專利名稱：具有優(yōu)異可成形性的烘烤可硬化冷軋鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于汽車車體等的冷軋鋼板。更具體地，本發(fā)明涉及通過利用細(xì)沉淀(fine precipitate)控制晶粒中固溶碳的含量而使烘烤硬化性和可成形性得以改進(jìn)的冷軋鋼板，以及制造所述冷軋鋼板的方法。

背景技術(shù)：
對于用于汽車車體外板的材料，通常使用烘烤硬化冷軋鋼板以提高抗沖擊性。烘烤硬化冷軋鋼板通過沖壓成形而具有優(yōu)異的延展性，并且在沖壓成形之后，通過烘漆(paint baking)或涂敷處理(coating treatment)而提高屈服強(qiáng)度。即，由于作為間隙元素的碳或氮在鋼中是固溶體形式，并且固定由沖壓成形造成的錯位，所以增高了烘烤硬化冷軋鋼板的屈服點(diǎn)。
烘烤硬化冷軋鋼板包括鋁鎮(zhèn)靜鋼(其為分批退火材料)，以及無間隙鋼(IF鋼)。
對于是分批退火材料的鋁鎮(zhèn)靜鋼的情形，鋼中保留少量的固溶碳，并且確?？估匣裕瑫r(shí)在烘烤處理后提供10～20MPa級的烘烤硬化性。然而，對于這種分批退火材料，存在著即使在烘烤處理后屈服強(qiáng)度的增加較低、以及生產(chǎn)能力較低的缺點(diǎn)。
在對于IF鋼的情形，由于通過向鋼中加入鈦或鈮而使鋼中的固溶碳或氮完全沉淀，所以提高了鋼的可成形性。通過賦予IF鋼烘烤硬化性而制造烘烤硬化IF鋼。對于烘烤硬化的IF鋼，通過控制鈦或鈮的加入量和碳的加入量使得鋼中保留適量的碳，從而確保烘烤硬化性。然而，對于烘烤硬化IF鋼的情形，為了使鋼中固溶體中保留適量的碳，需要將硫和氮(其能夠與鈦或鈮反應(yīng)并生成它們的沉淀)的加入量控制在非常窄的范圍內(nèi)，以及也需要控制碳、鈦或鈮的加入量。因此，要確保高質(zhì)量的產(chǎn)品很困難，并且制造成本增加。


發(fā)明內(nèi)容
[技術(shù)問題] 因此，針對上述問題作出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供這樣一種烘烤可硬化冷軋鋼板及其制造方法，由于在不加入Ti和Nb的情況下即具有較高的塑性-各向異性指數(shù)以及較低的平面各向異性指數(shù)，該鋼板烘烤硬化性和可成形性得到提高。
[技術(shù)方案] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明上述和其它目標(biāo)可通過提供烘烤可硬化冷軋鋼板而實(shí)現(xiàn)，該冷軋鋼板包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.03％的S；0.01％～0.1％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.03％～0.2％的Mn和0.005％～0.2％的Cu中的至少一種；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，當(dāng)鋼板包含Mn和Cu中的一種時(shí)，Mn、Cu以及S以重量計(jì)的組成滿足下列關(guān)系中的一種0.58*Mn/S≤10和1≤0.5*Cu/S≤10，并且當(dāng)鋼板同時(shí)包含Mn和Cu時(shí)，Mn、Cu和S以重量計(jì)的組成滿足關(guān)系Mn+Cu≤0.3并且2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20，并且其中MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀的平均尺寸為0.2μm或更小。
按照選自由Mn和Cu組成的組的加入元素可以將本發(fā)明的冷軋鋼板分為三類。即，(1)只加入Mn的鋼(不含Cu，也可稱為“MnS沉淀鋼”)，(2)只加入Cu的鋼(不含Mn，也可稱為“CuS沉淀鋼”)，以及(3)加入Mn和Cu的鋼(也可稱為“MnCu沉淀鋼”)，詳細(xì)描述如下。
(1)MnS沉淀鋼包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.005％～0.03％的S；0.01％～0.1％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.05％～0.2％的Mn；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，Mn和S以重量計(jì)的組成滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10，其中MnS沉淀具有0.2μm或更小的平均尺寸。制造MnS沉淀鋼的方法包括以下步驟在將板材鋼料再加熱到1100℃或更高溫度之后，采用在Ar3轉(zhuǎn)變溫度或更高溫度下的精軋來對板材鋼料進(jìn)行熱軋，以提供熱軋鋼板，所述板材鋼料包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.005％～0.03％的S；0.01％～0.1％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.05％～0.2％的Mn；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，Mn和S以重量計(jì)的組成滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10；以200℃/min或更快的冷卻速率將熱軋鋼板冷卻；在700℃或更低溫度下將冷卻的鋼板成卷；冷軋?jiān)撲摪?；以及連續(xù)退火該冷軋的鋼板。
(2)CuS沉淀鋼包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.025％的S；0.01％～0.08％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.01％～0.2％的Cu；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，Cu和S以重量計(jì)的的組成滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤10，其中CuS具有0.1μm或更小的平均尺寸。制造CuS沉淀鋼的方法包括以下步驟在將板材鋼料再加熱到1100℃或更高溫度之后，采用在Ar3轉(zhuǎn)變溫度或更高溫度下的精軋來對板材鋼料進(jìn)行熱軋，以提供熱軋鋼板，所述板材鋼料包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.025％的S；0.01％～0.08％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.01％～0.2％的Cu；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，Cu和S以重量計(jì)的組成滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤10，以300℃/min或更快的冷卻速率將熱軋鋼板冷卻；在700℃或更低溫度下將冷卻的鋼板成卷；冷軋?jiān)撲摪?；連續(xù)退火該冷軋的鋼板。
