耐久性优异的厚复合组织钢及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种耐久性优异的厚热轧复合组织钢及其制造方法。以重量％计，根据本发明专利技术的耐久性优异的厚热轧复合组织钢包含C：0.05～0.15％、Si：0.01～1.0％、Mn：1.0～2.3％、Al：0.01～0.1％、Cr：0.005～1.0％、P：0.001～0.05％、S：0.001～0.01％、N：0.001～0.01％、Nb：0.005～0.07％、Ti：0.005～0.11％、Fe以及不可避免的杂质，所述复合组织钢以铁素体和贝氏体的混合组织作为基体组织，所述基体组织中珠光体相和MA(马氏体和奥氏体)相的面积分数分别小于5％，马氏体相的面积分数小于10％，当在卷取状态下将卷板在长度方向上三等分为头(HEAD)部、中(MID)部和尾(TAIL)部时，作为所述头部和尾部区域的卷板的外卷部的拉伸强度、伸长率和疲劳强度的乘积为25

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐久性优异的厚复合组织钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种主要用于商用车底盘部件的构件和轮盘的厚度为5mm以上的高强度热轧钢板的制造，更具体地，涉及一种高强度厚热轧复合组织钢及其制造方法，该高强度厚热轧复合组织钢的拉伸强度为650MPa以上，在剪切成型和冲压成型时断面质量优异，冲压成型后钢板的拉伸强度
×
疲劳强度以及伸长率
×
疲劳强度的乘积在卷板的长度方向上均匀。

技术介绍

[0002]由于车辆的特性，传统的商用车底盘部件的构件和轮盘使用厚度为5mm以上、拉伸强度为440～590MPa范围的高强度热轧钢板以确保高刚性，但是近年来为了轻量化和高强度化，正在开发使用拉伸强度为650MPa以上的高强度钢的技术。另外，为了提高轻量化效率，当在确保耐久性的范围内制造部件时，经过通过实施剪切和多次冲压成型来制造的步骤，在剪切和冲压成型时钢板的冲压部位形成的微细裂纹成为缩短部件耐久寿命的原因。
[0003]对此，在现有技术中，提出了在经过传统的奥氏体区域热轧后在高温下卷取以将铁素体相作为基体组织并使析出物微细化的技术(专利文献1
‑
2)，或者提出了在将卷取温度冷却至贝氏体相形成为基体组织的温度后卷取以防形成粗大的珠光体组织的技术(专利文献3)等。另外，还提出了通过使用Ti、Nb等在热轧过程中对未再结晶区域施加40％以上的压力来使奥氏体晶粒微细化的技术(专利文献4)。
[0004]但是，为了制造如上所述的高强度钢而主要使用的诸如Si、Mn、Al、Mo、Cr等的合金成分对提高所述热轧钢板的强度是有效的，因此在商用车的厚产品中是必要的。但是，当添加大量合金成分时，会造成微细组织不均匀，使得在剪切或冲压成型时容易在冲压部位产生的微细裂纹在疲劳环境中容易扩展成疲劳裂纹，造成部件损坏。特别是，随着厚度的增加，制造时钢板厚度中心部缓冷的概率增加，组织的不均匀性进一步增加，导致冲压部的微细裂纹增多，并且在疲劳环境中，疲劳裂纹的扩展速度也会增加，导致耐久性劣化。
[0005]但是，上述现有技术没有考虑高强度厚材的疲劳特性。另外，为了微细化厚材的晶粒并获得析出强化效果，使用诸如Ti、Nb、V的析出物形成元素是有效的。但是，如果在容易形成所述析出物的500～700℃的高温下卷取、或在热轧后的冷却过程中不控制钢板的冷却速度，则在厚材的厚度中心部会形成粗大的碳化物，这会导致剪切面质量劣化，另外，在热轧过程中对未再结晶区域施加40％的压力会使轧制板的形状质量劣化，并且给设备带来负荷，因此难以实际应用。
[0006]现有技术文献
[0007][专利文献][0008](专利文献1)日本公开专利公报平5
‑
308808号
[0009](专利文献2)日本公开专利公报平5
‑
279379号
[0010](专利文献3)韩国授权公报第10
‑
1528084号
[0011](专利文献4)日本公开专利公报平9
‑
143570号

