体钢的方法及其马氏体钢技术

一种马氏体钢，包含以下元素：以重量百分比表示，0.1％≤C≤0.4％；0.2％≤Mn≤2％；0.4％≤Si≤2％；0.2％≤Cr≤1％；0.01％≤Al≤1％；0％≤S≤0.09％；0％≤P≤0.09％；0％≤N≤0.09％；并且可以包含以下任选的元素中的一种或更多种：0％≤Ni≤1％；0％≤Cu≤1％；0％≤Mo≤0.1％；0％≤Nb≤0.1％；0％≤Ti≤0.1％；0％≤V≤0.1％；0.0015％≤B≤0.005％；0％≤Sn≤0.1％；0％≤Pb≤0.1％；0％≤Sb≤0.1％；0％≤Ca≤0.1％；剩余组成由铁和由加工导致的不可避免的杂质组成，所述钢的显微组织具有按面积百分比计包含累积存在的0％至25％的残余奥氏体和贝氏体的显微组织，剩余显微组织为至少70％的马氏体，以及任选存在的0％至10％的铁素体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造马氏体钢的方法及其马氏体钢本专利技术涉及一种适合于在连续退火线中加工的马氏体钢的连续制造方法，特别地涉及具有1500MPa或更大的抗拉强度的马氏体钢。冷轧钢板在冷轧机的连续镀锌、连续退火和其他热处理加工线中被连续加工。为了优化热处理过程例如退火和镀锌的效率，通过搭接缝焊接将钢板首尾接合。具体地，前一(第一)卷的尾部或尾端与进入(第二)卷的首端在轧机的入口端处接合在一起，从而形成连续接合板，该连续接合板可以在轧机中以比如果单独加工板将实现的效率高得多的效率被连续加工。常规的搭焊机或压薄滚焊机可以有效地用于焊接低碳高强度低合金(“HSLA”)级钢。焊缝在单个道次中形成，其中焊接设备(例如，安装在滑架上的一对相对的电极)在以空闲模式返回至其原始位置之前沿着HSLA级钢的重叠部分移动以形成焊缝。先进高强度钢(AHSS)尤其是具有比HSLA级钢或低碳等级的抗拉强度高的抗拉强度的马氏体钢的发展。马氏体钢的特征在于其高碳当量、高抗拉强度和高电阻率。该高抗拉强度对汽车工业尤其有利，例如，在车架中使用马氏体钢及其提高的抗拉强度允许生产重量减轻且伴随着燃料效率改善的汽车组件，而不会不利地影响车辆的安全性。但是由于高碳含量，马氏体钢特别不能通过常规的缝焊工艺被连续加工，因为这些焊接工艺在没有预热的情况下被用于两种高碳钢时，由于高碳钢的凝固并冷却的熔融区由相对硬且脆的高碳马氏体组成以及氧化物形成的事实，会导致脆且弱的焊缝。该脆且硬的显微组织在焊接之后立刻形成裂纹或者在连续退火、酸洗或镀锌线内部进行加工时形成裂纹。此外，AHSS的很高的合金含量(尤其是高碳含量)和高电阻率使这些等级对焊接参数极为敏感。因此，为了通过轧机对高碳钢进行安全且可靠的加工，需要将高碳钢替换为高碳钢焊缝，因为在连续退火线或任何其他连续热处理过程期间，焊缝的失效可能导致完全连续冷轧机的加工路线停机相对短的时间(例如，1小时)或较长时间(例如，1天)，这取决于焊缝断裂的位置和严重性。AHSS的连续加工领域中的早期研究和发展已经产生几种用于连续生产AHSS的方法，例如在焊接之后应用感应加热。该替代解决方案需要安装感应加热单元或单独的工段，这需要资本投入和大量额外的加工时间以使焊缝冷却。因此，该解决方案不适合于冷轧机的连续热处理路线。此外，授权专利US8803023还提出了一种通过提出用于AHSS钢的两个焊接道次的焊接机制。但是该专利没有说明抗拉强度大于1700MPa的钢的焊接。因此，根据上面提及的出版物，本专利技术的目的是提供一种方法，该方法在连续退火中加工AHSS尤其是马氏体钢以制造抗拉强度大于1500MPa的钢以用于制造汽车，以及所述方法允许未经热处理的AHSS钢尤其是马氏体钢通过连续热处理过程进行热处理。因此，本专利技术的目的是通过提供适合用于连续热处理加工线的方法和钢的组合带卷以生产将在汽车中使用的马氏体钢板来解决这些问题，该马氏体钢板同时具有：-大于或等于1500MPa，优选地高于1700MPa，更优选地高于1900MPa的极限抗拉强度，-大于或等于1200MPa，优选地高于1400MPa的屈服强度。