具有高拉伸强度和延展特性的钢片材的制造方法以及由此获得的片材技术

技术编号:5385433 阅读:206 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及具有大于800MPa的强度和大于10%的断裂延伸率的热轧钢片材,其组成包含如下,含量以重量表示:0.050%≤C≤0.090%,1%≤Mn≤2%,0.015%≤Al≤0.050%,0.1%≤Si≤0.3%,0.10%≤Mo≤0.40%,S≤0.010%,P≤0.025%,0.003%≤N≤0.009%,0.12%≤V≤0.22%,Ti≤0.005%,Nb≤0.020%,和任选地,Cr≤0.45%,该组成的剩余部分由铁和来自熔炼的不可避免的杂质构成,所述片材或部件的显微组织以表面百分数计包含至少80%的上贝氏体,任选的余量由下贝氏体、马氏体和残余奥氏体构成,马氏体和残余奥氏体的总含量小于5%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造由所谓“多相”钢制成的热轧片材或部件,所述“多相”钢同时具有很高的拉伸强度和可变形性,能够进行冷成型或温热成型操作。本专利技术更具体涉及具有主要贝氏体显微组织的钢,该钢具有大于800MPa的拉伸强度和大于10%的断裂延伸率。
技术介绍
汽车工业特别构成了这样的热轧钢片材的优选应用领域。 特别在该工业中,存在使车辆减轻并提高其安全性的持续需求。因而,已经提出不同种类的钢用以满足这些日益增加的需求 首先提出了包含微合金化元素的钢,该钢的硬化是同时由析出和晶粒细化获得的。这样的钢开发之后接着开发了“双相”钢,其中存在于铁素体基质内的马氏体允许获得高于450MPa的拉伸强度以及良好的冷可成型性。 为获得更高强度水平,开发了显示出“TRIP(转变诱发塑性)”行为且兼具有有利的性能组合(强度/可变形性)的钢。这些特性归因于这样的钢的组织,所述组织由含有贝氏体和残余奥氏体的铁素体基质构成。在变形的作用下,由TRIP钢部件中的残余奥氏体逐渐转变为马氏体,由此存在显著的强化以及延迟缩颈出现。 为同时获得高的屈服强度/拉伸强度比率和甚至更高的拉伸强度,即高于800MPa,已经开发了具有主要贝氏体组织的多相钢。在汽车工业中,或在一般工业中,这些钢有利地用于制造结构部件。然而,这些部件的可成型性同时需求足够的延伸率。当部件被焊接然后成型时,该需求也适用。在该情形中,焊接接头必须具有足够的可成型性且不在接头处造成过早开裂。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供一种热轧钢片材解决上述问题,所述钢片材在轧制方向和横向均具有大于10%的断裂延伸率,以及大于800MPa的拉伸强度。 本专利技术还提供一种钢片材,在通过机械方法进行切割时,该钢片材对破损很不敏感。 本专利技术的目的还在于提供一种钢片材,该钢片材具有形成由该钢制成的焊接组件(特别是通过激光焊接获得的组件)的良好能力。 本专利技术的目的还在于提供一种制造处于未涂覆的、电镀锌的或镀锌的、或者铝涂覆的状态的钢片材。因此,这要求该钢的机械性能对与连续热浸涂覆锌方法相关的热循环很不敏感。 本专利技术的目的还在于提供甚至以小厚度(即例如1-5mm)可获得的热轧钢片材或部件。因此,该钢的热硬度必须不过高以有利于轧制。 为此目的,本专利技术的一个主题是具有大于800MPa的拉伸强度和大于10%的断裂延伸率的热轧钢片材或部件,其组成包含如下(含量以重量表示)0.050%≤C≤0.090%,1%≤Mn≤2%,0.015%≤Al≤0.050%,0.1%≤Si≤0.3%,0.10%≤Mo≤0.40%,S≤0.010%,P≤0.025%,0.003%≤N≤0.009%,0.12%≤V≤0.22%,Ti≤0.005%,Nb≤0.020%,且任选地,Cr≤0.45%,该组成的剩余部分由铁和来自熔炼的不可避免的杂质构成,所述片材或所述部件的显微组织以表面百分数计包含至少80%的上贝氏体,可能的余量由下贝氏体、马氏体和残余奥氏体构成,马氏体和残余奥氏体的总含量小于5%。 该钢的组成优选包含0.050%≤C≤0.070%,含量以重量表示。 优选地,该组成包含0.070%<C≤0.090%,含量以重量表示。 根据优选实施方案,该组成包含1.4%≤Mn≤1.8%。 优选地,该组成包含0.020%≤Al≤0.040%。 该钢的组成优选包含0.12%≤V≤0.16%。 根据优选实施方案,该钢的组成包含0.18%≤Mo≤0.30%。 优选地,该组成包含Nb≤0.005%。 优选地,该组成包含0.20%≤Cr≤0.45%。 根据一个特定实施方案,该片材或部件涂覆有锌基或铝基涂层。 