高强度的扁钢产品及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种扁钢产品，该扁钢产品具有至少1200MPa的抗拉强度（Rm）并且由这样的钢构成，该钢除了含有Fe和不可避免的杂质以外，还含有（以重量%示出的）C：0.10-0.50%、Si：0.1-2.5%、Mn：1.0-3.5%、Al：不高于2.5%、P：不高于0.020%、S：不高于0.003%、N：不高于0.02%以及能含有“Cr、Mo、V、Ti、Nb、B和Ca”中的一个或多个元素，这些元素的含量如下：Cr：0.1-0.5%、Mo：0.1-0.3%、V：0.01-0.1%、Ti：0.001-0.15%、Nb：0.02-0.05%、其中对于V、Ti和Nb的含量总和Σ（V、Ti、Nb）下式成立：Σ（V、Ti、Nb）≤0.2%、B：0.0005-0.005%、Ca：不高于0.01%，并且该钢具有这样的组织结构，该组织结构具有（以面积%示出的）低于5%的铁素体、低于10%的贝氏体、5-70%的未回火马氏体、5-30%的残余奥氏体和25-80%的回火马氏体，其中至少99%的、包含在回火马氏体中的碳化铁具有小于500nm的尺寸。由于该组织结构具有的过度回火马氏体份额最小化，因此该扁钢产品具有优化的成形性。此外根据本发明专利技术的方法提供了热处理，借助热处理可以有针对性地制造对这种性能最佳的组织结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种高强度的扁钢产品和这种扁钢产品的制造方法。特别是本专利技术涉及一种具有金属保护层的、高强度的扁钢产品和这种产品的制造方法。
技术介绍
在这里所提到的扁钢产品是指钢带、钢板或由它们制得的板材毛坯，例如扁坯。除非另有明确说明，否则在本申请的说明书以及权利要求中，特定的合金元素的含量分别以重量％示出并且特定的组织成分的含量以面积％示出。下面提到冷却速度或冷却速率或加热速度或加热速率时，冷却速度以负值给出，因为该冷却速度引起温度降低。相应地，冷却速率在快速冷却过程中比在较慢的冷却过程中具有更低的值。相反，引起温度上升的加热速度以正值给出。高强度的钢由于其合金组成成分通常易于受到腐蚀因此通常涂敷金属保护层，该金属保护层保护各个钢基体以免与环境中的氧气接触。已知有各种不同的方法用于涂敷这种金属保护层。对此有热浸镀层(专业术语中也称为“火焰镀层”)以及电解镀层。在电解镀层时涂层金属以电化学的方式沉积在待涂层的、在该过程中大多数情况下略微加热的扁钢产品上，而在热浸镀层过程中将待涂层的产品在浸入到各个熔池中之前进行热处理。对此，将各个扁钢产品在特定的氛围中加热到高温，以设置预期的组织结构并且建立各个扁钢产品的、对于金属涂层的附着最佳的表面状态。然后使扁钢产品通过同样具有提高的温度的熔池，以使涂层材料保持熔融状态。必要的高温取决于在通过热浸镀层而具有金属保护层的扁钢产品中有1000MPa的强度上限。具有更高强度的扁钢产品通常不能进行火焰镀层，因为由于回火效应而随之进行的加热导致扁钢产品的强度受到巨大损失。因此，目前通常以电解的方式为高强度的扁钢产品设置金属保护层。这个操作步骤的前提条件在于完全干净的表面，在实践中这种表面仅可以通过在电解涂层之前进行的酸洗来确保。由文献EP 2 267 176 Al已知一种用于制造高强度的、具有通过热浸镀层涂敷的金属保护涂层的冷轧钢带的方法，该方法包括下面的操作步骤:-热轧由钢锭制成的热轧钢带，-将热轧钢带冷轧成冷轧钢带，-热处理冷轧钢带，其中在热处理过程中-以最大为2V /s的平均加热速度将冷轧钢带从低于构成冷轧钢带的钢的Ac3温度50°C的温度加热到各自的Ac3温度，-然后将冷轧钢带在至少与各自的Ac3温度相一致的温度保持至少10s，-然后以至少20°C/s的平均冷却速度将冷轧钢带冷却到低于经分别加工的钢的马氏体起始温度100-200°C的温度，并且-最后将冷轧钢带加热I至600s达到300_600°C的温度。最后使钢带进行热浸镀层。在这个过程中涂敷的金属涂层优选应该是锌涂层。最终以这种方式应该获得具有优化的机械性能、例如具有至少1200MPa的抗拉强度、至少13%的延伸率和至少50%的扩孔率的冷轧钢带。以前述方式加工的冷轧钢带应该由这样的钢制成，该钢除了含有铁和不可避免的杂质以外，还含有(以重量%示出的)0.05-0.5%的C、0.01-2.5%的Si,0.5-3.5%的Mn、0.003-0.100%的P、不高于0.02%的S和0.010-0.5%的Al。该钢应该同时具有这样的微观结构，该微观结构具有(以面积％示出的)不高于10%的铁素体、不高于10%的马氏体和60-95%的回火马氏体以及另外5-20%的、通过X射线衍射确定的残余奥氏体。此外，该钢可以含有(以重量 % 示出的)0.005-2.00% 的 Cr,0.005-2.00% 的 Mo,0.005-2.00% 的 V,0.005-2.00%的 Ni 和 0.005-2.00% 的 Cu 以及 0.01-0.20% 的 Ti,0.01-0.20% 的 Nb,0.0002-0.005% 的 B、0.001-0.005% 的 Ca 和 0.001-0.005% 的稀土元素。