本专利技术的另一个目的还在于提供一种用于制造这些板的方法，该方法与常规工业应用兼容，同时对制造参数变化是稳健的。本专利技术的钢的组合带卷可以任选地涂覆有锌或锌合金，或涂覆有铝或铝合金以改善其耐腐蚀性。本专利技术通过制造中间产品来补救问题，该中间产品是通过沿着AHSS钢尤其是马氏体钢的未经热处理的冷轧钢板的两个宽度焊接低碳钢或HSLA级钢(以下称为纵梁(stringer)钢件)制造的组合带卷。因此，AHSS至AHSS焊缝被更坚固且更可靠的HSLA至HSLA焊缝代替，以将AHSS卷间接接合在一起用于连续热处理过程例如退火或镀锌。本专利技术的组合带卷必须具有大于或等于12次弯曲循环的焊缝可弯曲性，使得其可以用作连续退火线或任何其他热处理过程的输入。本专利技术的组合带卷必须具有大于70％的焊缝韧性使得该组合带卷可以承受连续热处理过程的波动。优选地，这样的钢组合带卷适用于制造待用于汽车的冷轧板。优选地，这样的钢组合带卷也可以具有对于成型的良好适应性，特别地对于轧制具有良好的可焊接性和可涂覆性。在本文中具体说明了该方法以理解本专利技术。根据本专利技术的马氏体钢可以通过由本文中提及的顺序步骤组成的方法生产：根据本专利技术的马氏体钢板可以通过任何以下方法来生产。优选的方法在于提供具有根据本专利技术的初始钢的化学组成的钢的半成品铸件。铸件可以制成锭或者连续地制成薄板坯或薄带的形式，即，具有从对于板坯的约220mm到对于薄带的几十毫米的厚度。例如，具有初始钢的化学组成的板坯通过连续铸造来制造，其中该板坯任选地在连续铸造过程期间经历直接软压下以避免中心偏析并且确保局部碳与标称碳之比保持低于1.10。通过连续铸造过程提供的板坯可以在连续铸造之后直接在高温下使用，或者可以首先冷却至室温然后再加热以进行热轧。经受热轧的板坯的温度优选地为至少1000℃，并且必须低于1280℃。在板坯的温度低于1150℃的情况下，在轧机上施加过大的负荷，此外，在精轧期间钢的温度可能降低至铁素体转变温度，从而钢将在其中转变的铁素体包含在组织中的状态下被轧制。因此，板坯的温度优选地足够高，使得可以在Ac3至Ac3+100℃的温度范围内完成热轧并且最终轧制温度保持高于Ac3。必须避免在高于1280℃的温度下的再加热，因为它们在工业上是昂贵的。Ac3至Ac3+100℃的最终轧制温度范围是优选的以具有有利于再结晶和轧制的组织。必须具有最终轧制道次以在大于850℃的温度下进行，因为低于该温度，钢板表现出可轧制性方面的显著下降。然后将以此方式获得的板以高于30℃/秒的冷却速率冷却至必须为475℃至650℃的卷取温度。优选地，冷却速率将小于或等于200℃/秒。然后将经热轧的钢板在475℃至650℃的卷取温度下卷取以避免椭圆化，并且优选地在低于625℃下卷取以避免氧化皮形成。这样的卷取温度的优选范围为500℃至625℃。经卷取的热轧钢板在经受任选的热带退火之前被冷却至室温。经热轧的钢板可以经受任选的氧化皮去除步骤以在任选的热带退火之前除去在热轧期间形成的氧化皮。然后，经热轧的板可以经受在400℃至750℃的温度下的任选的热带退火至少12小时且不超过96小时，温度保持低于750℃以避免使热轧显微组织部分转变并因此失去显微组织同质性。此后，该经热轧的钢板的任选的氧化皮去除步骤可以通过例如这样的板的酸洗来进行。该经热轧的钢板经受冷轧以获得具有35％至90％的厚度压下率的冷轧钢板。然后获得经冷轧的钢板。该未经热处理的冷轧钢板也称为初始钢。此后，提供由碳含量为0.001％至0.25％或更小的任何钢组成的至少两个纵梁。用于本专利技术的纵梁是与经冷轧的钢板具有相同宽度和厚度的钢件，并且根据本专利技术的要求在长度上可以变化。本专利技术的纵梁钢必须总是含有0.001％至0.25％，并且优选0.001％至0.20％的碳含量。所提供的两个纵梁在下文中被称为纵梁1和纵梁2。...

