冷轧钢带材的热处理制造技术

热处理高强度冷轧钢带材的方法，包括a)将冷轧钢带材均热，b)冷却该均热的钢带材，c)热处理该冷却的带材；d)冷却该热处理的钢带材至环境温度范围；使得钢带材具有包含各种铁素体、残余奥氏体和马氏体的显微组织。钢组成中的主要组分除铁之外还包含碳、锰、硅和铝。硅和铝。硅和铝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷轧钢带材的热处理
[0001]本专利技术涉及热处理高强度冷轧钢带材的方法。
[0002]在本领域提出了各种类型的冷轧钢材和制造方法用于满足汽车应用中的要求。例如，考虑到它的成形性，超低碳钢用于汽车钢带材中。这种钢型号显示在280
‑
380MPa范围内的拉伸强度。
[0003]HSLA(高强度低合金)钢材含有微合金化元素。它们通过析出和晶粒细化的组合而硬化。
[0004]先进高强度钢材(AHSS)例如双相(DP)钢和转变诱发塑性(TRIP)钢是目前通常具有高延展性、高强度的钢材，用于汽车制造工业中。在DP钢中铁素体基体内马氏体的存在能够获得高于450Mpa的拉伸强度与良好的冷成形性。
[0005]为了同时实现高屈服强度/拉伸强度比和甚至更高的拉伸强度，即大于800MPa，开发了具有复相(CP)显微组织(包括铁素体、贝氏体、马氏体和/或残余奥氏体)的钢材。然而，由于铁素体、贝氏体或马氏体组织和残余奥氏体组织之间变形能力差异，这些钢材通常拉伸翻边成形性较差。因此它们的使用受限于不需要高成形性的汽车零件。
[0006]由回火马氏体作为基体相和残余奥氏体组成的TRIP型回火马氏体钢(通过淬火和配分的Q&P钢)和由贝氏体铁素体作为基体相和残余奥氏体组成的TRIP型贝氏体铁素体钢(通过等温淬火的TBF钢)具有优点：例如提供由硬回火(hard tempered)马氏体和/或贝氏体铁素体组织所致的高强度的能力，和显示突出的伸长率的能力，因为基体不含碳化物，并且可在贝氏体铁素体组织中的板条形贝氏体铁素体的边界处容易形成小的残余奥氏体晶粒。因此，不含碳化物的贝氏体铁素体或回火马氏体钢材由于它们均匀的细板条结构预期实现良好的可拉伸翻边性。由于在这些显微组织中仅少量的马氏体存在所致硬度的不均匀将使这些钢型号实现好的深拉性。
[0007]然而，由于目前连续生产线的限制，不可使用目前可得的钢配方获得强度和延展性性质的预期有益组合。这些限制尤其包含连续退火(CA)和连续镀锌(CG)生产线的目前设施的再加热炉经常仅适合于使钢带材进行临界或再结晶热处理。例如，在一些目前的退火生产线中最大退火温度限制为890℃。此外，目前CA/CG生产线中的冷却速率限制在固定范围内。许多CA/CG生产线的可用过时效时间也是有限的，例如这个时间长度小于约160秒，这对在过时效期间完成任何期望的变形施加严格的时间限制。
[0008]例如，WO2013/144373A1公开了具有多边形铁素体基体的冷轧TRIP钢，其具有包含铬的具体组成和特定显微组织并具有至少780MPa的拉伸强度，其据称允许在具有过时效/等温淬火区段的常规工业退火线上生产。也就是说，对于相对高的过时效/等温淬火温度，等温淬火时间可小于200秒。
[0009]EP2831296B1和EP2831299公开了TBF钢材，具有至少980MPa的拉伸强度，其也可在常规生产线上生产。然而，280
‑
320秒的优选过时效/等温淬火时间太长以致不能在相当多的常规生产线上生产。换句话说，贝氏体转变动力学太慢以致不能在有限的时间长度内在过时效区段中完成贝氏体转变以在常规生产线中获得需要的显微组织。
[0010]本专利技术目标是提供具有高拉伸强度和优异延展性的期望组合，例如屈服强度(YS)
≥550MPa、拉伸强度(TS)≥980MPa、总伸长率(TE)≥13％、扩孔能力(HEC)≥20％和弯曲角(BA)≥80
°
的冷轧钢带材，特别是用于在汽车应用中使用的钢带材或合适的替代物。
[0011]本专利技术的另一目标是提供用于热处理冷轧钢带材从而获得如以上提到的期望的性质组合的方法，特别是可使用现有的生产线进行的热处理或合适的替代物。
[0012]本专利技术的另一目标是提供具有期望的性质组合的高硅冷轧钢带材，其可在常规的工业生产线上制造。
[0013]本专利技术的又一目标是提供高强度冷轧钢带材的钢组成及其热处理从而允许在常规的生产线中完成贝氏体转变以便获得期望的显微组织。
[0014]鉴于此，本专利技术提供热处理冷轧钢带材的方法，
[0015]该方法包括以下步骤：
[0016]a)在高于(Ac3
‑
20)将冷轧钢带材均热持续1
‑
200秒的均热时间t2，由此获得具有奥氏体显微组织的冷轧钢带材；
[0017]b)将由步骤a)产生的均热钢带材冷却至在Bn
‑
Ms范围内的温度T4；
[0018]c)在Bs
‑
T4的温度范围中热处理步骤b)中获得的冷却带材持续30
‑
300秒的时间段t5；
[0019]d)将热处理的钢带材冷却至环境温度；
[0020]使得钢带材具有包含以下的显微组织(以体积％计)
[0021][0022]其中钢带材具有包含以下的组成(以质量％计)
[0023][0024]其中(Si+Al)之和≥0.60；和
[0025]其中10C+Mn+Cr≥3.85且8.5≤(Mn+Cr)/C≤16；和
[0026]任选的选自以下的一种或多种元素
[0027]0<Cr≤0.35；
[0028]0<Cu≤0.20；
[0029]0<Ni≤0.50；
[0030]0<Mo≤0.30；
[0031]0<Nb≤0.10；
[0032]0<V≤0.10；
[0033]0<Ti≤0.10；
[0034]0<B≤0.0030；
[0035]0<Ca≤0.0050；
[0036]0<REM≤0.0100，其中REM是一种或多种稀土金属；