(3)MnCu沉淀鋼包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.025％的S；0.01％～0.08％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.03％～0.2％的Mn；0.005％～0.2％的Cu；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，Mn、Cu和S以重量計(jì)的組成滿足關(guān)系Mn+Cu≤0.3和2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20，其中MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀具有0.2μm或更小的平均尺寸。制造MnCu沉淀鋼的方法包括以下步驟在將板材鋼料再加熱到1100℃或更高溫度之后，采用在Ar3轉(zhuǎn)變溫度或更高溫度下的精軋來對板材鋼料進(jìn)行熱軋，以提供熱軋鋼板，所述板材鋼料包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.025％的S；0.01％～0.08％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.03％～0.2％的Mn；0.005％～0.2％的Cu；余下的為Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，Mn、Cu和S以重量計(jì)的組成滿足關(guān)系Mn+Cu≤0.3和2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20；以300℃/min或更快的冷卻速率將熱軋鋼板冷卻；在700℃或更低溫度下將冷卻的鋼板成卷；冷軋?jiān)撲摪?；連續(xù)退火該冷軋的鋼板。
本發(fā)明的上述烘烤可硬化冷軋鋼板可以用于具有240MPa級抗拉強(qiáng)度的可延展冷軋鋼板，或者用于具有340MPa級或更高抗拉強(qiáng)度的高強(qiáng)度冷軋鋼板。
對于240MPa級的可延展冷軋鋼板的情形，該鋼板包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.03％的S；0.01％～0.1％的Al；0.004％或更少的N；0.015％或更少的P；0.03～0.2％的Mn和0.005％～0.2％的Cu中的至少一種；以及余量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，當(dāng)鋼板包含Mn和Cu中的一種時(shí)，Mn、Cu和S以重量計(jì)的組成滿足一種下列關(guān)系0.58*Mn/S≤10和1≤0.5*Cu/S≤10，當(dāng)鋼板同時(shí)包含Mn和Cu時(shí)，Mn、Cu和S以重量計(jì)的組成滿足關(guān)系Mn+Cu≤0.3和2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20，其中MnS、CuS和(Mn，Cu)S具有0.2μm或更小沉淀的平均尺寸。
對于340Mpa級或更高級的高強(qiáng)度冷軋鋼板的情形，該鋼板可分為其中至少包含作為固溶強(qiáng)化元素的P、Si和Cr中的一種的鋼，以及其中包含更高含量的作為沉淀強(qiáng)化元素的N的鋼。即，在可延展冷軋鋼板中優(yōu)選包含0.2％或更少的P、0.1％～0.8％的Si、以及0.2％～1.2％的Cr中的至少一種。如果只將P加入到可延展冷軋鋼板中，那么P的含量優(yōu)選在0.03％～0.2％的范圍?？蛇x擇地，通過將N的含量增加至0.005％～0.02％并且加入0.03％～0.06％的P，高強(qiáng)度特性可以借助AlN沉淀而得到保證。
為了進(jìn)一步提高冷軋鋼板的可成形性，鋼板還可以包含0.01％～0.2％的Mo。
[有益效果] 由上所述，根據(jù)本發(fā)明，該烘烤可硬化冷軋鋼板允許通過細(xì)的MnS、CuS、(Mn、Cu)S沉淀而控制晶粒中固溶體的含量，從而提供提高的烘烤硬化性、可成形性、屈服強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度-延展性平衡。



從下面結(jié)合附圖所進(jìn)行的詳細(xì)描述中，將會更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特征以及其他優(yōu)點(diǎn)，其中 圖1a至1c是示出晶粒中固溶碳的含量與沉淀尺寸之間的關(guān)系的圖示，其中，圖1a示出了MnS沉淀鋼的情形，圖1b示出了CuS沉淀鋼的情形，圖1c示出了MnCu沉淀鋼的情形； 圖2a和2b是示出MnS沉淀尺寸和冷卻速率之間的關(guān)系的圖示，其中圖2a示出了0.58*Mn/S＜10的情形，圖2b示出了0.58*Mn/S＞10的情形； 圖3a至3c是示出CuS沉淀尺寸和冷卻速率之間的關(guān)系的圖示，其中圖3a示出0.5*Cu/S＝2.56的情形，圖3b示出了0.5*Cu/S＝8.1的情形，圖3c示出0.5*Cu/S＝28的情形；以及 圖4a和4b是示出MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀尺寸和冷卻速率之間的關(guān)系的圖示，其中，圖4a示出了2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20的情形，圖4b示出了0.5*(Mn+Cu)/S＞20的情形。

具體實(shí)施例方式 現(xiàn)在對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。但是，應(yīng)該注意本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式。對于本發(fā)明鋼板的組成，“重量百分比”在下文中將簡單表示為“％”。
本發(fā)明的發(fā)明人在考察不加入Ti和Nb的情況下提高烘烤硬化性中發(fā)現(xiàn)了新的事實(shí)，將描述如下。即，MnS、CuS、(Mn，Cu)S細(xì)沉淀可合適地控制晶粒中固溶碳的含量，從而提高屈服強(qiáng)度，尤其是烘烤后的屈服強(qiáng)度。這些沉淀不僅對由沉淀強(qiáng)化導(dǎo)致的屈服強(qiáng)度的增加產(chǎn)生積極影響、而且對塑性-各向異性指數(shù)以及平面各向異性指數(shù)產(chǎn)生積極影響。
參考圖1a至1c，可以看出，MnS、CuS、(Mn，Cu)S沉淀的分布越細(xì)，晶粒中固溶碳含量的降低程度越大。這歸因于保留在晶粒中的固溶碳的相對自由的運(yùn)動。更具體地說，固溶碳能在晶粒中自由運(yùn)動，然后易于與可移動位錯結(jié)合，從而影響室溫下的老化特性。固溶碳也可以移動到更穩(wěn)定的區(qū)域，如晶界或沉淀周圍，在這些區(qū)域中析出，并且在那里于高溫下活化，例如，在烘漆處理期間，從而影響烘烤硬化性。因此，晶粒中固溶碳含量的減少意味著碳存在于諸如晶界或細(xì)沉淀周圍的更穩(wěn)定區(qū)域，并影響烘烤硬化性。