技术实现思路
以前述现有技术为基础，本专利技术的目的在于，给出能够以低成本制造的高强度扁钢产品，该扁钢产品具有进一步优化的机械性能，该性能特别是反映在非常好的弯曲特性上。此外应该给出这种扁钢产品的制造方法。特别是这种方法应该能够结合在扁钢产品的热浸镀层的过程中。针对扁钢产品，根据本专利技术通过具有权利要求1所给出的特征的这种产品实现了该目的。针对方法，根据本专利技术的、上述目的的实现方案在于，在制造根据本专利技术的扁钢产品时至少完成权利要求6所述的操作步骤。为了实现根据本专利技术的方法结合到热浸镀层的过程中，可以对此有选择地额外进行权利要求7所给出的操作步骤。本专利技术的有利设计在从属权利要求中给出并且和本专利技术的综合思想一起通过下述阐明。根据本专利技术的、能具有通过热镀锌涂敷的金属保护层的扁钢产品具有至少1200MPa的抗拉强度Rm。此外，根据本专利技术的扁钢产品通常具有下列特征:-600-1400MPa 的屈服强度 Rpa2,-0.40-0.95 的屈强比 RpZRni,-10-30% 的延伸率 A50,-抗拉强度Rni 和延伸率 A50 的乘积 RJA5q: 15000_35000MPa*%，-扩孔率λ:50-120% (λ = (df-d0)/d0,以[%]示出，其中df=扩张之后的孔直径，以及d0=扩张之前的孔直径)，以及-允许的弯曲角α(回弹之后在弯心半径=2χ钢板厚度时)的范围:100。-180°(能够根据 DIN ΕΝ7438 得到)。对此根据本专利技术的扁钢产品由这样的钢构成，该钢除了含有铁和不可避免的杂质以外，还含有(以重量 ％ 示出的)C:0.10-0.50%、S1:0.1-2.5%、Mn:1.0-3.5%、Al:不高于2.5%、P:不高于0.020%、S:不高于0.003%、N:不高于0.02%以及能含有“Cr、Mo、V、T1、Nb、B和Ca”中的一个或多个元素，这些元素的含量如下:Cr:0.1-0.5%、Mo:0.1-0.3%、V:0.01-0.1%、Ti:0.001-0.15%、Nb:0.02-0.05%、其中对于 V、Ti 和 Nb 的含量总和Σ (V、T1、Nb)最高等于 0.2%、B:0.0005-0.005%、Ca:不高于 0.01%。对于根据本专利技术的扁钢产品的主要机械性能重要的是，该扁钢产品具有这样的组织结构，该组织结构具有(以面积％示出的)低于5%的铁素体、低于10%的贝氏体、5-70%的未回火马氏体、5-30%的残余奥氏体和25-80%的回火马氏体。其中至少99%含量的、包含在回火马氏体中的碳化铁具有小于500nm的尺寸。对此，通常根据IS09042 (光学测定)测定未回火马氏体和回火马氏体、贝氏体和铁素体的相分率。此外可以借助X射线衍射法以+/-1面积％的精确度测定残余奥氏体。因此，将根据本专利技术的扁钢产品中所谓的“过度回火马氏体”的含量降至最低。过度回火马氏体的特征在于，大于1%含量的碳化物颗粒(碳化铁)的大小大于500nm。例如可以在电子扫描显微镜下、以20000倍的放大倍数、在用百分之三的硝酸进行腐蚀的钢样品上测定过度回火马氏体。通过避免过度回火马氏体，根据本专利技术的扁钢产品获得最佳的机械性能，该机械性能特别是在扁钢产品的弯曲性能方面产生有利的影响，这种弯曲性能的特征在于具有100°至180°的大弯曲角a。根据本专利技术的扁钢产品的钢的C含量限制在0.10和0.50重量％之间的数值上。碳在许多方面影响根据本专利技术的扁钢产品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扁钢产品，所述扁钢产品具有至少1200MPa的抗拉强度Rm并且由这样的钢构成，所述钢除了含有铁和不可避免的杂质以外，还含有（以重量%示出的）C：0.10?0.50%，Si：0.1?2.5%，Mn：1.0?3.5%，Al：不高于2.5%，P：不高于0.020%，S：不高于0.003%，N：不高于0.02%，以及能含有“Cr、Mo、V、Ti、Nb、B和Ca”中的一个或多个元素，这些元素的含量如下：Cr：0.1?0.5%，Mo：0.1?0.3%，V：0.01?0.1%，Ti：0.001?0.15%，Nb：0.02?0.05%，其中对于V、Ti和Nb的含量总和Σ（V、Ti、Nb）下式成立：Σ（V、Ti、Nb）≤0.2%，B：0.0005?0.005%，Ca：不高于0.01%，并且具有这样的组织结构，所述组织结构具有（以面积%示出的）低于5%的铁素体、低于10%的贝氏体、5?70%的未回火马氏体、5?30%的残余奥氏体和25?80%的回火马氏体，其中至少99%的、包含在回火马氏体中的碳化铁具有小于500nm的尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.18 EP 11166622.81.