專利名稱：極易成形的高強(qiáng)度鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于各種應(yīng)用領(lǐng)域(例如，汽車)的極易成形的高強(qiáng)度薄鋼板和制造該薄鋼板的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種與含Ti-Nb鋼(其中分布有粗大的Ti基或Nb基析出物)一樣的具有良好的加工性和低溫退火性能的薄鋼板及制造該薄鋼板的方法。該薄鋼板經(jīng)表面處理后具有良好的抗粉化性能。
背景技術(shù)：
近年來，由于汽車復(fù)雜的配置，用于汽車的鋼板趨于成形為整體車身。需要高水平的成形性來滿足這種趨勢。同時，也需要高強(qiáng)度鋼板來減少車身的重量以確保駕駛員的安全。因此，關(guān)于具有高強(qiáng)度和高r值(Lankford值)的鋼板的研究正積極開展起來。
一些用于汽車的具有35kgf/mm2等級或更大的抗拉強(qiáng)度和2.0或更大的r值的冷軋鋼板已公開于(1)日本專利公開號5-230541，(2)美國專利5,360,493和(3)韓國專利公開號2002-0047573。
(1)根據(jù)日本專利公開號5-230541，通過將鋼板坯在Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)和500℃之間的溫度下潤滑熱軋，然后再結(jié)晶，冷軋，將得到的鋼板坯連續(xù)退火，從而制得一種用于汽車的鋼板，所述鋼板坯包括含Ti-Nb的超低碳鋼，該超低碳鋼具有0.2wt％或更少量的Al作為脫氧元素。
(2)根據(jù)美國專利5,360,493，通過將鋼板坯在Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)和500℃之間的溫度下潤滑熱軋，然后再結(jié)晶，冷軋，將得到的鋼板坯連續(xù)退火，從而制得一種用于汽車的鋼板，所述鋼板坯包括含Nb的低碳鋼，該低碳鋼具有0.2wt％或更少量的Al用作析出和固定AlN的元素。
然而，由于在現(xiàn)有技術(shù)(1)和(2)的方法中，通過在鐵素體區(qū)域潤滑軋制制得鋼板，因此該鋼板不能通過普通的熱軋?jiān)O(shè)備制造。而且，現(xiàn)有技術(shù)具有再結(jié)晶退火必須在冷軋前進(jìn)行和連續(xù)退火溫度高達(dá)890℃的缺點(diǎn)。
(3)韓國專利公開號2002-0047573(由本發(fā)明人申請)涉及一種制造冷軋鋼板的方法，所述鋼板包括含Ti-Nb的超低碳鋼，該超低碳鋼具有0.15wt％或更少的Al作為脫氧元素。該冷軋鋼板具有40kgf/mm2等級或更高的高抗拉強(qiáng)度和2.0或更大的r值，不涉及熱軋鋼板的再結(jié)晶，同時還具有良好的成形性。該方法將連續(xù)退火的溫度降到了830℃，但是還需要進(jìn)一步降低。
在現(xiàn)有技術(shù)(1)、(2)和(3)中，由于對冷軋鋼板使用了鍍鋅或鍍鋅退火工藝，所以鍍鋅層的抗粉化性能是一個重要因素。然而，現(xiàn)有技術(shù)中都未提及抗粉化性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)上述問題而提出本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種高強(qiáng)度薄鋼板，它即使在低溫下也能連續(xù)退火，具有良好的加工性，且其鍍層具有良好的抗粉化性能。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造高強(qiáng)度鋼板的方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種冷軋鋼板，它具有的組成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％或更少的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解鋁、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、選自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一種或兩種，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其中依據(jù)所需的抗拉強(qiáng)度，組分P、Mn、Ti、Nb和B滿足下式1-1和1-2表示的關(guān)系[式1-1]-抗拉強(qiáng)度35kg和40kg等級29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9[式1-2]-抗拉強(qiáng)度45kg等級29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50組分Ti、N、C和Nb滿足用下式2和3表示的關(guān)系[式2]0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5[式3]0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2Ti基和Nb基析出物以30～60nm的平均尺寸分布。