圖1a至1c是示出晶粒中固溶碳的含量與沉淀尺寸之間關(guān)系的圖示，其中，圖1a示出了MnS沉淀鋼的情形，圖1b示出了CuS沉淀鋼的情形，圖1c示出了MnCu沉淀鋼的情形。沉淀的尺寸越細(xì)晶粒中固溶碳的含量降低得就越多，而且對于在碳總含量中不存在于晶粒中的碳來說，其有效地影響烘烤硬化性。參考圖1a至1c，可以看出，當(dāng)MnS沉淀具有約0.2μm或更小的尺寸時(shí)(圖1a)，當(dāng)CuS沉淀具有約0.1μm或更小的尺寸時(shí)(圖1b)，以及當(dāng)MnCu沉淀具有約0.2um或更小的尺寸時(shí)(圖1c)，晶粒中固溶碳的含量減少至約20ppm或更低。
同樣地，為了確保對烘烤硬化性有效的碳含量，具有精細(xì)分布的MnS、CuS、MnCu-沉淀同時(shí)保持鋼中的碳含量在0.003％～0.005％的范圍很重要。因此，對用于精細(xì)地分布這些沉淀的方法進(jìn)行了研究，并且結(jié)果表明，通過控制Mn、Cu和S的含量、以及這些元素在鋼中的組成、并結(jié)合控制熱軋后的冷卻速率，就能夠?qū)崿F(xiàn)這些沉淀在晶粒中的精細(xì)分布。
圖2a是在將鋼板熱軋之后考察相應(yīng)于冷卻速率的沉淀尺寸而得到的圖示，所述鋼板包含0.004％的C；0.15％的Mn；0.008％的P；0.015％的S；0.03％的Al；0.0012％的N(其中0.58*Mn/S＝5.8)。參考圖2a，在Mn和S的組成滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10的條件下，通過控制鋼板的冷卻速率，MnS沉淀具有0.2μm或更小的尺寸。
圖3a是在將鋼板熱軋之后考察相應(yīng)于冷卻速率的沉淀尺寸而得到的圖示，所述鋼板包含0.004％的C；0.01％的P；0.008％的S；0.05％的Al；0.0014％的N；0.041％Cu(其中0.5*Cu/S＝2.56)。參考圖3a，在Cu和S的組成滿足關(guān)系0.5*Cu/S≤10的條件下，通過控制鋼板的冷卻速率，CuS沉淀具有0.1μm或更小的尺寸。
圖4a是在將鋼板冷軋之后考察相應(yīng)于冷卻速率的沉淀尺寸而得到的圖示，所述鋼板包含0.004％的C；0.13％的Mn；0.009％的P；0.015％的S；0.04％的Al；0.0029％的N；0.04％Cu(其中Mn+Cu＝0.17％并且0.5*(Mn+Cu)/S＝5.67)。參考圖4a，在Mn、Cu和S的組成滿足關(guān)系2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20的條件下，通過控制鋼板的冷卻速率，MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀具有0.2μm或更小的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的烘烤可硬化的冷軋鋼板具有高屈服強(qiáng)度，這樣就能使鋼板的厚度減少。因此，根據(jù)本發(fā)明的冷軋鋼板具有使其產(chǎn)品重量降低的效果。另外，本發(fā)明的冷軋鋼板的低的平面各向異性將在鋼板加工期間或之后皺褶和耳狀物(ear)的形成降到最低。由于通過細(xì)沉淀使保留在晶界中的碳含量適當(dāng)，所以本發(fā)明的冷軋鋼板還具有強(qiáng)化了的晶界，從而防止了由加工后變?nèi)醯木Ы缫鸬拇嘈詳嗔选?br> 下面對本發(fā)明的烘烤可硬化冷軋鋼板及其制造方法進(jìn)行詳細(xì)描述。 [本發(fā)明的冷軋鋼板] 碳(C)0.003％～0.005％ 盡管由于細(xì)沉淀的緣故而減少了晶粒中固溶碳的含量(由于碳在晶界或細(xì)沉淀的周圍析出)，在不損害室溫下的老化特性的情況下增大了烘烤硬化性，因?yàn)檩^高量的碳析出在晶界或細(xì)沉淀周圍。也就是說，由于鋼板中的碳含量增大，增大含量的碳在晶界或細(xì)沉淀周圍析出，這是增大鋼板烘烤硬化性的有效方式。因此，為了確保烘烤硬化性，鋼板中的碳含量必須在0.003％或更高。也就是說，為了提高烘烤硬化性，碳含量超過0.0030％和0.0031％或更高。然而，如果碳含量超過0.005％，可成形性迅速降低。因此，碳含量優(yōu)選在0.003％～0.005％的范圍內(nèi)。
硫(S)0.003％～0.03％ 硫含量低于0.003％不僅可導(dǎo)致MnS、CuS、(Mn，Cu)S沉淀量的降低，而且產(chǎn)生過量的粗沉淀，從而降低鋼板的烘烤硬化性。硫的含量高于0.03％可導(dǎo)致大量的固溶硫，從而顯著降低鋼板的延展性和可成形性，并增加熱脆的可能性。根據(jù)本發(fā)明，對于MnS沉淀鋼，硫含量優(yōu)選在0.005％～0.03％的范圍內(nèi)，對于CuS沉淀鋼，硫含量優(yōu)選在0.003％～0.025％的范圍內(nèi)。對于MnCu沉淀鋼，硫含量優(yōu)選在0.003％～0.025％的范圍內(nèi)。
鋁(Al)0.01％～0.1％ 鋁為合金元素，通常用作脫氧劑。然而，在本發(fā)明中，把鋁加入到鋼中用于沉淀在鋼中的氮。并因此防止了可成形性因固溶氮而降低。鋁含量低于0.01％會導(dǎo)致固溶氮含量的升高，從而降低可成形性，而鋁含量高于0.1％會導(dǎo)致固溶鋁升高，從而降低鋼的延展性。根據(jù)本發(fā)明，對于CuS沉淀鋼和MnCu沉淀鋼，鋁含量優(yōu)選在0.01％～0.08％的范圍內(nèi)。如果氮含量增大到0.005％～0.02％，那么通由于AIN沉淀的強(qiáng)化效果可以獲得高強(qiáng)度鋼板。
氮(N)0.02％或更低 氮是在鋼生產(chǎn)過程中引入到鋼中的不可避免的元素，并且為了獲得強(qiáng)化效果，優(yōu)選以不超過0.02％的量加入到鋼中。為了獲得可延展鋼板，氮含量優(yōu)選為0.004％或更低。為了獲得高強(qiáng)度鋼板，氮含量優(yōu)選為0.005％～0.02％。盡管為了獲得強(qiáng)化效果氮含量必須為0.005％或更高，但是氮含量超過0.02％會導(dǎo)致鋼板的可成形性變差。為了利用氮提供高強(qiáng)度的鋼，磷含量優(yōu)選在0.03％～0.06％。根據(jù)本發(fā)明，為了借助AIN沉淀確保高強(qiáng)度，Al和N的組合，即，0.52*Al/N(這里Al和N以重量百分比計(jì))優(yōu)選在1～5的范圍內(nèi)。Al和N的組合(0.52*Al/N)低于1會由于固溶氮而導(dǎo)致可成形性降低，反之，Al和N的組合(0.52*Al/N)高于5會導(dǎo)致可忽略的強(qiáng)化效果。