【技术保护点】
1.一种制造组合带卷的方法，包括以下顺序步骤：/n-提供呈未经热处理的冷轧钢板形式的初始钢；/n-至少将所述未经热处理的冷轧钢板的前两个外绕组开卷；/n-准备未经热处理的冷轧钢板的经开卷的绕组的前端用于焊接；/n-将碳含量小于所述未经热处理的冷轧钢板的第一纵梁焊接至所述未经热处理的冷轧钢板的准备端以具有经焊接的冷轧钢板；/n-然后将所述经焊接的冷轧钢板回卷以使未焊接端作为外绕组；/n-此后将经焊接的冷轧钢板的至少前两个外绕组开卷；/n-准备经焊接的冷轧钢板的开卷端用于焊接；/n-将碳含量小于所述未经热处理的冷轧钢板的第二纵梁钢焊接至经焊接的冷轧板的所述开卷端；/n-此后将所述经焊接的冷轧钢板卷取以获得组合带卷。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181130 IB PCT/IB2018/0595131.一种制造组合带卷的方法，包括以下顺序步骤：
-提供呈未经热处理的冷轧钢板形式的初始钢；
-至少将所述未经热处理的冷轧钢板的前两个外绕组开卷；
-准备未经热处理的冷轧钢板的经开卷的绕组的前端用于焊接；
-将碳含量小于所述未经热处理的冷轧钢板的第一纵梁焊接至所述未经热处理的冷轧钢板的准备端以具有经焊接的冷轧钢板；
-然后将所述经焊接的冷轧钢板回卷以使未焊接端作为外绕组；
-此后将经焊接的冷轧钢板的至少前两个外绕组开卷；
-准备经焊接的冷轧钢板的开卷端用于焊接；
-将碳含量小于所述未经热处理的冷轧钢板的第二纵梁钢焊接至经焊接的冷轧板的所述开卷端；
-此后将所述经焊接的冷轧钢板卷取以获得组合带卷。


2.根据权利要求1所述的方法，其中通过来自GMAW、TIG、MIG、激光焊接或电弧焊接的焊接方法中的任一种来进行焊接。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中第一纵梁钢、第二纵梁钢和呈未经热处理的冷轧板形式的初始钢在宽度上是相同的。


4.一种根据权利要求1至3所述的方法制造的组合带卷，其中组合带卷至少包括初始钢板和至少两个纵梁。


5.一种根据权利要求1至4所述的方法制造的组合带卷，其中所述组合带卷的焊缝具有大于70％的焊缝韧性。


6.一种根据权利要求1至5所述的方法制造的组合带卷，其中组合带卷的所述焊缝具有大于12次循环或更多次循环的焊缝可弯曲性。


7.一种根据权利要求6所述的方法制造的组合带卷，其中组合带卷的所述焊缝具有大于14次循环或更多次循环的焊缝可弯曲性。


8.一种根据权利要求1至7所述的方法制造的组合带卷，其中所述初始钢包含以下元素：以重量百分比表示，
0.1％≤C≤0.4％；
0.2％≤Mn≤2％；
0.4％≤Si≤2％；
0.2％≤Cr≤1％；
0.01％≤Al≤1％；
0％≤S≤0.09％；
0％≤P≤0.09％；
0％≤N≤0.09％；
以及能够包含以下任选的元素中的一种或更多种：
0％≤Ni≤1％；
0％≤Cu≤1％；
0％≤Mo≤0.1％；
0％≤Nb≤0.1％；
0％≤Ti≤0.1％；
0％≤V≤0.1％；
0.0015％≤B≤0.005％；
0％≤Sn≤0.1％；
0％≤Pb≤0.1％；
0％≤Sb≤0.1％；
0％≤Ca≤0.1％；
剩余组成由铁和由加工导致的不可避免的杂质组成。


9.一种根据权利要求1至8所述的方法制造的组合带卷，其中所述第一纵梁和所述第二纵梁包含以下元素：以重量百分比表示，
0.001％≤C≤0.25％；
0.2％≤Mn≤2％；
0.01％≤Si≤2％；
0.01％≤Cr≤1％；
0.01％≤Al≤1％；
0％≤S≤0.09％；
0％≤P≤0.09％；
0％≤N≤0.09％；
以及能够包含以下任选的元素中的一种或更多种：
0％≤Ni≤1％；
0％≤Cu≤1％；
0％≤Mo≤0.1％；
0％≤Nb≤0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈桑·卡西米阿马基，维卡斯·卡努巴伊·帕特尔，蒂莫西·古斯塔夫森，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU