專利名稱：生產(chǎn)超高強(qiáng)度冷軋和熱軋薄鋼板的方法及由此獲得的薄板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過熱軋之后接著冷軋而制造超高強(qiáng)度薄鋼板的方法和由此獲得的冷軋薄板。
背景技術(shù)：
尤其為了滿足汽車工業(yè)的特殊要求，超高強(qiáng)度鋼近年來已有所發(fā)展，這些特殊要求具體為零部件的重量減輕和因而厚度減小，以及通過提高零部件的疲勞強(qiáng)度和沖擊性能獲得的安全性的改善。而且，這些改善一定不能使用于制造零部件的薄板的可成形性受到損害。該可成形性尤其假設(shè)鋼具有高延伸率。
零部件的疲勞性能按照它們所經(jīng)受的應(yīng)力限定它們的壽命，而這可以通過提高鋼的抗拉強(qiáng)度Rm而改善。然而，提高強(qiáng)度降低了鋼的可成形性，因此限制了可以生產(chǎn)的零部件，尤其是在它們的厚度方面。
作為錳合金鋼的第一族高強(qiáng)度鋼含有高比例的具有鐵素體-貝氏體結(jié)構(gòu)的碳和錳(大于1.2％)是已知的。它們具有800MPa的極限抗拉強(qiáng)度，并且可以通過只熱軋到2.3mm的最小厚度而獲得，因?yàn)樘砑渝i提高了熱硬度且限制了軋制壓縮能力。
第二族超高強(qiáng)度鋼為HYS(高屈服強(qiáng)度)鋼，該HYS鋼為屈服強(qiáng)度在315MPa和700MPa之間的微合金化鋼。它們不能通過熱軋至小于1.8mm的厚度獲得，因?yàn)樵厝玮壍奶砑犹岣吡藷嵊捕炔⑾拗屏塑堉茐嚎s能力。
第三族超高強(qiáng)度鋼為多相鋼，其結(jié)構(gòu)包括各種比例的鐵素體和/或貝氏體和/或馬氏體，但不能通過熱軋得到小于1.5mm的厚度，因?yàn)楦郊釉厝珏i、鉻和鉬的添加提高了熱硬度并限制了軋制壓縮能力，即使元素的選擇對于這些等級最優(yōu)以達(dá)到最小的可能厚度也是如此。
此外，已知的是，冷軋薄板可以通過其后將進(jìn)行熱循環(huán)的壓縮比大于60％的冷軋道次獲得比通過簡單的熱軋得到的帶材更薄的帶材。然而，該方法不能得到高強(qiáng)度值，因?yàn)樗枰诶滠堉笸ㄟ^熱處理使結(jié)構(gòu)再結(jié)晶。因此，得到的機(jī)械性能在抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度方面同時(shí)減小100MPa以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過提供一種用于獲得鋼帶材的方法來克服先有技術(shù)鋼的缺點(diǎn)，該鋼帶材的機(jī)械性能與熱軋之后獲得的機(jī)械性能類似，但厚度小于目前用先有技術(shù)鋼可獲得的厚度。
為此，本發(fā)明的第一目的是一種用于通過熱軋之后接著冷軋而制造高強(qiáng)度薄鋼板的方法，該高強(qiáng)度薄鋼板具有450MPa或更高的抗拉強(qiáng)度Rm，該方法包括以下步驟-熱軋高強(qiáng)度鋼，以便得到熱軋薄板；然后-以10％和20％之間的壓縮比冷軋所述熱軋薄板；并且然后-使如此軋制的所述薄板在低于Ac3的溫度下經(jīng)受消除應(yīng)力退火熱處理(恢復(fù)熱處理)。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，高強(qiáng)度鋼是選自具有鐵素體-貝氏體結(jié)構(gòu)的錳合金鋼、多相鋼和微合金HYS鋼。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，高強(qiáng)度鋼具有600MPa或更高，優(yōu)選地800MPa或更高的抗拉強(qiáng)度Rm。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，消除應(yīng)力退火熱處理為在低于Ac1的溫度下進(jìn)行的退火。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，消除應(yīng)力退火熱處理為在高于Ac1但低于Ac3的溫度下進(jìn)行的退火。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，在所述消除應(yīng)力退火熱處理之后，通過使帶材穿過液體金屬池，例如包含鋅或鋅合金的池而涂敷該帶材。
本發(fā)明的第二目的是一種可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的冷軋高強(qiáng)度薄鋼板，該薄鋼板具有450MPa或更高的抗拉強(qiáng)度Rm，和1.5mm或更小、優(yōu)選地1.4mm或更小以及優(yōu)選得多的1.3mm或更小的厚度。