磷(P)0.2％或更低 磷為合金元素，其在允許r-值(塑性-各向異性指數(shù))少量降低的同時(shí)可增大固溶體的強(qiáng)化效果，并且可確保其中沉淀被控制的鋼的高強(qiáng)度。因此，為了通過控制P的含量而確保高強(qiáng)度，P含量優(yōu)選為0.2％或更低。磷含量高于0.2％會導(dǎo)致鋼板延展性降低。當(dāng)為了確保鋼板的高強(qiáng)度而只將磷加入到鋼中時(shí)，磷含量優(yōu)選在0.03％～0.2％。對于可延展的鋼板，P含量優(yōu)選為0.015％或更低。對于利用AIN沉淀來確保高強(qiáng)度的鋼板來說，P含量優(yōu)選在0.03％～0.06％。這歸因于以下事實(shí)盡管磷含量為0.03％或更高能夠確保目標(biāo)強(qiáng)度，但是磷含量超過0.06％會降低鋼的延展性和可成形性。根據(jù)本發(fā)明，在通過加入Si和Cr來確保鋼板的高強(qiáng)度的情形中，為了獲得目標(biāo)強(qiáng)度，P含量可以適當(dāng)控制在0.2％(重量)之內(nèi)或更低。在這種情形中，即使P含量為0.015％或更低，也能確保高強(qiáng)度。
在本發(fā)明中，優(yōu)選將錳(Mn)和銅(Cu)中的至少一種加入到鋼中。這些元素和硫(S)結(jié)合，并生成MnS、CuS或(Mn，Cu)S沉淀。
錳(Mn)0.03％～0.2％ 錳為合金元素，其將鋼中的固溶硫沉淀成MnS沉淀，從而防止由固溶硫引起的熱脆。在本發(fā)明中，在適于S和/或Cu與Mn的結(jié)合、以及對冷卻速率合適的條件下，Mn以細(xì)MnS和/或(Mn，Cu)S沉淀形式被沉淀。在烘漆處理過程中，通過使碳在晶界或沉淀周圍而不是在晶粒中析出，細(xì)沉淀能夠賦予鋼板烘烤硬化性。為了達(dá)到這些效果，Mn含量必須為0.03％或更高。同時(shí)，錳含量超過0.2％會由于錳含量較高而引起粗沉淀，從而降低鋼板的烘烤硬化性。如果僅把Mn加入到鋼中(不含Cu)，那么錳含量優(yōu)選為0.05％～0.2％。
銅(Cu)0.005％～0.2％ 銅為合金元素，它在適于S和/或Mn與Cu結(jié)合、以及對冷卻速率(在熱軋工藝的卷繞處理之前)適合的條件下產(chǎn)生細(xì)沉淀。在烘漆處理過程中，通過使碳在晶界或沉淀周圍而不是在晶粒中析出，細(xì)沉淀能夠賦予鋼板烘烤硬化性。為了達(dá)到這些效果，Cu含量必須為0.005％或更高。同時(shí)，銅含量超過0.2％會由于銅含量較高而引起粗沉淀，從而降低鋼板的烘烤硬化性。如果僅把Cu加入到鋼中(不含Mn)，那么銅含量優(yōu)選為0.01％～0.2％。
根據(jù)本發(fā)明，控制Mn、Cu和S的含量和結(jié)合，以產(chǎn)生細(xì)沉淀，并且這些根據(jù)Mn和/或Cu的加入量而變化。
對于MnS沉淀鋼，Mn和S的組成優(yōu)選滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10(這里Mn和S以重量百分比表示)。Mn和S結(jié)合生成MnS沉淀，根據(jù)Mn和S的加入量，MnS沉淀的沉淀狀態(tài)可以變化，并因此影響鋼板的烘烤硬化性、屈服強(qiáng)度、以及平面各向異性指數(shù)。0.58*Mn/S的值大于10會生成粗MnS沉淀，導(dǎo)致烘烤硬化性和平面各向異性指數(shù)變差。
對于CuS沉淀鋼，Cu和S的組成優(yōu)選滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤10(這里Cu和S以重量百分比表示)。Cu和S結(jié)合生成CuS沉淀，根據(jù)Cu和S的加入量，CuS沉淀的沉淀狀態(tài)可以變化，并因此影響鋼板的烘烤硬化性、塑性-各向異性指數(shù)、以及平面各向異性指數(shù)。0.5*Cu/S的值為1或更高能夠生成有效的CuS沉淀，0.5*Cu/S的值大于10會生成粗CuS沉淀，導(dǎo)致烘烤硬化性、塑性-各向異性指教以及平面各向異性指數(shù)變差。為了可靠地確保CuS沉淀具有01μm或更小的尺寸，0.5*Cu/S的值優(yōu)選為1～3。
當(dāng)Mn和Cu一起加入到鋼板中時(shí)，Mn和Cu的總含量優(yōu)選為0.3％或更低。這歸因于以下事實(shí)Mn和Cu的總含量超過0.3％很可能產(chǎn)生粗沉淀，從而降低烘烤硬化性。0.5*(Mn+Cu)/S(這里Mn、Cu和S以重量百分比表示)的值優(yōu)選為2～20。Mn和Cu與S結(jié)合生成MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀，根據(jù)Mn、Cu和S加入量，其沉淀的沉淀狀態(tài)可以變化，并且影響鋼板的烘烤硬化性、塑性-各向異性指數(shù)、以及平面各向異性指數(shù)。0.5*(Mn+Cu)/S的值為2或更高能夠生成有效的沉淀，0.5*(Mn+Cu)/S的值大于20會生成粗沉淀，導(dǎo)致烘烤硬化性、塑性-各向異性指數(shù)以及平面各向異性指數(shù)變差。根據(jù)本發(fā)明，0.5*(Mn+Cu)/S的值在2～20的范圍時(shí)，沉淀的平均尺寸減少至02μm或更小。在這種情況下，在晶粒中每單位面積分布2×106個(gè)或更多(數(shù)目/mm2)的沉淀是理想的。0.5*(Mn+Cu)/S的值在7以下或以上時(shí)，沉淀的種類和數(shù)目顯著不同。具體地說，當(dāng)0.5*(Mn+Cu)/S的值為7或更低時(shí)，均勻分布著的是大量非常細(xì)的MnS和CuS分開的沉淀，而不是(Mn，Cu)S的復(fù)合沉淀。同時(shí)，當(dāng)0.5*(Mn+Cu)/S的值大于7時(shí)，不考慮沉淀尺寸之間的較小差異，分布在晶粒中的沉淀的數(shù)量減少，原因是(Mn，Cu)S復(fù)合物沉淀的量增加。在本發(fā)明中，沉淀數(shù)量的增加能夠提高烘烤硬化性、平面各向異性指數(shù)、耐二次加工脆性等。為了這個(gè)目的，優(yōu)選在晶粒和晶界中每單位面積分布2×108個(gè)(數(shù)目/mm2)或更多的沉淀。在本發(fā)明中，甚至在0.5*(Mn+Cu)/S的值相同的情況下，加入較少量的Mn和Cu也能減少分布沉淀的數(shù)量。如果增大Mn和Cu的含量，沉淀變粗，導(dǎo)致分布沉淀的數(shù)量減少。
根據(jù)本發(fā)明，MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀優(yōu)選具有0.2μm或更小的平均尺寸。MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀可以根據(jù)Mn和Cu的加入量，具有不同的合適的尺寸。最優(yōu)選地，對于MnS沉淀，沉淀具有0.2μm或更小的尺寸，對于CuS沉淀，沉淀具有0.1μm或更小的尺寸，以及對于MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀的混合物，沉淀具有0.2μm或更小的尺寸。根據(jù)本發(fā)明，如果MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀具有大于其優(yōu)選的的平均尺寸，那么將尤其降低烘烤硬化性，也使塑性-各向異性指數(shù)和平面各向異性指數(shù)變差。
同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，為了用于340Mpa級或更高級的高強(qiáng)度鋼板，可將至少一種固溶體強(qiáng)化元素，即P、Si和Cr中的至少一種加入到鋼中。加入磷所獲得的效果在前面已經(jīng)描述過了，故將相關(guān)描述省略。
