超低碳的无间隙原子钢制造技术

本发明专利技术涉及一种具有改良组成的超低碳无间隙原子钢，其中Ti+Nb+V为最多0.10重量％。这种钢具有极好的延展性。种钢具有极好的延展性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超低碳的无间隙原子钢
[0001]本专利技术涉及一种超低碳的无间隙原子钢。
[0002]无间隙原子钢(IF钢)是一种具有良好成型性的低碳钢，因为所有间隙元素碳、氮和硼都被结合(例如被钛或铌或铝结合)，从而形成碳化物、氮化物和硼化物。因此，间隙元素不会阻挡铁晶粒中的位错的移动。由于碳、氮和硼的稳定化，IF钢几乎可以无限期储存，这与可烘烤硬化的钢相反。
[0003]由于高的成型性，IF钢主要用在汽车工业中，用于生产白车身零件，这些零件通常难以通过压制形成。因此，高成型性是一项要求。由于低的碳含量，IF钢是具有低屈服强度和高延展性的低碳钢。
[0004]例如，EN 10346:2015中对IF钢进行了标准化。在该标准中，表1和表7中提到了用于冷成形的低碳钢。它们分别表示为DX51
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DX57，其中数字越大表示成型性越好。DX57提供了最高的成型性。根据该标准，这些IF钢含有至多0.30质量％的钛。
[0005]德国标准VDA 239
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100(2016)也在表6和表24中提供了冷轧低碳钢。这些钢表示为CR1
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CR5，并且其组成和力学性能与标准EN10346:2015的DX类型几乎相同。具有改善的延展性的CR6冷轧低碳钢作为草案标准进入了2019年5月的VDA 239
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100修订版。
[0006]众所周知，使用超低碳钢(ULC钢)作为IF钢是有利的，因为钢中的碳(和氮)含量越低，结合碳和氮所需的钛或铌就越少。因此，实际上使用的元素量低于标准中指示的最大量。
[0007]另一方面，ULC钢需要具有标准中规定的合理屈服强度和抗拉强度。这意味着需要存在足够的强度提供元素，例如锰、磷和/或硅。
[0008]本专利技术的目的是提供具有改善的成型性的超低碳IF钢带材、片材或坯料。
[0009]本专利技术的另一个目的是提供具有改善的塑性应变率的超低碳IF钢带材、片材或坯料。
[0010]本专利技术的又一个目的是提供具有改善的应变硬化指数的超低碳IF钢带材、片材或坯料。
[0011]此外，本专利技术的目的是提供满足草案VDA 239
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100(2019年5月)标准所述要求的超低碳IF钢带材、片材或坯料。
[0012]本专利技术涉及一种超低碳的无间隙原子的钢带材、片材或坯料，其中以重量％计所述钢具有如下元素的组成：
[0013]C：最多0.005
[0014]Mn：最多0.20
[0015]Si：最多0.10
[0016]Al：0.01
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0.20
[0017]Ti：最多0.10
[0018]Nb：最多0.10
[0019]V：最多0.10
[0020]P：最多0.02
[0021]S：最多0.02
[0022]N：最多0.01
[0023]其中Ti+Nb+V总共为最多0.10
[0024]以及任选地：
[0025]Cr：最多0.10
[0026]Ni：最多0.10
[0027]B：最多0.0005
[0028]Ca：最多0.01
[0029]Cu:最多0.10
[0030]Mo：最多0.10
[0031]Sn：最多0.05
[0032]余量为Fe和不可避免的杂质，
[0033]所述钢的横向的屈服强度在110至170MPa之间，横向的抗拉强度在250至330MPa之间，横向的伸长率A80是至少42％，平均塑性应变比率r是至少2.00，并且横向的应变硬化指数n90是至少0.22。
[0034]平均塑性应变比率r或平均r值定义为：
[0035](r0+2*r45+r90)/4，其中
[0036]r0是轧制方向或纵向的塑性应变比率，
[0037]r45是对角线方向的塑性应变比率，以及
[0038]r90是横向的塑性应变比率。
[0039]由于伸长率A80、塑性应变比率r和应变硬化指数n(在所有三个方向上)数值的测量可能不准确，并且在从一个铸件热轧的带材上测量的所有值可能略有不同，权利要求中使用的A80和r和n值是对一个铸件的至少三个不同带材进行的至少三次测量的平均值。以这种方式将减少统计上的不精确性。
[0040]专利技术人发现，具有该组成的超低碳无间隙原子钢带材、片材或坯料可以具有上述力学性能，其中特别是横向的伸长率A80和平均塑性应变比率r和应变硬化指数n90提供了IF钢的所需延展性的良好指示。专利技术人还发现，特别需要将Ti、Nb和V的总和限制在0.10重量％以获得所需的力学性能和所需的延展性。
[0041]碳通常存在以便向钢提供强度，但是当存在过多的碳时，会形成较多的碳化物，这会妨碍延展性。因此，碳以0.005重量％的最大量存在，优选最多0.003重量％。更优选地，最大量为0.0022重量％。由于一些碳是不可避免的并且是强度所必需的，因此最小量优选为0.0001重量％，更优选为0.0005或甚至0.0010重量％。