按照本發(fā)明所述的薄板反還可以單獨(dú)地或者組合地具有下列特點(diǎn)-高強(qiáng)度鋼選自具有鐵素體-貝氏體結(jié)構(gòu)的錳合金鋼、多相鋼和微合金HYS鋼；-薄板的鋼具有600MPa或更高，優(yōu)選地800MPa或更高的抗拉強(qiáng)度Rm；-薄板包括金屬涂層；和-薄板是鍍鋅的。
根據(jù)本發(fā)明的方法是首先熱軋高強(qiáng)度鋼以獲得厚度通常等于2.5mm或更小的熱軋帶材。該軋制的目的是為了得到均勻的結(jié)構(gòu)。
然后該方法是以10％和20％之間的壓縮比冷軋熱軋帶材。以低壓縮比進(jìn)行該軋制，以免過度地和不可逆地改變基底金屬的性能。特別地，不希望得到在熱處理之后再結(jié)晶的結(jié)構(gòu)。該壓縮比可以在常規(guī)再軋線上得到，并具有在單軋制道次中進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間。它也可以通過鍍鋅線入口處的機(jī)座上的軋制道次進(jìn)行，因而可以在單線上進(jìn)行壓縮和隨后的消除應(yīng)力退火熱處理。應(yīng)該注意的是，因?yàn)橄Ｍ玫皆谕嘶馃崽幚碇笤俳Y(jié)晶的結(jié)構(gòu)-太低的壓縮比不允許這種情況發(fā)生，所以不會用這樣低的壓縮比軋制普通冷軋鋼。
在冷軋之后，帶材在低于Ac3的溫度下經(jīng)受消除應(yīng)力退火熱處理。
消除應(yīng)力退火熱處理可以包括在速率V1下的第一快速加熱階段和接著的在速率V2下的第二較慢加熱階段，直到達(dá)到預(yù)期的均熱溫度。
該均熱溫度取決于處理的鋼的性質(zhì)。
在該均熱之后，以冷卻速率V3將帶材冷卻至室溫。也可以將帶材冷卻至接近液體金屬池如鋅池的溫度，并在以冷卻速率V4將帶材冷卻至室溫之前將該帶材浸入該池中。
該循環(huán)的各種參數(shù)限定成允許結(jié)構(gòu)恢復(fù)，也就是說允許冷軋期間產(chǎn)生的位錯(cuò)重新排列，以獲得晶粒亞晶界。
由于冷軋期間的低壓縮比和熱處理參數(shù)，鋼不經(jīng)受再結(jié)晶。
因此，對于多相鋼型的超高強(qiáng)度鋼來說，速率V1在10℃/S和40℃/S之間，V2在5℃/S和25℃/S之間，均熱溫度在650℃和750℃/S之間，而均熱時(shí)間在10秒和30秒之間。冷卻速率V3在10℃/S和60℃/S之間，并且使帶材在浸入鍍鋅池之前冷卻至約470℃，然后以10℃/S和20℃/S之間的速率V4冷卻。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將通過非限制性示例說明本發(fā)明。
所用的縮略詞Rm抗拉強(qiáng)度，以MPa計(jì)；Re屈服強(qiáng)度，以MPa計(jì)；A延伸率，以％計(jì)；t厚度。
試驗(yàn)1將其成分在下面的表1中列出的某一等級的多相鋼鑄成板坯形式，該板坯被熱軋至其厚度達(dá)到1.6mm。隨后以10％的壓縮比冷軋?jiān)摕彳埍“?，然后?個(gè)樣品A、B和C經(jīng)受下面將要說明的消除應(yīng)力退火熱處理，其具體條件在表2中列出。
這種處理包括在38℃/S的速率V1下的第一加熱階段，直到達(dá)到在500℃和700℃之間變化的預(yù)熱溫度；和在10℃/S的速率V2下的第二加熱階段，直到達(dá)到在650℃和750℃之間變化的均熱溫度。在該溫度下加熱20秒。
隨后將薄板在20℃/S的速率V3下冷卻至470℃，然后通過使它經(jīng)過液體鋅池而進(jìn)行鍍鋅。最后，將薄板在15℃/S的速率V4下冷卻降至室溫。
然后測定樣品A、B和C的機(jī)械性能(這些在表2中示出)，同時(shí)也測定樣D和樣品E的機(jī)械性能，樣品D由同一板坯產(chǎn)生，然后進(jìn)行熱軋但不進(jìn)行冷軋，而樣品E由同一板坯產(chǎn)生，經(jīng)過熱軋，然后以10％的壓縮比進(jìn)行冷軋，但是不經(jīng)受消除應(yīng)力退火熱處理表1

成分的其余部分包括鐵和熔煉產(chǎn)生的不可避免的雜質(zhì)。
表2

這表明，10％的壓縮導(dǎo)致顯著的機(jī)械性能提高和延伸率下降。熱處理不允許結(jié)構(gòu)恢復(fù)，因此可以獲得與基底金屬相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能，但厚度更小。
還應(yīng)該注意的是，也許由于薄板是在高于升高至740℃的溫度Ac1的溫度下通過，試驗(yàn)C產(chǎn)生尤其良好的結(jié)果。這樣進(jìn)入奧氏體-鐵素體區(qū)域允許屈服強(qiáng)度降低到與基底金屬類似的水平。
