制造具有多相组织的钢带的方法及钢带技术

为了提供一种用于制造具有多相组织的钢带的方法，使用该方法可以制造在高边缘开裂防护性的同时具有高能量吸收能力的复杂部件几何形状，特别是使用该方法补偿弹性极限的下降并因此实现高弹性极限或高弹性极限比与高断裂拉伸率的组合，建议该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造具有多相组织的钢带的方法及钢带


[0001]本专利技术涉及一种用于制造具有多相组织(Mehrphasengefuege)的钢带的方法及具有多相组织的钢带。

技术介绍

[0002]钢带在下文中理解为热轧或冷轧和退火的钢带。热轧钢带(也称为热带)的常见厚度在2mm和8mm之间。冷轧退火钢带称为冷带或薄板，并且具有在0.5mm至2.5mm之间的常见厚度。
[0003]竞争激烈的汽车市场不断迫使制造商寻找降低车队燃料消耗和CO2废气排放的解决方案，同时保持最大可能的舒适性和乘员保护。在此，一方面所有车辆组件的重量减轻起着决定性作用，但另一方面，在运行期间和发生碰撞时各个部件在高静态和动态负荷下的尽可能有利的特性也起着决定性作用。
[0004]钢铁供应商通过提供高强度钢来考虑上述任务。此外，通过提供具有较低板厚度的高强度钢，可以减轻车辆组件的重量，同时部件性能相同并且甚至可能有所改善。
[0005]除了所要求的减轻重量外，这些新开发的钢材还必须满足在弹性极限(Dehngrenze)、抗拉强度和断裂伸长率以及烘烤硬化方面的高材料要求，并且具有对韧性、边缘开裂灵敏度、改进的弯曲角度和弯曲半径、能量吸收以及通过加工硬化效应定义的硬化的高部件要求。
[0006]此外，必须保证良好的可加工性。这既影响汽车制造商执行的工艺例如冲压和成型、可选的热回火以及随后可选的回火、焊接和/或表面后处理例如磷化和阴极浸渍涂层，又影响原材料供应商执行的制造工艺，例如通过金属或有机涂层的表面精炼。
[0007]也越来越多地要求例如具有更好的一般可焊性形式(如电阻点焊中更大的可用焊接区域)的改进的接合适用性和焊缝(断裂模式)在机械应力下改进的失效特性，以及对液态金属脆化(LME
‑
Liquid Metal Embrittlement)的高耐受性。此外，还寻求对延迟氢脆化(即延迟无断裂)的足够抵抗力。这同样适用于高强度钢在管道制造中的适于焊接性，所述管道例如借助于高频感应焊接方法(HFI)制造。
[0008]具体取决于应用，汽车行业在屈服强度(Streckgrenze)R
e
或弹性极限R
p0.2
与抗拉强度R
m
的比率方面越来越对钢种类提出了显著不同的要求。
[0009]钢材料所需的特性组合最终代表了部件特定的个体特性的折衷。然而，在部件几何形状日益复杂的情况下，这些特性通常不再足够。
[0010]对于双相钢而言，典型的是例如小于0.6的低屈服强度比(R
e
/R
m
)，同时抗拉强度高，应变硬化强，且冷成型性好，并且这些特性主要用于拉伸和深拉过程中的可成型性。
[0011]双相钢由铁素体基本组织组成，其中嵌入马氏体第二相。已经发现，在低碳微合金钢的情况下，小比例的其他相(例如贝氏体和残余奥氏体)有利地影响例如扩孔特性、弯曲特性和氢诱发的脆性断裂特性。在此情况下，贝氏体可以以不同的外观形式存在，例如上贝氏体和下贝氏体。
[0012]对于复杂或多相钢来说是典型的较高的屈服强度比R
e
/R
m
尤其通过高抗边缘开裂而出众。这可以归因于各个组织成分的强度差异较小，这有利地影响了切割边缘区域中的均匀变形。这些钢在碰撞情况下也具有高的能量吸收能力，因此这些复杂或多相钢越来越多地应用于汽车制造中。多相组织的特征在于主要为铁素体
‑
贝氏体基质，其中还可以存在一定比例的马氏体、回火的马氏体、残余奥氏体和/或珠光体。通过微合金元素的延迟再结晶或析出，导致强烈的晶粒细化(即细晶粒组织)并因此产生高强度。
[0013]与双相钢相比，这些复杂或多相钢具有更高的屈服强度、更高的屈服强度或弹性极限比、更低的应变硬化和更高的扩孔能力。因此，这种钢非常适合于制造具有复杂几何形状的部件，特别是对于需要高能量吸收能力的承受碰撞负荷的部件而言。
[0014]多相钢例如由公开文献DE 10 2012 002 079 A1和DE 10 2015 111 177 A1已知。在那里公开的材料特性虽然已经可以代表相对复杂的部件几何形状，但还需要更高的弹性极限比，利用这种更高的弹性极限比来实现更复杂的部件几何形状，同时具有高抗边缘开裂性和高能量吸收能力。
[0015]如果要产生薄板，则冷轧钢带出于经济原因通常在连续退火方法中以再结晶的方式退火成易于成型的薄板。根据合金组成和带材横截面，诸如运行速度、退火温度和冷却速度的工艺参数必须对应于所要求的机械技术特性用为此所需的组织进行设置。
[0016]为了在连续退火过程后获得细晶粒组织，已知根据再结晶温度来设置最小冷轧度，以便为再结晶退火设置对应的位错密度。
[0017]如果冷轧度太低——即使在局部区域中，也无法克服再结晶的临界阈值，从而无法实现细晶粒和相对均匀的组织。由于冷带中的晶粒尺寸不同，即使再结晶后最终组织中也会出现不同的晶粒尺寸，这会导致特征值波动。不同大小的晶粒在从炉温冷却后可以转化为不同的相成分，并提供进一步的不均匀性。
[0018]为实现分别要求的组织，将冷带在连续退火炉中加热至如下温度，在该温度下冷却期间产生所要求的组织(例如双相或复杂相组织)。
[0019]如果冷带的表面由于防腐要求高而应当热镀锌，则退火处理通常在连续热镀锌设施中进行，其中热处理或退火和随后的镀锌在一个连续的工艺中进行。
[0020]在热带的情况下，有时也取决于合金概念而在连续式炉中进行退火处理时才设置所要求的组织，以实现所要求的机械特性。
[0021]已经发现这些多相或复相钢的缺点是，虽然在连续式炉中对热带或冷带进行奥氏体化的退火后可以实现高弹性极限比，但这是以相对于双相钢更低的断裂拉伸率A
80
为代价实现的。如果要求高断裂拉伸率A
80
，则无法再工艺可靠地设置高弹性极限比。其原因在于，在大规模连续退火过程期间，取决于合金概念，奥氏体向贝氏体的回转并未完全发生，因为在200℃至500℃的温度下，残余奥氏体在保持区域中富含碳，由此得到稳定。然后通过最终冷却到低于100℃的温度，剩余的奥氏体转换为马氏体(新鲜马氏体)。由于新鲜马氏体和带来的剪切变形的形成，在周围组织中产生了可滑动的位错，从技术角度来看，这表现为R
p0.2
弹性极限的降低和边缘开裂灵敏度的提高。