硅(Si)0.1％～0.8％ 硅為合金元素，其可提高固溶體強(qiáng)化效果，同時(shí)使延展性略微降低，因而確保了按照本發(fā)明控制沉淀的鋼板的高強(qiáng)度。硅含量為0.1％或更高可確保鋼板的強(qiáng)度，但是硅含量超過0.8％會導(dǎo)致其延展性降低。
鉻(Cr)0.2％～1.2％ 鉻為合金元素，其可提高固溶體強(qiáng)化效果，同時(shí)提高室溫下的抗老化性能，因而確保鋼板的高強(qiáng)度，同時(shí)降低了按照本發(fā)明控制沉淀的鋼板的平面各向異性指數(shù)。鉻含量為0.2％或更高能確保鋼板的強(qiáng)度，但是鉻含量超過1.2％會導(dǎo)致其延展性降低。
鉬(Mo)可以加入到本發(fā)明的冷軋鋼板中。
鉬0.01％～0.2％ 鉬為合金元素，其可增大鋼板的塑性-各向異性指數(shù)。鉬含量為0.01％或更高能夠提高鋼板的塑性-各向異性指數(shù)，但是鉬含量超過0.2％會引起熱脆性而不再提高塑性-各向異性指數(shù)。 [制造冷軋鋼板的方法] 本發(fā)明的特征在于滿足上述組成的鋼板可以通過熱軋和冷軋進(jìn)行處理，從而具有平均尺寸精細(xì)減小的沉淀。沉淀的平均尺寸受Mn、Cu以及S的含量和組成、以及制造過程的影響，并尤其受熱軋后的冷卻速率的直接影響。
[熱軋條件] 根據(jù)本發(fā)明，將滿足上述組成的鋼進(jìn)行再加熱，然后進(jìn)行熱軋?zhí)幚?。再加熱溫度?yōu)選為1100℃或更高。這歸因于這樣的事實(shí)低于1100℃的再加熱溫度引起在連續(xù)鑄造過程中產(chǎn)生粗沉淀并且保持不完全溶解的狀態(tài)，由此粗沉淀甚至在熱軋后還存在。
優(yōu)選地，在Ar3轉(zhuǎn)變溫度或更高溫度進(jìn)行精軋的條件下進(jìn)行熱軋。如果精軋?jiān)诘陀贏r3轉(zhuǎn)變溫度下進(jìn)行，生成軋粒(rolled grain)，從而顯著降低鋼板的延展性以及可成形性。
在熱軋之后冷卻速率優(yōu)選為200℃/min或更高。更具體地，在(1)MnS沉淀鋼、(2)CuS沉淀鋼、以及(3)MnCu沉淀鋼的冷卻速率之間存在微小的差異。
首先，對于MnS沉淀鋼的情形，冷卻速率優(yōu)選為200℃/min或更高。甚至在Mn和S的組成滿足根據(jù)本發(fā)明的關(guān)系0.58*Mn/S≤10時(shí)，低于200℃/min的冷卻速率會產(chǎn)生尺寸大于0.2μm的MnS粗沉淀。就是說，由于冷卻速率增大，產(chǎn)生大量晶核，使得MnS沉淀變得更加細(xì)小。當(dāng)Mn和S的組成滿足關(guān)系0.58*Mn/S＞10時(shí)，在再加熱過程中處于不完全溶解狀態(tài)的粗沉淀的數(shù)量增大，使得即使增大冷卻速率，晶核數(shù)量也不增加，因此MnS沉淀不會變得更細(xì)(圖2b，0.0038％的C；0.43％的Mn；0.011％的P；0.009％的S；0.035％的Al；以及0.0043％的N)。
參考圖2a和2b，由于冷卻速率的增加導(dǎo)致生成更細(xì)的MnS沉淀，所以不必要提供冷卻速率的上限。但是，即使當(dāng)冷卻速率為1000℃/min或更高時(shí)，MnS沉淀的尺寸不再進(jìn)一步減小，所以冷卻速率更優(yōu)選在200℃/min～1000℃/min的范圍。
其次，對于CuS沉淀鋼的情形，熱軋后的冷卻速率優(yōu)選300℃/min或更高。甚至在Cu和S的組成滿足根據(jù)本發(fā)明的關(guān)系0.5*Cu/S≤10時(shí)，低于300℃/min的冷卻速率會產(chǎn)生尺寸大于0.1μm的CuS粗沉淀。就是說，由于冷卻速率增大，產(chǎn)生大量晶核，使得CuS沉淀變得更細(xì)。當(dāng)Cu和S的組成滿足關(guān)系0.5*Cu/S＞10時(shí)，在再加熱過程中處于不完全溶解狀態(tài)的粗沉淀的數(shù)量增加，以致增大冷卻速率不會導(dǎo)致晶核數(shù)量增加，并因此CuS沉淀不會變得更細(xì)(圖3c，0.0039％的C；0.01％的P；0.005％的S；0.03％的Al；0.0015％的N以及0.28％的Cu)。
參考圖3a至3c，由于冷卻速率的增加導(dǎo)致生成更細(xì)的CuS沉淀，所以不必要提供冷卻速率的上限。然而，即使當(dāng)冷卻速率為1000℃/min或更高時(shí)，CuS沉淀的尺寸不再進(jìn)一步減小，因而冷卻速率更優(yōu)選在300℃/min～1000℃/min的范圍。圖3a和3b(0.0043％的C；0.01％的P；0.005％的S；0.03％的Al；0.0024％的N；以及0.081％的Cu)分別示出0.5*Cu/S≤3和0.5*Cu/S＞3的情況。如圖中所示，可以看出，當(dāng)0.5*Cu/S的值為3或更小時(shí)，能夠更穩(wěn)定地獲得具有0.1μm或更小尺寸的CuS沉淀。
最后，對于MnCu沉淀鋼的情形，冷卻速率優(yōu)選為300℃/min或更高。即使當(dāng)Mn、Cu和S的組成滿足根據(jù)本發(fā)明的關(guān)系2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20時(shí)，低于300℃/min的冷卻速率會產(chǎn)生平均尺寸大于0.2μm的粗沉淀。就是說，由于冷卻速率增大，產(chǎn)生大量晶核，使得沉淀變得更細(xì)。當(dāng)Mn、Cu和S的組成具有關(guān)系0.5*(Mn+Cu)/S＞20時(shí)，在再加熱過程中處于不完全溶解狀態(tài)的粗沉淀的數(shù)量增加，使得即使增大冷卻速率，晶核數(shù)量也不會增加，并因此沉淀不會變得更細(xì)(圖4b，0.0039％的C；0.4％的Mn；0.01％的P；0.01％的S；0.05％的Al；0.0016％的N；以及0.15％的Cu)。
參考圖4a和4b，由于冷卻速率的增加導(dǎo)致生成更細(xì)的沉淀，所以不必要提供冷卻速率的上限。然而，即使當(dāng)冷卻速率為1000℃/min或更高時(shí)，沉淀尺寸不再進(jìn)一步減小，因而冷卻速率更優(yōu)選在300℃/min～1000℃/min的范圍。
[卷繞條件] 在上述熱軋之后，優(yōu)選在700℃或更低的溫度進(jìn)行卷繞處理。當(dāng)在高于700℃的溫度進(jìn)行卷繞處理時(shí)，形成的沉淀太粗，因此會降低鋼的烘烤硬化性。
[冷軋條件] 將鋼板冷軋到希望的厚度，優(yōu)選在50～90％的壓縮率(reductionrate)。由于壓縮率小于50％會導(dǎo)致在重結(jié)晶退火后產(chǎn)生少量的核，退火后晶粒過度生長，以至于通過退火而重結(jié)晶的晶粒變粗，這導(dǎo)致強(qiáng)度和可成形性的降低。冷壓縮率大于90％會導(dǎo)致提高的可成形性，同時(shí)產(chǎn)生過多的核，以至于通過退火而重結(jié)晶的晶粒變得過細(xì)，因此降低鋼的延展性。