技术实现思路

[0012](一)要解决的技术问题
[0013]本专利技术的目的在于，提供一种高强度厚热轧复合组织钢及其制造方法，所述复合组织钢的拉伸强度为650MPa以上，剪切成型和冲压成型时的断面质量优异，冲压成型后钢板的拉伸强度
×
疲劳强度和伸长率
×
疲劳强度的乘积在卷板的长度方向上均匀。
[0014]本专利技术的技术问题不限于上述内容。本专利技术的技术问题可以从本说明书的整体内容理解，并且本专利技术所属领域的普通技术人员将不难理解本专利技术的附加技术问题。
[0015](二)技术方案
[0016]本专利技术的一个方面涉及一种材料和耐久性均匀性优异并且厚度为5mm以上的复合组织钢，以重量％计，所述复合组织钢包含C：0.05～0.15％、Si：0.01～1.0％、Mn：1.0～2.3％、Al：0.01～0.1％、Cr：0.005～1.0％、P：0.001～0.05％、S：0.001～0.01％、N：0.001～0.01％、Nb：0.005～0.07％、Ti：0.005～0.11％、Fe、以及不可避免的杂质，所述复合组织钢以铁素体和贝氏体的混合组织作为基体组织，所述基体组织中珠光体相和MA(马氏体和奥氏体)相的面积分数分别小于5％，马氏体相的面积分数小于10％，当在卷取状态下将卷板在长度方向上三等分为头(HEAD)部、中(MID)部和尾(TAIL)部时，作为所述头部和尾部区域的卷板的外卷部的拉伸强度、伸长率和疲劳强度的乘积为25
×
105％以上，并且作为所述中部区域的卷板的内卷部的拉伸强度、伸长率和疲劳强度的乘积为24
×
105％以上。
[0017]所述铁素体和所述贝氏体的面积分数可以分别小于65％。
[0018]所述复合组织钢可以是酸洗和涂油(pickled and oiled,PO)的钢板。
[0019]所述复合组织钢可以是在一个表面上形成有热浸镀锌层的热浸镀锌钢板。
[0020]此外，本专利技术的另一方面涉及一种材料和耐久性均匀性优异并且厚度为5mm以上的复合组织钢的制造方法，包括以下步骤：将钢坯再加热至1200～1350℃，以重量％计，所述钢坯包含C：0.05～0.15％、Si：0.01～1.0％、Mn：1.0～2.3％、Al：0.01～0.1％、Cr：0.005～1.0％、P：0.001～0.05％、S：0.001～0.01％、N：0.001～0.01％、Nb：0.005～0.07％、Ti：0.005～0.11％、Fe、以及不可避免的杂质；通过在满足以下[关系式1]的精轧温度(FDT)下对再加热所述钢坯进行热精轧来制造热轧钢板；将所述热轧钢板以满足以下[关系式2]的冷却速度一次冷却至550～650℃的MT温度范围；以及当将一次冷却的所述钢板在长度方向上三等分为头部、中部和尾部时，对于对应于卷曲时的卷板的外卷部的所述头部和尾部区域以满足以下[关系式3]的冷却速度二次冷却至450～550℃的范围的温度，对于对应于卷板的内卷部的中部区域以满足以下[关系式4]的冷却速度二次冷却至400～500℃的范围的温度后卷取，
[0021][关系式1][0022]Tn
‑
60≤FDT≤Tn
[0023]Tn＝740+92[C]‑
80[Si]+70[Mn]+45[Cr]+650[Nb]+410[Ti]‑
1.4(t
‑
5)
[0024]所述关系式1的FDT是热精轧温度(℃)，
[0025]所述关系式1的[C]、[Si]、[Mn]、[Cr]、[Nb]和[Ti]是相应合金元素的重量％，
[0026]所述关系式1的t是最终轧制板的厚度(mm)，
[0027][关系式2][0028]CR1
min
<CR1<CR1
max