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種鍍鋅鋼板，其具有的組成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％或更少的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解鋁、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、選自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一種或兩種，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其中依據(jù)所需的抗拉強(qiáng)度，組分P、Mn、Ti、Nb和B滿足由下式1-1和1-2表示的關(guān)系[式1-1]-抗拉強(qiáng)度35kg和40kg等級29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9[式1-2]-抗拉強(qiáng)度45kg等級29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50組分Ti、N、C和Nb滿足用下式2和3表示的關(guān)系 0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5[式3]0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2Ti基和Nb基析出物以30～60nm的平均尺寸分布，鋼板在其表面具有一個鍍鋅層，且鋼板中的Al含量不小于用下式計(jì)算的量鍍層中的重量損耗＝-0.0642Ln(鋼中溶解Al(％)含量)-0.0534。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造冷軋鋼板的方法，所述方法包括如下步驟精整熱軋鋼板坯具有的組成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn，0.03wt％～0.15wt％或更少的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解鋁、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、選自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一種或兩種，余量為Fe和在奧氏體單相區(qū)域內(nèi)的不可避免的雜質(zhì)；其中依據(jù)所需的抗拉強(qiáng)度，組分P、Mn、Ti、Nb和B滿足由下式1-1和1-2表示的關(guān)系[式1-1]-抗拉強(qiáng)度35kg和40kg等級29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9[式1-2]-抗拉強(qiáng)度45kg等級29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50組分Ti、N、C和Nb滿足下式2和3表示的關(guān)系[式2]0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5[式3]0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2；在符合下列條件的溫度下卷取最終的鋼板坯
730√(1-(Ti*/0.027)2)±15℃[其中Ti*＝Ti(％)-3.43N(％)]；冷軋卷材；和在780～830℃對冷軋卷材連續(xù)退火。