本专利技术的另一主题是具有上述组成和显微组织的钢部件,其特征在于通过如下方式获得该钢部件在400-690℃之间的温度T下加热,然后在350℃和(T-20℃)之间的温度范围内温拉延,然后最终冷却到环境温度。 本专利技术的另一主题是由高能量密度束焊接的组件,其是从根据上述实施方案之一的钢片材或部件制备的。 本专利技术的另一主题是制造具有高于800MPa的拉伸强度和大于10%的断裂延伸率的热轧钢片材或部件的方法,在该方法中,提供具有上述组成的钢,铸造半成品,将其加热到高于1150℃的温度。将半成品热轧到其中钢的显微组织完全为奥氏体的温度范围中的温度TFL,以便获得片材。然后以75-200℃/s的冷却速率VR将该片材冷却,然后在500-600℃的温度T卷曲下将该片材卷曲。 根据优选实施方案,轧制结束温度TFL为870-930℃。 优选地,冷却速率VR为80-150℃/s。 优选地,将该片材酸洗,然后任选进行光整冷轧并用锌或锌合金涂覆。 根据优选实施方案,通过热浸涂覆连续进行该涂覆。 本专利技术的另一主题是用于制造温拉延部件的方法,在该方法中,提供根据上述特征之一的钢片材,或根据上述特征之一的方法制造的钢片材,然后将所述片材切割以便获得坯料。将该坯料部分或完全加热到400-690℃的温度T,将其保持在该温度持续小于15分钟的时间以获得加热的坯料,然后在350℃至T-20℃的温度下将加热的坯料进行拉延以获得部件,以速率V’R将该部件冷却到环境温度。 根据一个特定实施方案,速率V’R为25-100℃/s。 本专利技术的另一主题是根据上述实施方案之一的热轧钢片材或根据上述实施方案之一的方法制造的热轧钢片材在制造汽车领域中的加强元件或结构部件中的用途。 附图说明 通过下文以实施例给出的说明并参照附图,本专利技术的其它特征和优点将变得明了,其中 -图1示出了碳含量对使用激光束制备的对焊接头的纵向上的延伸率的影响; -图2示出了根据本专利技术的钢片材或部件的显微组织;及 -图3示出了根据本专利技术的温拉延钢部件的显微组织。 具体实施例方式 至于钢的化学组成,碳含量在显微组织的形成和机械性能方面起着重要作用。 根据本专利技术,碳含量为0.050-0.090重量%。低于0.050%时,不能获得足够强度。高于0.090%时,形成的显微组织主要由下贝氏体组成,该组织的特征在于在铁素体-贝氏体板条内存在析出的碳化物这样获得的机械强度是高的,但延伸率因而显著降低。 根据本专利技术的一个特定实施方案,碳含量为0.050-0.070%。图1示出了碳含量对通过激光束制备的对焊接头的纵向上的延伸率的影响。约17-23%的特别高的断裂延伸率与0.050-0.070%的碳含量相关。这些高的延伸率值确保激光焊接的片材可以被令人满意地拉延,即使当考虑可能的局部缺陷例如引起应力集中的焊道的几何异常,或熔融金属中的微观孔隙率。相比现有技术的0.12%C钢,可预期碳含量的降低将改善可焊性。然而,已证明,显著降低碳含量不但使得能够获得高的断裂延伸率,还能同时保持高于800MPa水平的机械强度,这对低至0.050%的C含量是不可预期的。 根据另一优选实施方案,碳含量大于0.070%但不超过0.090%。尽管该范围并不导致如此高的延展性,但激光焊缝的断裂延伸率高于15%,且保持与基础钢片材的断裂延伸率相当。 含量为1-2重量%的锰提高了淬硬性,且在轧制后防止冷却时形成铁素体。锰还有助于在熔炼期间在液相中使钢脱氧。锰的添加还有助于有效的固溶硬化和获得较高的强度。优选地,锰含量为1.4-1.8%这样,形成了完本文档来自技高网...

【技术保护点】
热轧钢片材或部件,其具有大于800MPa的拉伸强度和大于10%的断裂延伸率,其组成包含如下,含量以重量计:0.050%≤C≤0.090%1%≤Mn≤2%0.015%≤Al≤0.050%0.1%≤Si≤0.3%0.10%≤Mo≤0.40%S≤0.010%P≤0.025%0.003%≤N≤0.009%0.12%≤V≤0.22%Ti≤0.005%Nb≤0.020%,和任选地,Cr≤0.45%,该组成的剩余部分由铁和来自熔炼的不可避免的杂质构成,所述片材或所述部件的显微组织以表面百分数计包含至少80%的上贝氏体,任选的余量由下贝氏体、马氏体和残余奥氏体构成,马氏体和残余奥氏体的总含量小于5%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:P德利勒特D奥姆斯顿
申请(专利权)人:安赛乐米塔尔法国公司
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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