[連續(xù)退火] 連續(xù)退火溫度在確定產(chǎn)品的機(jī)械性能上起重要作用。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選在500～900℃的溫度進(jìn)行連續(xù)退火。連續(xù)退火溫度低于500℃會產(chǎn)生過細(xì)的重結(jié)晶晶粒，以至于不能確保希望的延展性。連續(xù)退火溫度高于900℃會產(chǎn)生粗的重結(jié)晶晶粒，以至于降低鋼的強(qiáng)度。提供連續(xù)退火的維持時(shí)間以便完成鋼的重結(jié)晶，并且鋼的重結(jié)晶可在連續(xù)退火后約10秒或更長時(shí)間內(nèi)完成。
將參照如下實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
在下面的對實(shí)施例的描述中，根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)(ASTM E-8標(biāo)準(zhǔn))將冷軋鋼板加工成標(biāo)準(zhǔn)樣品，并對其機(jī)械性能進(jìn)行檢測。利用抗拉強(qiáng)度測試機(jī)(從INSTRON公司可獲得，型號第6025)檢測機(jī)械性能。在這些機(jī)械性能中，在將樣品進(jìn)行2％的變形，接著在120℃進(jìn)行熱處理20分鐘后檢測烘烤后的屈服強(qiáng)度。根據(jù)下式(1)和(2)分別獲得塑性-各向異性指數(shù)(rm值)和平面各向異性指數(shù)(Δr值) rm＝(r0+2r45+r90)/4----(1) Δr＝(r0-2r45+r90)/2----(2) 同時(shí)，在檢測了基料中存在的所有沉淀的尺寸和數(shù)量之后，獲得了沉淀的平均尺寸和數(shù)量。
[實(shí)施例1-1]MnS沉淀鋼 為了獲得根據(jù)本發(fā)明的MnS-沉淀的鋼，在將表1所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度之后，接著將板材鋼料進(jìn)行精軋，以提供熱軋鋼板，將熱軋鋼板以200℃/min的速度進(jìn)行冷卻，并在650℃卷繞。然后，將熱軋鋼板以75％的壓縮率冷軋，接著連續(xù)退火冷軋鋼板。在910℃進(jìn)行精軋，該溫度高于Ar3轉(zhuǎn)變溫度，并且通過以10℃/s的速度加熱鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。例外地，表1中的樣品A8，在再加熱到1050℃后，接著進(jìn)行精軋，以50℃/min的速度冷卻樣品，并接著在750℃卷繞。
表1 注R-1＝0.58*Mn/S 表2 注YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，E1＝伸長率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr-值平面各向異性指數(shù)，PBYS＝烘烤后屈服強(qiáng)度，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均尺寸，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對比的鋼，CVS＝傳統(tǒng)的鋼 如表2所示，樣品A1～A4具有優(yōu)異的屈服強(qiáng)度、伸長率、和屈服強(qiáng)度-延展性平衡以及烘烤硬化性。另外，這些樣品具有高的塑性-各向異性指數(shù)和低的平面各向異性指數(shù)，從而提供優(yōu)異的可成形性。
相反，由于其低的碳含量，樣品A5提供低的烘烤后屈服強(qiáng)度。由于其大的沉淀尺寸，樣品A6也具有低的烘烤后屈服強(qiáng)度。由于其高的碳含量，樣品A7具有低的伸長率和塑性-各向異性指數(shù)，從而在成形加工過程中具有高的斷裂可能性。由于其低的烘烤后屈服強(qiáng)度和高的二次加工脆性溫度，樣品A8(傳統(tǒng)IF鋼板)具有在受到?jīng)_擊時(shí)高的斷裂可能性。
樣品A9至A12具有優(yōu)異的可成形性以及烘烤硬化性。相反，由于其加入高數(shù)量的Mo，樣品A13具有差的可成形性。
[實(shí)施例1-2]用固溶體強(qiáng)化的高強(qiáng)度MnS沉淀鋼 為了提供根據(jù)本發(fā)明的用固溶體強(qiáng)化的高強(qiáng)度MnS沉淀鋼，將表3所示的板材鋼料再加熱至1200℃之后，接著精軋這些板材鋼料以提供熱軋鋼板，以200℃/min的冷卻速率將熱軋鋼板冷卻，并在650℃卷繞。然后，將熱軋鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火該冷軋鋼板。在910℃進(jìn)行精軋，該溫度高于Ar3轉(zhuǎn)變溫度，通過以10℃/s的速度加熱鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。
表3 注R-1＝0.58*Mn/S 表4 注YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，E1＝伸長率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr-值平面各向異性指數(shù)，PBYS＝烘烤后屈服強(qiáng)度，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均尺寸，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對比的鋼 [實(shí)施例1-3]用AIN沉淀強(qiáng)化的MnS沉淀鋼 為了提供根據(jù)本發(fā)明的用AIN沉淀強(qiáng)化的MnS沉淀鋼，在將表5所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋板材鋼料以提供熱軋鋼板，以200℃/min的冷卻速率冷卻該熱軋鋼板，并在650℃卷繞。然后，將熱軋鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火該冷軋鋼板。在910℃進(jìn)行精軋，該溫度高于Ar3轉(zhuǎn)變溫度，通過以10℃/s的速度加熱鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。
表5 注R-1＝0.58*Mn/S，R-2＝0.52*Al/N 表6 注YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，E1＝伸長率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr-值平面各向異性指教，PBYS＝烘烤后屈服強(qiáng)度，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均尺寸，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對比的鋼 [實(shí)施例2-1]CuS沉淀鋼 為了提供根據(jù)本發(fā)明的CuS沉淀鋼，在將表7所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋板材鋼料以提供熱軋鋼板，以400℃/min的冷卻速率冷卻該熱軋鋼板，然后在650℃卷繞。然后將熱軋鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火該冷軋鋼板。在910℃進(jìn)行精軋，該溫度高于Ar3轉(zhuǎn)變溫度，并且通過以10℃/s的速度加熱鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。例外地，對于表7中樣品D7，在被再加熱到1050℃的溫度后，接著進(jìn)行精軋，以400℃/min的冷卻速率冷卻，然后在650℃卷繞。對于表7中樣品D8～D11，在被再加熱到1200℃的溫度之后，接著進(jìn)行精軋，以450℃/min的冷卻速率冷卻，然后在650℃卷繞。