試驗(yàn)2再取其成分與試驗(yàn)1的多相鋼的成分相同的某一等級的多相鋼，將該多相鋼鑄成板坯形式，熱軋?jiān)摪迮髦梁穸葹?.6mm。隨后以20％的壓縮比冷軋?jiān)摕彳埍“澹缓笫箖蓚€(gè)樣品F和G經(jīng)受與試驗(yàn)1類似的消除應(yīng)力退火熱處理，其具體條件在表3中示出。
然后測定樣品F和G的機(jī)械性能(這些在表3中示出)，同時(shí)也測定樣H和樣品I的機(jī)械性能，樣品H由同一板坯產(chǎn)生，然后進(jìn)行熱軋但不進(jìn)行冷軋，而樣品I由同一板坯產(chǎn)生，經(jīng)過熱軋，然后以20％的壓縮比進(jìn)行冷軋，但是不經(jīng)受消除應(yīng)力退火熱處理。
表3

這表明，其后將進(jìn)行消除應(yīng)力退火熱處理的20％的壓縮可以獲得比基底金屬的機(jī)械性能更高的機(jī)械性能。
根據(jù)本發(fā)明的方法有許多優(yōu)點(diǎn)，尤其是在粗糙度方面的表面外觀改善，和相對于熱軋薄鋼板的尺寸公差的改善。
權(quán)利要求
1.一種用于通過熱軋之后接著冷軋而制造一種高強(qiáng)度薄鋼板的方法，該高強(qiáng)度薄鋼板具有450MPa或更高的抗拉強(qiáng)度Rm，該方法包括以下步驟-熱軋高強(qiáng)度鋼，以獲得熱軋薄板；然后-以10％和20％之間的壓縮比冷軋所述熱軋薄板；并且然后-使如此軋制的所述薄板在低于Ac3的溫度下經(jīng)受消除應(yīng)力退火熱處理。
2.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高強(qiáng)度鋼選自具有鐵素體-貝氏體結(jié)構(gòu)的錳合金鋼、多相鋼和微合金HYS鋼。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高強(qiáng)度鋼具有600MPa或更高的抗拉強(qiáng)度Rm。
4.一種如權(quán)利要求3所述的方法，其特征還在于，所述高強(qiáng)度鋼具有800MPa或更高的抗拉強(qiáng)度Rm。
5.一種如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述消除應(yīng)力退火熱處理為在低于Ac1的溫度下進(jìn)行的退火。
6.一種如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述消除應(yīng)力退火熱處理為在高于Ac1的溫度下進(jìn)行的退火。
7.一種如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述消除應(yīng)力退火熱處理之后，通過使所述薄板穿過液體金屬池而涂敷該薄板。
8.一種如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述液體金屬池包含鋅或鋅合金。
9.一種可以通過如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法獲得的冷軋高強(qiáng)度薄鋼板，該薄鋼板具有450MPa或更高的抗拉強(qiáng)度Rm和1.5mm或更小的厚度。
10.一種如權(quán)利要求9所述的薄鋼板，其特征在于，所述高強(qiáng)度鋼選自具有鐵素體-貝氏體結(jié)構(gòu)的錳合金鋼、多相鋼和微合金HYS鋼。
11.一種如權(quán)利要求9或10所述的薄鋼板，其特征在于，所述鋼具有600MPa或更高的抗拉強(qiáng)度Rm。
12.一種如權(quán)利要求11所述的薄鋼板，其特征在于，所述鋼具有800MPa或更高的抗拉強(qiáng)度Rm。
13.一種如權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的薄鋼板，其特征在于，它包括金屬涂層。
14.一種如權(quán)利要求13所述的薄鋼板，其特征在于，它是鍍鋅的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)高強(qiáng)度薄鋼板的方法，該高強(qiáng)度薄鋼板被熱軋以及接著被冷軋，并具有大于或等于450MPa的抗拉強(qiáng)度Rm。本發(fā)明方法包括下列步驟熱軋高強(qiáng)度鋼以便產(chǎn)生熱軋鋼板；以10％和20％之間的壓縮比冷軋所述熱軋鋼板；并且最后，使所軋制的鋼板在低于Ac3的溫度下經(jīng)受部分退火熱處理。本發(fā)明還涉及如此獲得的鋼板。
文檔編號C21D8/04GK1742103SQ200480002542
公開日2006年3月1日 申請日期2004年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者X·巴諾, J·科奎雷 申請人:于西納公司