一种扁钢产品，所述扁钢产品具有至少1200MPa的抗拉强度Rm并且由这样的钢构成，所述钢除了含有铁和不可避免的杂质以外，还含有(以重量％示出的) C:0.10-0.50%, Si:0.1-2.5%, Mn:1.0-3.5%, Al:不高于2.5%, P:不高于0.020%, S:不高于0.003%,N:不高于0.02%, 以及能含有“Cr、Mo、V、T1、Nb、B和Ca”中的一个或多个元素，这些元素的含量如下: Cr:0.1-0.5%, Mo:0.1-0.3%, V:0.01-0.1%, Ti:0.001-0.15%, Nb:0.02-0.05%, 其中对于V、Ti和Nb的含量总和Σ (V、T1、Nb)下式成立:Σ (V、T1、Nb)≤0.2%， B:0.0005-0.005%, Ca:不高于0.01%, 并且具有这样的组织结构，所述组织结构具有(以面积％示出的)低于5%的铁素体、低于10%的贝氏体、5-70%的未回火马氏体、5-30%的残余奥氏体和25-80%的回火马氏体，其中至少99%的、包含在回火马氏体中的碳化铁具有小于500nm的尺寸。2.根据权利要求1所述的扁钢产品，其特征在于，(以重量％示出的)所述扁钢产品的Al含量为0.01-1.5%、所述扁钢产品的Cr含量为0.20-0.35%、所述扁钢产品的V含量为0.04-0.08%、所述扁钢产品的Ti含量为0.008-0.14%、所述扁钢产品的B含量为.0.002-0.004%或所述扁钢产品的Ca含量为0.0001-0.006%。3.根据前述权利要求的任意一项所述的扁钢产品，其特征在于，对于所述扁钢产品的钢碳当量CE,下式成立: .0.35重量％≤CE≤1.2重量％其中，CE=%C+ (%Mn+%Si) /6+ (%Cr+%Mo+%V) /5+ (%Ni+%Cu) /15, %C:钢的C含量， %Mn:钢的Mn含量， %S1:钢的Si含量， %Cr:钢的Cr含量， %Mo:钢的Mo含量， %V:钢的V含量， %N1:钢的Ni含量， %Cu:钢的Cu含量。4.根据权利要求3所述的扁钢产品，其特征在于，对于所述碳当量CE，下式成立:.0.5 重量 ％ ^ CE ^ 1.0 重量 ％。5.根据前述权利要求的任意一项所述的扁钢产品，其特征在于，为所述扁钢产品提供通过热浸镀层涂敷的金属保护涂层。6.一种用于制造高强度扁钢产品的方法，所述方法包括下面的操作步骤: -提供未经涂层的、由这样的钢构成的扁钢产品，所述钢除了含有铁和不可避免的杂质以外，还含有(以重量％示出的) C:0.10-0.50%, Si:0.1-2.5%, Mn:1.0-3.5%, Al:不高于2.5%, P:不高于0.020%, S:不高于0.003%, N:不高于0.02%, 以及能含有“Cr、Mo、V、T1、Nb、B和Ca”中的一个或多个元素， 这些元素的含量如下: Cr:0.1-0.5%, Mo:0.1-0.3%, V:0.01-0.1%, Ti:0.001-0.15%, Nb:0.02-0.05%, 其中对于V、Ti和Nb的含量总和Σ (V、T1、Nb)下式成立:Σ (V、T1、Nb)≤0.2%， B:0.0005-0.005%,Ca:不高于0.01% ； -以至少3°C/s的加热速度ΘΗ1、ΘΗ2将所述扁钢产品加热到处于扁钢产品的钢的Αε3温度以上并且最高为960°C的奥氏体化温度Thz ； -将所述扁钢产品在奥氏体化温度下保持20-180S的奥氏体化持续时间tHZ ； -以冷却速度Θ Q将所述扁钢产品冷却到冷却终止温度八，所述冷却终止温度大于马氏体终止温度TMf并且小于马氏体起始温度Tms (TMf〈TQ〈TMs)，对于所述冷却速...

【专利技术属性】
技术研发人员：延斯乌尔里克·贝克尔，J·卞，托马斯·黑勒，鲁道夫·舍南伯格，理查德·G·蒂森，扎比内·蔡青格，托马斯·里格尔，奥利弗·比尔特斯，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，
类型：
国别省市：