[0042]锰存在于IF钢中以提供强度，但同时成型性或A80和r值随锰的增加而降低。因此，最大量优选为0.20重量％，更优选最大量为0.18重量％或甚至0.15重量％。最小量优选为0.01重量％，且更优选为0.04重量％，也取决于IF钢中其它元素的量。
[0043]硅也可用于改善IF钢的强度，但同时可成型性或A80和r值随Si的增加而降低。因此，硅的最大量优选为0.10重量％。由于硅妨碍钢的延展性，硅的最大量更优选为0.05重量％，更优选为0.03重量％。更加优选的硅最大量为0.015重量％或甚至0.013重量％。考虑到强度要求，优选的硅最小量为0.001重量％或甚至0.002重量％。
[0044]铝用于使钢镇静(killing)，即用于与N结合，与Ti一样。因此，钢中存在的铝量在0.01
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0.20重量％之间。优选地，铝的最大量为0.10重量％,更优选0.08重量％，以便不妨碍IF钢的延展性。
[0045]磷可用于改善IF钢的强度，但同时其会降低成型性，并且其不利于炼钢。其还会导致韧脆转变温度(DBTT)升高。因此，磷应当以极低的量存在，优选最多0.02重量％，更优选最多0.015或者甚至最多0.013重量％。考虑到所需的强度，最小量优选为0.001重量％，且更优选为0.002重量％。
[0046]硫和氮不利于炼钢和钢本身，因此必须以极低的量存在，优选分别为最多0.02重量％和最多0.01重量％。更优选地，S的最大量为0.015或甚至0.013重量％，而N的最大量为0.008或甚至0.006重量％，最优选至多0.004重量％。特别地，氮必须以少量存在，因为它必须被结合以便在IF钢中形成氮化物。S的优选最小量是0.001或甚至0.003重量％，N的优选最小量是0.001。这些最小量源于炼钢的要求。
[0047]优选地，Mn+Si+1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.无间隙原子的低碳钢带材、片材或坯料，其特征在于以重量％计所述钢具有如下元素的组成：C：最多0.005Mn：最多0.20Si：最多0.10Al：0.01
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0.20Ti：最多0.10Nb：最多0.10V：最多0.10P：最多0.02S：最多0.02N：最多0.01其中Ti+Nb+V总共为最多0.10以及任选地：Cr：最多0.10Ni：最多0.10B：最多0.0005Ca：最多0.01Cu:最多0.10Mo：最多0.10Sn：最多0.05余量为Fe和不可避免的杂质，所述钢的横向的屈服强度在110至170MPa之间，横向的抗拉强度在250至330MPa之间，横向的伸长率A80是至少42％，平均塑性应变比率r是至少2.00，并且横向的应变硬化指数n90是至少0.22。2.根据权利要求1所述的无间隙原子的低碳钢带材、片材或坯料，所述钢的横向的伸长率A80为至少44％、优选至少46％、更优选至少48％、甚至更优选至少50％，最优选至少52％。3.根据前述权利要求中任一项所述的无间隙原子的低碳钢带材、片材或坯料，所述钢的横向的应变硬化指数n90为至少0.23、优选至少0.24。4.根据前述权利要求中任一项所述的无间隙原子的低碳钢带材、片材或坯料，所述钢的平均塑性应变比率r为至少2.15、优选至少2.20、更优选至少2.25、甚至更优选2.30或甚至2.35，最优选至少2.40。5.根据前述权利要求中任一项所述的无间隙原子的低碳钢带材、片材或坯料，所述钢的对角线方向的塑性应变比率r45为至少1.8或至少1.9，优选至少2.0，更优选至少2.1，甚至更优选至少2.2，最优选至少2.3。6.根据前述权利要求中任一项所述的无间隙原子的低碳钢带材、片材或坯料，所述钢中的一种或多种元素以如下范围存在：C：0.0001
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0.003
Mn：0.01
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0.20，优选0.04
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0.18Si:0.001
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0.05，优选0.002
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0.015Al:0.01
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0.10Ti:0.01
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0.09Nb：最多0.09，优选Nb最多0.01V：最多0.09，优选最多0.01P：最多0.015S：最多0.015N：最多0.008其中Ti+Nb+V总计最多0.09以及任选地：Cr：最多0.06Ni：最多0.06B：最多0.0004Ca：最多0.005Cu：最多0.06Mo：最多0.06Sn：最多0.03。7.根据前述权利要求中任一项所述的无间隙原子的低碳钢带材、片材或坯料，以重量％计所述钢具有如下组成：C：0.0001
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0.0022Mn：0.01
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【专利技术属性】
技术研发人员：H，
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：