表7 注R-3＝0.5*Cu/S 表8 注YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，E1＝伸長率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr-值平面各向異性指數(shù)，PBYS＝烘烤后屈服強(qiáng)度，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均尺寸，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對比的鋼 [實(shí)施例2-2]用固溶體強(qiáng)化的高強(qiáng)度CuS沉淀鋼 為了提供根據(jù)本發(fā)明的固溶體強(qiáng)化的高強(qiáng)度CuS沉淀鋼，在將表9所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋?jiān)摪宀匿摿弦蕴峁彳堜摪?，?00℃/min的冷卻速率冷卻該熱軋鋼板，然后在650℃卷繞。然后，將該熱軋鋼板以75％的壓縮率冷軋，接著連續(xù)退火該冷軋鋼板。在910℃進(jìn)行精軋，該溫度高于Ar3轉(zhuǎn)變溫度，并且通過以10℃/s的速度加熱鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。
表9 注R-3＝0.5*Cu/S 表10 注YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，E1＝伸長率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr-值平面各向異性指數(shù)，PBYS＝烘烤后屈服強(qiáng)度，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均尺寸，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對比的鋼 [實(shí)施例2-3]用AIN沉淀強(qiáng)化的CuS沉淀鋼 為了提供根據(jù)本發(fā)明的用AIN沉淀強(qiáng)化的CuS沉淀鋼，在將表11所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋?jiān)摪宀匿摿弦蕴峁彳堜摪?，?00℃/min的冷卻速率冷卻該熱軋鋼板，并在650℃卷繞。然后，將該熱軋鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火該冷軋鋼板。在910℃進(jìn)行精軋，該溫度高于Ar3轉(zhuǎn)變溫度，并且通過以10℃/s的速度加熱鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。例外地，對于表11中的樣品F8～F10，在被再加熱到1200℃的溫度之后，接著進(jìn)行精軋，以550℃/min的冷卻速率冷卻這些樣品，然后在650℃卷繞。
表11 注R-2＝0.52*Al/N，R-3＝0.5*Cu/S 表12 注YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，E1＝伸長率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr-值平面各向異性指數(shù)，PBYS＝烘烤后屈服強(qiáng)度，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均尺寸，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對比的鋼 [實(shí)施例3-1]MnCu沉淀鋼 為了提供根據(jù)本發(fā)明的MnCu沉淀鋼，在將表13所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋?jiān)摪宀匿摿弦蕴峁彳堜摪澹?00℃/min的冷卻速率冷卻該熱軋鋼板，并在650℃卷繞。然后，將該熱軋鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火該冷軋鋼板。在910℃進(jìn)行精軋，該溫度高于Ar3轉(zhuǎn)變溫度，并且通過以10℃/s的速度加熱鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。
表13 注R-4＝Mn+Cu，R-5＝0.5*(Mn+Cu)/S 表14 注YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，E1＝伸長率，r值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，PBYS＝烘烤后屈服強(qiáng)度，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均尺寸，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對比的鋼 [實(shí)施例3-2]用固溶體強(qiáng)化的高強(qiáng)度MnCu沉淀鋼 為了提供根據(jù)本發(fā)明的用溶體強(qiáng)化的高強(qiáng)度MnCu沉淀鋼，在將表15所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋?jiān)摪宀匿摿弦蕴峁彳堜摪?，?00℃/min的冷卻速率冷卻該熱軋鋼板，并在650℃卷繞。然后，將該熱軋鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火該冷軋鋼板。在910℃進(jìn)行精軋，該溫度高于Ar3轉(zhuǎn)變溫度，并且通過以10℃/s的速度加熱鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40少。