附圖簡述從下列結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，可以更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它的目的、特征以及其它優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1a和1b是電子顯微圖像，其表示在鋼中的Al含量(圖1a0.05％(退火再結(jié)晶終了溫度830℃)，和圖1b0.16％(退火再結(jié)晶終了溫度800℃))對冷軋鋼板析出物的影響；圖2表示鋼中的Al含量對冷軋鋼板r值的影響；圖3表示鋼中Al含量對鍍鋅鋼板抗粉化性能(鍍鋅層重量損耗)的影響；圖4表示P、Mn、Ti、Nb和B的含量對冷軋鋼板抗拉強(qiáng)度的影響；圖5表示Ti、N和C的含量對冷軋鋼板r值的影響；圖6表示Nb和C含量對冷軋鋼板r值的影響；圖7表示卷取溫度對冷軋鋼板r值的影響。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式下文將對本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。
本發(fā)明所用的薄鋼板包括冷軋鋼板和表面處理鋼板如鍍鋅鋼板。鍍鋅鋼板包括鍍鋅鐵合金(galvannealed)的鋼板。35kg等級抗拉強(qiáng)度是指抗拉強(qiáng)度為35～39.9kgf/mm2，40kg等級抗拉強(qiáng)度是指抗拉強(qiáng)度為40～44.9kgf/mm2，45kg等級抗拉強(qiáng)度是指抗拉強(qiáng)度為45～44.9kgf/mm2。
本發(fā)明旨在提高由本發(fā)明人申請的韓國專利公開號2002-0047573中公開的冷軋鋼板的性能。正如本領(lǐng)域的其它現(xiàn)有技術(shù)，在韓國專利公開號2002-0047573和日本專利公開號5-230541中，Al用作含Ti-Nb的鋼的脫氧元素。相反地，在美國專利5,360,493中，Al被認(rèn)為是析出和固定溶解N的元素。
本發(fā)明人特別注意到以前認(rèn)為是脫氧元素的Al的新作用，特別是，Al與析出物結(jié)合所產(chǎn)生的新作用，從而完成了本發(fā)明。
首先，包含在含有Ti-Nb的鋼中的Al用作形成粗大Ti基或Nb基析出物的驅(qū)動力，因此大大增加了r值。
為了更好的加工性，應(yīng)阻止FeTiP析出物的形成，而且細(xì)粒的Ti基和Nb基析出物(TiC、NbC、TiS、Ti4C2S2)也變粗大了幾個納米。
根據(jù)本發(fā)明，Ti基和Nb基析出物粗糙形成的尺寸為30-60nm，從而提高了加工性。影響粗大Ti基和Nb基析出物的形成以及它們尺寸的因素是Al含量和卷取條件。Al的添加減少了Ti基和Nb基析出物的分布，而且使Ti基和Nb基析出物的尺寸變粗大。此時，卷取溫度的確會影響析出物的形成。在Ti與鋼中N結(jié)合后，剩余的有效Ti量(在下文中，用Ti*表示)用作FeTiP或TiC析出的驅(qū)動力。因此，根據(jù)Ti*的量適當(dāng)控制卷取溫度可以誘導(dǎo)TiC的析出，而FeTIP不析出。此時，TiC析出物的尺寸取決于Al含量。圖1a和1b是低Al鋼和高Al鋼的電子顯微圖像。正如圖1a和1b中所示，隨著高Al鋼中析出物分布的降低，析出物的尺寸增加。令人驚奇的是，發(fā)現(xiàn)Al含量和卷取條件可以減少析出物的分布，并使析出物的尺寸變粗大。
Al含量和卷取條件對析出物在含Ti-Nb鋼中的分布以及它們尺寸的影響取決于r值。
如圖2所示，在含Ti-Nb鋼中的Al含量越高，r值也越高。當(dāng)Al含量不小于0.151％時，特別是不小于0.21％時，r值大大升高。
第二，Al降低了含Ti-Nb鋼的連續(xù)退火溫度。
將P加入含Ti-Nb鋼中以增加強(qiáng)度，并防止再結(jié)晶。
當(dāng)含Al量不少于0.151％時，特別是不少于0.21％時，它阻礙了P對再結(jié)晶的防止，反而促進(jìn)再結(jié)晶，從而降低了連續(xù)退火溫度。另外，由于在本發(fā)明的鋼中分布有粗大析出物，就可以阻止由于細(xì)析出物導(dǎo)致的退火再結(jié)晶延遲。
第三，Al提高了含Ti-Nb鋼的抗粉化性能。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Al在電鍍時沿晶界分布到表面層內(nèi)，使鍍層致密，從而提高了抗粉化性能。如圖3所示，在含Ti-Nb鋼中，Al含量和抗粉化性能存在一定的關(guān)系。基于這種關(guān)系，適當(dāng)?shù)乜刂艫l含量可以提高抗粉化性能。也就是說，當(dāng)鋼板中的Al含量高于通過下式得到的值時，可以獲得良好的抗粉化性能；鍍層中的重量損耗＝-0.0642Ln(鋼板中的溶解Al含量(％))-0.0534。
如上所述，本發(fā)明歸因于下面的事實(shí)含Ti-Nb鋼的加工性可以通過粗大的Ti基或Nb基析出物來提高。限制每種組分含量范圍的原因在下面解釋。
在鋼中所含的C是填隙式溶解元素，阻礙了有助于加工性的{111}結(jié)構(gòu)的形成。因此，優(yōu)選將鋼中C含量限制為0.01％或更少。隨著C含量的增加，Ti和Nb(碳氮化物形成元素)的量也增加，這在經(jīng)濟(jì)上是不利的。更優(yōu)選地，C含量限制在0.005％或更少。