[0037]和余量为铁和不可避免的杂质。
[0038]本专利技术的方法允许生产具有对于需要高强度、成形性和焊接性的汽车零件所期望的具体组成和显微组织和性质组合的冷轧钢带材。
[0039]本专利技术通过以下方式解决慢的贝氏体转变动力学的问题:引入适当量的先共析铁素体并控制它的形态，通过控制顶部退火温度和时间获得奥氏体的细晶粒，和通过在生产线中使用修改的过时效方法。
[0040]可使用现有的连续退火和镀锌生产线在关于对这些生产线典型的退火区段中顶部温度、冷却速率范围和生产速度下过时效时间窗口的限制内进行根据本专利技术的这个方法。
[0041]热处理的冷轧钢带材可为Zn涂覆的，例如通过热浸镀锌或电镀锌。热浸镀锌步骤可容易整合在根据本专利技术的热处理中。
[0042]如下给出用于描述钢的关键转变温度的术语，如本领域技术人员公知的。
[0043]Ae3：铁素体转变为奥氏体和奥氏体转变为铁素体的平衡温度。
[0044]Ac3：在加热过程中铁素体转变为奥氏体结束时的温度。Ac3通常高于Ae3，但随着加热速率趋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.热处理冷轧钢带材的方法，该方法包括以下步骤：a)在高于(Ac3
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20)将冷轧钢带材均热持续1
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200秒的均热时间t2，由此获得具有奥氏体显微组织的冷轧钢带材；b)将由步骤a)产生的均热钢带材冷却至在Bn
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Ms范围内的温度T4；c)在Bs
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T4的温度范围中热处理步骤b)中获得的冷却带材持续30
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300秒的时间段t5；d)将热处理的钢带材冷却至环境温度；使得钢带材具有包含以下的显微组织(以体积％计)其中钢带材具有包含以下的组成(以质量百分比计)其中(Si+Al)之和≥0.60；和其中10C+Mn+Cr≥3.85且8.5≤(Mn+Cr)/C≤16；和任选的选自以下的一种或多种元素0<Cr≤0.35；0<Cu≤0.20；0<Ni≤0.50；0<Mo≤0.30；0<Nb≤0.10；0<V≤0.10；0<Ti≤0.10；0<B≤0.0030；0<Ca≤0.0050；0<REM≤0.0100，其中REM是一种或多种稀土金属；和余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)包括在(Ac3
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20)
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(Ac3+20)的温度范围内、优选(Ac3
‑
15)
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(Ac3+15)的温度范围内将冷轧钢带材均热，优选持续30
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150s的均热时间t2。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中步骤b)包括以足以避免珠光体形成的冷却速率冷却来自步骤a)的均热钢带材至温度T4。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤b)包括以至少1℃/s的冷却速率V3、优选以2.0
‑
15.0℃/s的冷却速率V3、更优选以3.0
‑
10.0℃/s的冷却速率V3将来自步骤a)的均热钢带材冷却至在800
‑
550℃的范围内、优选在750
‑
600℃的范围内的温度T3的子步骤。5.根据前述权利要求中任一项，特别是权利要求4所述的方法，其中步骤b)包括以至少15℃/s的冷却速率V4、优选以20.0
‑
60.0℃/s的冷却速率V4将均热钢带材从在800
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550℃的范围内、优选在750
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600℃的范围内的温度T3冷却至T4的子步骤。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在步骤a)前还包括以至少0.5℃/s的加热速率将该冷轧带材加热至高于(Ac3
‑
20)的温度，优选包括以10.0
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30.0℃/s的加热速率V1、优选以15.0
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25.0℃/s的加热速率V1将该冷轧带材加热至在680
‑
740℃范围内、优选在700
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈尚平，R，
申请(专利权)人：塔塔钢铁艾默伊登有限责任公司，
类型：发明
国别省市：