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种材料和耐久性均匀性优异并且厚度为5mm以上的复合组织钢，以重量％计，所述复合组织钢包含C：0.05～0.15％、Si：0.01～1.0％、Mn：1.0～2.3％、Al：0.01～0.1％、Cr：0.005～1.0％、P：0.001～0.05％、S：0.001～0.01％、N：0.001～0.01％、Nb：0.005～0.07％、Ti：0.005～0.11％、Fe、以及不可避免的杂质，所述复合组织钢以铁素体和贝氏体的混合组织作为基体组织，所述基体组织中珠光体相和MA(马氏体和奥氏体)相的面积分数分别小于5％，马氏体相的面积分数小于10％，当在卷取状态下将卷板在长度方向上三等分为头(HEAD)部、中(MID)部和尾(TAIL)部时，作为所述头部和尾部区域的卷板的外卷部的拉伸强度、伸长率和疲劳强度的乘积为25
×
105％以上，并且作为所述中部区域的卷板的内卷部的拉伸强度、伸长率和疲劳强度的乘积为24
×
105％以上。2.根据权利要求1所述的材料和耐久性均匀性优异并且厚度为5mm以上的复合组织钢，其特征在于，所述铁素体和所述贝氏体的面积分数分别小于65％。3.根据权利要求1所述的材料和耐久性均匀性优异并且厚度为5mm以上的复合组织钢，其特征在于，所述复合组织钢是酸洗和涂油(PO)的钢板。4.根据权利要求1所述的材料和耐久性均匀性优异并且厚度为5mm以上的复合组织钢，其特征在于，所述复合组织钢是在至少一个表面上形成有热浸镀锌层的热浸镀锌钢板。5.一种材料和耐久性均匀性优异并且厚度为5mm以上的复合组织钢的制造方法，包括以下步骤：将钢坯再加热至1200～1350℃，以重量％计，所述钢坯包含C：0.05～0.15％、Si：0.01～1.0％、Mn：1.0～2.3％、Al：0.01～0.1％、Cr：0.005～1.0％、P：0.001～0.05％、S：0.001～0.01％、N：0.001～0.01％、Nb：0.005～0.07％、Ti：0.005～0.11％、Fe、以及不可避免的杂质；通过在满足钢的以下[关系式1]的精轧温度(FDT)下对再加热所述钢坯进行热精轧来制造热轧钢板；将所述热轧钢板以满足以下[关系式2]的冷却速度一次冷却至550～650℃的MT温度范围；以及当将一次冷却的所述钢板在长度方向上三等分为头部、中部和尾部时，对于对应于卷曲时的卷板的外卷部的所述头部和尾部区域以满足以下[关系式3]的冷却速度二次冷却至450～550℃的范围的温度，对于对应于卷板的内卷部的中部区域以满足以下[关系式4]的冷却速度二次冷却至400～500℃的范围的温度后卷取，[关系式1]Tn
‑
60≤FDT≤TnTn＝740+92[C]
‑
80[Si]+70[Mn]+45[Cr]+650[Nb]+410[Ti]
‑
1.4(t
‑
5)所述关系式1的FDT是热精轧温度(℃)，所述关系式1的[C]、[Si]、[Mn]、[Cr]、[Nb]和[Ti]是相应合金元素的重量％，所述关系式1的t是最终轧制板的厚度(mm)，
[关系式2]CR1
min
<CR1<CR1
max
CR1
min
＝210
‑
850[C]+1.5[Si]
‑
67.2[Mn]
‑
59.6[Cr]+187[Ti]+852[Nb]CR1
max
＝240
‑
850[C]+1.5[Si]
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗贤择，金成一，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：