在鋼中所含的硅會引起表面上的氧化皮缺陷，并會在退火時產(chǎn)生回火顏色和在電鍍時產(chǎn)生未鍍區(qū)域。因此，優(yōu)選將鋼中Si含量限制為0.02％或更少。
在鋼中所含的Mn是置換型固溶體強(qiáng)化元素，其被加入以提高強(qiáng)度。當(dāng)Mn含量超過1.5％時，延展率和r值會大大減少。因此，優(yōu)選將鋼中Mn含量限制為1.5％或更少。
與Mn一樣，在鋼中所含的P也是固溶體強(qiáng)化元素。P提高了本發(fā)明鋼中Ti-Nb基鋼種的強(qiáng)度，并產(chǎn)生了有助于增加r值的{111}結(jié)構(gòu)，這是由于晶粒細(xì)化和邊界偏析等所導(dǎo)致的。當(dāng)P含量超過0.15％時，延展率大大減少，且鋼的脆度大大增加。因此優(yōu)選將鋼中P含量限制為0.03％～0.15％。
隨著S含量的進(jìn)一步降低，對鋼板的加工性方面更加有利。因此，S含量通常保持在0.005％或更低的水平。由于鋼中的Mn與S結(jié)合形成MnS，因此就能避免由于溶解S而產(chǎn)生的對加工性的破壞。因此，優(yōu)選將鋼中P含量限制為0.02％或更少，其中可以避免產(chǎn)生邊緣裂紋。
溶解Al在本發(fā)明中是最重要的元素，它妨礙了由于P的防止再結(jié)晶，從而促進(jìn)了再結(jié)晶。溶解Al在電鍍時沿著晶界擴(kuò)散到表面層內(nèi)，使鍍層致密，從而提高了抗粉化性能。Al的加入降低了Ti基和Nb基析出物(TiC、NbC、TiS、Ti4C2S2)的分布，而且使Ti基和Nb基析出物尺寸變粗大，從而增加了r值。只有在溶解Al含量為0.03％或更多、優(yōu)選0.151％或更多、更優(yōu)選0.21％或更多時，溶解Al的這些作用才可能生效。當(dāng)溶解Al含量高于0.4％時，將花費(fèi)相當(dāng)大的成本，而且會降低連續(xù)澆鑄的工作效率。
過高的N含量會惡化加工性。隨著N含量的增加，Ti含量也會不受歡迎地增加，因此，如果可以，優(yōu)選將鋼中N含量限制為0.004％或更少。
Ti和Nb在加工性(特別是r值)方面是重要的元素。為了提高加工性，Ti和Nb的加入量分別優(yōu)選為0.005％或更多、和0.002％或更多。當(dāng)Ti含量和Nb含量分別超過0.040％和0.020％時，在經(jīng)濟(jì)上是不利的。因此，優(yōu)選將Ti和Nb的含量分別限制為0.005％～0.04％和0.002％～0.020％。
在鋼中所含的B和Mo用于阻止P脆化晶界和阻止二次加工脆裂。如果加入B和Mo的混合物，就會有r值降低和成本增加的風(fēng)險(xiǎn)。因此，優(yōu)選從B和Mo中選擇一種加入?？紤]到準(zhǔn)確控制B量有一定困難，更優(yōu)選加入Mo。在本發(fā)明中，為防止二次加工脆化而加入B和Mo的量分別為0.0001％或更多、和0.005％或更多。當(dāng)加入的B或Mo量分別多于0.002％和0.02％時，加工性顯著降低。
為了得到根據(jù)本發(fā)明的具有所需強(qiáng)度和高r值的含Ti-Nb鋼，含Ti-Nb鋼必須滿足下式1-3。
式1-1和1-2為從經(jīng)驗(yàn)式回歸的方程式，其中用數(shù)字代表每種組分對抗拉強(qiáng)度的影響。式1-1和1-2基于以下事實(shí)Ti和Nb，而不是P、Mn和B，可以影響鋼強(qiáng)度。Ti促進(jìn)FeTiP的析出，因而降低固溶體強(qiáng)化元素P的強(qiáng)化效果。另外，Nb是自溶的，因而增加了鋼的強(qiáng)度。
依據(jù)所需的強(qiáng)度，優(yōu)選加入元素P、Mn、Ti、Nb和B，從而滿足式1-1或1-2所表示的關(guān)系。式1-1適用于35kg和40kg等級，式1-2適用于45kg等級。
29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9[式1-2]29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21(B或Mo)(ppm)＝45～50從圖4可以看出，依據(jù)P、Mn、Ti、Nb和B的含量，通過式1-1和1-2計(jì)算出的值(抗拉強(qiáng)度)基本上與所測值相同。因此，本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是冷軋鋼板的所需等級(抗拉強(qiáng)度)可以在35～50kgf/mm2的范圍內(nèi)隨意設(shè)計(jì)。在圖4中，35kg和40kg等級通過式1-1給出，45kg等級通過式1-2給出。