技术实现思路

[0022]因此，本专利技术所基于的任务是说明一种用于制造具有多相组织的钢带的方法和一
种具有多相组织的钢带，利用该方法使得可以制造具有高能量吸收能力和高边缘开裂防护性的复杂部件几何形状。特别地，使用该方法应当补偿弹性极限的下降并因此实现高弹性极限或高弹性极限比与高断裂拉伸率的组合。还应说明对应的冷轧或热轧钢带。
[0023]该任务通过根据权利要求1的用于制造具有多相组织的钢带的方法、根据权利要求22的具有多相组织的钢带和根据权利要求23的通过该方法制造的钢带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造具有多相组织的钢带的方法,包括以下步骤：
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由钢来制造热轧或冷轧钢带，所述钢由按重量百分比的以下元素组成：C：0.085至0.149Al：0.005至0.1Si：0.2至0.75Mn：1.6至2.9P：≤0.02S：≤0.005以及可选地由按重量百分比的一种或多种以下元素组成：Cr：0.05至0.5Mo：0.05至0.5Ti：0.005至0.060Nb：0.005至0.060V：0.001至0.060B：0.0001至0.0060N：0.0001至0.016Ni：0.01至0.5Cu：0.01至0.3其余的还有铁，包括伴随钢的常见元素，
‑
在750℃至包含端值的950℃之间的温度下对钢带、特别是冷轧钢带第一次退火、特别是连续退火达到总持续时间10秒至1200秒、特别是50秒至650秒，然后以2K/s至150K/s、特别是5K/s至100K/s的平均冷却速率将所述钢带第一次冷却到200℃至包含端值的500℃之间的温度，
‑
以1K/s至50K/s的平均冷却速率将所述钢带进一步冷却至低于100℃的过冷温度，
‑
以>7.5
×
103的Hollomon
‑
Jaffe参数对所述钢带进行最终退火、特别是连续退火，其中以K为单位的最高温度T
H
为100℃至包含端值的470℃，以h为单位的总持续时间为2s至包含端值的1000s，
‑
以1K/s至160K/s、特别是1K/s至30K/s的平均冷却速率将所述钢带最终冷却至室温。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最终冷却之后钢带的R
p0.2
弹性极限值相对于所述最终退火前钢带的R
p0.2
弹性极限值增加至少5％，特别是10％。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最终冷却后钢带的R
p0.2
弹性极限值相对于所述最终退火前钢带的R
p0.2
弹性极限值增加至少5％至包含端值的50％，特别是至包含端值的40％。4.根据权利要求1至3中一项或多项所述的方法，其特征在于，用Hollomon
‑
Jaffe参数Hp＝9
×
103最终退火、然后最终冷却的钢带具有冷却后钢带R
p0.2
弹性极限值，该冷却后钢带R
p0.2
弹性极限值相对于最终退火前钢带的R
p0.2
弹性极限值增加了至少15％。5.根据权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征在于，经过最终退火和最终冷却的钢带具有最终冷却后钢带的抗拉伸强度R
m
值，该抗拉伸强度值相对于最终退火前钢带的抗拉伸强度R
m
值增加了。
6.根据权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征在于，经过最终退火和最终冷却的钢带具有最终冷却后钢带的抗拉伸强度R
m
值，该抗拉伸强度值相对于所述最终退火前钢带的抗拉伸强度R
m
值保持不变。7.根据权利要求1至6中一项或多项所述的方法，其特征在于，经过最终退火和最终冷却的钢带具有至少为920Mpa的抗拉强度R
m
和至少为720Mpa的弹性极限R
p0.2
。8.根据权利要求1至7中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述钢带在最高温度T
H
和总持续时间的情况下进行最终退火，其中12
×
103>Hp>7.5
×
103，优选10.5
×
103>Hp>8
×
103。9.根据权利要求1至8中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述钢带在高于200℃的最高温度下进行最终退火。10.根据权利要求1至9中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述钢带在高达400℃的最高温度下进行最终退火。11.根据权利要求1至10中一项或多项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：康斯坦丁，
申请(专利权)人：德国沙士基达板材有限公司，
类型：发明
国别省市：