當(dāng)碳氮化物形成元素Ti和Nb的含量在含Ti-Nb鋼中滿足下式2和3所表示的關(guān)系時，加工性可以得到提高。也就是說，從圖5和6可以看出，r值取決于下式2和3[式2]0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5[式3]0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2式2定義了Ti的加入量。在Ti與溶解的N當(dāng)量結(jié)合后，當(dāng)Ti的剩余量的65％[＝(1/0.65)(Ti-3.43N)]與鋼中溶解C的原子當(dāng)量比少于0.6時，溶解碳的固定不穩(wěn)定，且r值也會降低。當(dāng)原子當(dāng)量比超過3.5時，Ti的余量太多，從而形成大量的FeTiP析出物，降低了r值。式2優(yōu)選對加入的Ti量進(jìn)行優(yōu)化，以提高加工性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在Ti與溶解N當(dāng)量結(jié)合后，仍剩余65％的Ti量結(jié)合溶解C。也就是說，由于大部分C析出物以(Ti、Nb)C的形式存在，Ti與Nb(其參與溶解C的固定)含量比的測定表明比值為65％∶35％。
另外，式3定義了加入的Nb量。當(dāng)鋼中Nb含量與溶解C的比率少于0.4時，不完全凈化可能會增加。當(dāng)該比率超過2.2時，鋼中溶解Nb量增加，引起不良的加工性。因此，為了得到良好的加工性，加入的Nb量優(yōu)選通過上式進(jìn)行優(yōu)化。
在根據(jù)本發(fā)明的含Ti-Nb鋼中，分布的Ti基和Nb基析出物的平均尺寸為30～60nm。當(dāng)析出物的平均尺寸小于30nm時，加工性較差。析出物越粗大，加工性越好。然而，當(dāng)析出物的平均尺寸大于60nm時，對加工性產(chǎn)生不利影響的FeTiP的量就會不受歡迎地增加。也就是說，為了獲得尺寸為60nm或更大的析出物，需要高的卷取溫度。在本發(fā)明中已經(jīng)確定，卷取溫度的增加會導(dǎo)致更多的FeTiP析出物。因此，能夠阻止FeTiP析出的粗大析出物尺寸的上限值已經(jīng)證實(shí)是60nm。
鍍鋅層在根據(jù)本發(fā)明的冷軋鋼板表面上形成。此時，在冷軋鋼板中的Al含量會影響鍍鋅層的抗粉化性能。下式是從鍍層重量損耗(依據(jù)粉化估計(jì))和鋼板中Al含量的關(guān)系回歸得到的鍍層的重量損耗＝-0.0642Ln(鋼中溶解Al含量(％))-0.0534。
鍍層中重量損耗小于參考值的鍍鋅鋼板可以依據(jù)下列步驟制造在鍍層的重量損耗參考值確定后，采用上式計(jì)算鋼板中的Al含量。接著，加入比計(jì)算的Al含量更多的Al以制造重量損耗小于參考值的鍍鋅鋼板。
接下來，解釋本發(fā)明的方法。
將如此制得的鋼板坯再加熱，然后在Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)的精軋條件下熱軋。本發(fā)明的含Ti-Nb鋼的Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)為約900℃。當(dāng)終軋溫度在不高于Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度下處于兩相區(qū)時，就會出現(xiàn)不利地影響r值的結(jié)構(gòu)。
接著，卷取熱軋鋼板。
卷取溫度(CT)必須滿足下式4[式4]CT＝730√(1-(Ti*/0.027)2)±15℃其中Ti*代表Ti(％)-3.43N(％)。
Ti*是指在與鋼中N結(jié)合后剩余的有效Ti量。因此，在有效Ti量相對較大的條件下，存在較大可能性的是不利影響加工性的FeTiP可能會析出。為了阻止FeTiP的析出，優(yōu)選在低溫下進(jìn)行卷曲。在有效Ti量相對較小的條件下，為了得到較高的r值，需要將溶解C固定成TiC析出物的形式。為了此目的，優(yōu)選在高溫下進(jìn)行卷曲。式4是根據(jù)有效Ti量考慮到形成粗大析出物的驅(qū)動力而得到的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式。
從圖7中看出，卷取溫度依賴于式4。如圖7所示，r值在式4計(jì)算出的卷取溫度±15℃的范圍內(nèi)較好。
將這樣卷取的熱軋鋼板進(jìn)行冷軋。
為得到高r值，冷軋優(yōu)選在冷軋壓縮率為70％或更大時進(jìn)行。更優(yōu)選地，冷軋?jiān)诶滠垑嚎s率為70％～90％時進(jìn)行。
將這樣冷軋的冷軋鋼板進(jìn)行退火。
退火優(yōu)選連續(xù)進(jìn)行。退火溫度優(yōu)選在780～860℃的范圍內(nèi)。當(dāng)退火溫度低于780℃時，幾乎不可能得到2.0或更高的r值。當(dāng)退火溫度高于860℃時，由于工藝中的高溫退火，可能引起鋼帶的形狀問題。當(dāng)本發(fā)明的含Ti-Nb鋼中的Al含量不小于0.151％或0.21％時，退火溫度可以降低到830℃或更低。退火溫度優(yōu)選在780～830℃進(jìn)行。
在連續(xù)退火后，優(yōu)選以7～30℃/秒的速率進(jìn)行冷卻。例如，在鋼板的抗拉強(qiáng)度為45kg等級的條件下，冷卻速率優(yōu)選為15～30℃/秒。當(dāng)冷卻速率小于15℃/秒時，很難獲得45kg等級的抗拉強(qiáng)度。
在連續(xù)退火后，為了控制形狀或表面粗糙度，可以以適當(dāng)?shù)膲嚎s速率進(jìn)行表皮光軋(skin pass rolling)。另外，本發(fā)明的冷軋鋼板可以應(yīng)用于表面處理鋼板的原始鋼板。表面處理的例子包括鍍鋅和鍍鋅退火等。鍍鋅和可能必要的鍍鋅退火可以緊隨連續(xù)退火進(jìn)行。
在下文中，將參考下列實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。
表中所示的式1-4如下[式1-1]-抗拉強(qiáng)度35kg和40kg等級29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9[式1-2]-抗拉強(qiáng)度45kg等級29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50[式2]0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5[式3]
0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2[式4]730√(1-(Ti*/0.027)2)±15℃[其中Ti*＝Ti(％)-3.43N(％)][實(shí)施例1]在將下表1所示的鋼坯在Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行熱軋并卷取后，將所得卷材冷軋，并在下表2所示的條件下連續(xù)退火以制造冷軋鋼板。冷軋鋼板的機(jī)械性能如下表2所示。如表1所示，Si和S的含量都為0.01％。
表1

表2

如表2所示的r值通過如下方法得到首先施加15％的拉伸預(yù)應(yīng)變測定，然后將在L方向(軋制方向)、D方向(與軋制方向成45°)和C方向(與軋制方向成90°)獲得的值根據(jù)三點(diǎn)法按照下式進(jìn)行平均r＝(rL+2rD+rC)/4。另外，抗粉化性能，也就是鍍層的重量損耗，通過如下方法得到在直徑為100mm的盤內(nèi)沖出一個試樣，以延展率為2.0進(jìn)行深拉，并稱重。
如表1和表2所示，本發(fā)明的鋼板可以隨意設(shè)計(jì)成35kg、40kg和45kg等級等。另外，本發(fā)明的鋼板可以具有2.0或更大的r值。而且，在粉化評估中，鍍層的重量損耗可以顯著降低。
下表3所示的鋼坯在Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上的溫度下熱軋并卷取后，將所得卷材以77％的冷軋壓縮率冷軋，并在830℃連續(xù)退火以制造冷軋鋼板。冷軋鋼板的機(jī)械性能如下表4所示。如表3所示，Si和S的含量都為0.01％。
表3

表4
將下表5所示的鋼坯在910℃進(jìn)行精整熱軋以獲得熱軋鋼板，在表6所示的條件下將熱軋鋼板卷取后，將所得卷材以77％的冷軋壓縮率冷軋，并在如下表7所示的條件下連續(xù)退火。冷軋鋼板的機(jī)械性能如下表6所示。
如表5所示，Si和S的含量都為0.01％。
表5

Ti*表示Ti-3.43N(％)的總量表6

式4730√(1-(Ti*/0.027)2從表6中可以看出，如果通過在卷取溫度(目標(biāo)溫度，依賴于Ti*的有效量)下卷取根據(jù)本發(fā)明方法制得的鋼，從而制造鋼板，就可以穩(wěn)定地制造具有很高r值的極易成形的高強(qiáng)度鋼板。
下表7所示的鋼坯在910℃進(jìn)行精整熱軋以獲得厚為3.2mm的熱軋鋼板。在表8所示的條件下將熱軋鋼板卷取后，將所得卷材以77％的冷軋壓縮率進(jìn)行冷軋。測量冷軋鋼板的退火再結(jié)晶終溫和機(jī)械性能。結(jié)果示于下表8。
如表7所示，Si和S含量都為0.01％。
表7

表8

如表8所示，當(dāng)鋼板在低于目標(biāo)卷取溫度的溫度下卷取時，可以觀察到超細(xì)析出物。超細(xì)析出物的存在降低了r值并增加了退火再結(jié)晶終溫。過高的卷取溫度會導(dǎo)致鋼中形成大量FeTiP，這也是低r值的原因。FeTiP在退火時分解，阻止了再結(jié)晶結(jié)構(gòu)的發(fā)展。當(dāng)溶解Al含量如鋼號33一樣高時，析出物就會穩(wěn)定形成(尺寸稍有增加)，從而提高加工性并降低退火再結(jié)晶溫度。
工業(yè)應(yīng)用性從上述描述中很明顯地看出，通過減少Ti基析出物分布和以及粗大尺寸的析出物，根據(jù)本發(fā)明的薄鋼板具有良好的加工性、低溫退火性能和良好的抗粉化性能。
雖然為了例證的目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不背離所附權(quán)利要求中公開的本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以有各種變化、增加和替代。
權(quán)利要求
1.一種極易成形的高強(qiáng)度薄鋼板，所述鋼板具有的組成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％或更少的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解鋁、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、選自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一種或兩種，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其中依據(jù)所需的抗拉強(qiáng)度，組分P、Mn、Ti、Nb和B滿足下式1-1和1-2表示的關(guān)系在抗拉強(qiáng)度為35kg和40kg等級時，29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9……式1-1在抗拉強(qiáng)度為45kg等級時，29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50……式1-2其中組分Ti、N、C和Nb滿足下式2和3表示的關(guān)系0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5……式20.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2……式3，Ti基和Nb基析出物以平均尺寸30～60nm分布。
2.一種具有良好抗粉化性能的極易成形的高強(qiáng)度薄鋼板，所述薄鋼板具有的組成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％或更少的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解鋁、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、選自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一種或兩種，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其中依據(jù)所需的抗拉強(qiáng)度，組分P、Mn、Ti、Nb和B滿足下式1-1和1-2表示的關(guān)系在抗拉強(qiáng)度為35kg和40kg等級時，29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]-35～44.9……式1-1在抗拉強(qiáng)度為45kg等級時，29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50……式1-2其中組分Ti、N、C和Nb滿足下式2和3表示的關(guān)系0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5……式2，和0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2……式3，和其中Ti基和Nb基析出物以平均尺寸30～60nm分布，鋼板在其表面形成一層鍍鋅層，且在鋼板中的A1含量不少于依據(jù)下式計(jì)算的值鍍層重量損耗＝-0.0642Ln(鋼中溶解A1的含量(％))-0.0534。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的極易成形的高強(qiáng)度薄鋼板，其中Al含量是0.151％～0.4％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的極易成形的高強(qiáng)度薄鋼板，其中Al含量是0.21％～0.4％。
5.一種制造極易成形的高強(qiáng)度薄鋼板的方法，所述方法包括以下步驟精整熱軋鋼板坯，所述鋼板坯具有的組成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％或更少的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解鋁、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、選自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一種或兩種，余量為Fe和在奧氏體單相區(qū)域中不可避免的雜質(zhì)，其中依據(jù)所需的抗拉強(qiáng)度，組分P、Mn、Ti、Nb和B滿足下式1-1和1-2表示的關(guān)系在抗拉強(qiáng)度為35kg和40kg等級時，29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9……式1-1在抗拉強(qiáng)度為45kg等級時，29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50……式1-2其中組分Ti、N、C和Nb滿足下式2和3表示的關(guān)系0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5……式2，和0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2……式3，和在符合下列條件的溫度下卷取所得的鋼板坯730√(1-(Ti*/0.027)2)±15℃[其中Ti*＝Ti(％)-3.43N(％)]；冷軋卷材；和在780～860℃下對冷軋卷材進(jìn)行連續(xù)退火。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的制造極易成形的高強(qiáng)度薄鋼板的方法，其中Al含量是0.151％～0.4％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的制造極易成形的高強(qiáng)度薄鋼板的方法，其中Al含量是0.21％～0.4％。
8.制造根據(jù)權(quán)利要求1或2的極易成形的高強(qiáng)度薄鋼板的方法，其中連續(xù)退火在780～830℃下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于各種應(yīng)用(例如汽車)的極易成形的高強(qiáng)度薄鋼板和制造該薄鋼板的方法。薄鋼板具有的組成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％或更少的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解鋁、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、選自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一種或兩種，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其中依據(jù)所需的抗拉強(qiáng)度，組分P、Mn、Ti、Nb和B滿足下式1－1和1－2表示的關(guān)系[式1－1]－抗拉強(qiáng)度為35kg和40kg等級，29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)－133.8Ti(％)+1 57.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]=35～44.9，[式1－2]－抗拉強(qiáng)度為45kg等級，29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)－86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]=45～50，其中組分Ti、N、C和Nb滿足下式2和3表示的關(guān)系[式2]0.6≤(1/0.65)(Ti－3.43N)/4C≤3.5[式3]0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2Ti基和Nb基析出物以30～60nm的平均尺寸分布。本發(fā)明還公開了在其表面包括鍍層的薄鋼板及其制造方法。
文檔編號C21D9/48GK1578845SQ03801419
公開日2005年2月9日 申請日期2003年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者康熙宰, 韓箱浩 申請人:Posco公司