表15 注R-4＝Mn+Cu，R-5＝0.5*(Mn+Cu)/S 表16 注YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，E1＝伸長率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr-值平面各向異性指數(shù)，PBYS＝烘烤后屈服強(qiáng)度，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均尺寸，PN＝沉淀的數(shù)量，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對比鋼 [實(shí)施例3-3]用AIN沉淀強(qiáng)化的MnCu沉淀鋼 為了提供根據(jù)本發(fā)明的用AIN沉淀強(qiáng)化的MnCu沉淀鋼，在將表17所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋?jiān)摪宀匿摿弦蕴峁彳堜摪?，?00℃/min的冷卻速率冷卻該熱軋鋼板，并在650℃卷繞。然后，將該熱軋鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火該冷軋鋼板。在910℃進(jìn)行精軋，該溫度高于Ar3轉(zhuǎn)變溫度，并且通過以10℃/s的速度加熱鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。
表17 注R-2＝0.52*Al/N，R-4＝Mn+Cu，R-5＝0.5*(Mn+Cu)/S 表18 注YS＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，E1＝伸長率，r值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，PBYS＝烘烤后屈服強(qiáng)度，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均尺寸，PN＝沉淀的數(shù)量，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對比的鋼 盡管為了說明的目的披露了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，在不脫離本發(fā)明所附權(quán)利要求所披露的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改、增加和替換。
權(quán)利要求
1.一種具有優(yōu)異可成形性的烘烤可硬化冷軋鋼板，包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.03％的S；0.01％～0.1％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.03％～0.2％的Mn和0.005％～0.2％的Cu中的至少一種；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，當(dāng)所述鋼板包含Mn和Cu中的一種時(shí)，Mn、Cu和S的組成滿足下列關(guān)系中的一種0.58*Mn/S≤10和1≤0.5*Cu/S≤10，當(dāng)所述鋼板同時(shí)包含Mn和Cu時(shí)，Mn、Cu和S的組成滿足關(guān)系Mn+Cu≤0.3和2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20，其中MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀具有0.2μm或更小的平均尺寸。
2.一種具有優(yōu)異可成形性的烘烤可硬化冷軋鋼板，包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.005％～0.03％的S；0.01％～0.1％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.05％～0.2％的Mn；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中以重量計(jì)Mn和S的組成滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10，其中MnS沉淀具有0.2μm或更小的平均尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.015％或更少的P。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.004％或更少的N。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.03％～0.2％的P。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼板，其中所述鋼板進(jìn)一步包含0.1％～0.8％的Si和0.2％～1.2％的Cr中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.005％～0.02％的N和0.03％～0.06％的P。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼板，其中Al和N的組成滿足關(guān)系1≤0.52*Al/N≤5。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的鋼板，其中所述鋼板進(jìn)一步包含0.01％～0.2％的Mo。
10.一種具有優(yōu)異可成形性的烘烤可硬化冷軋鋼板，包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.025％的S；0.01％～0.08％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.01％～0.2％的Cu；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中以重量計(jì)Cu和S的組成滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤10，其中CuS沉淀具有0.1μm或更少的平均尺寸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.015％或更少的P。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.004％或更少的N。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋼板，其中Cu和S的組成滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤3。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.03％～0.2％的P。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋼板，其中所述鋼板進(jìn)一步包含0.1％～0.8％的Si和0.2％～1.2％的Cr中的至少一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.005％～0.02％的N和0.03％～0.06％的P。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鋼板，其中Al和N的組成滿足關(guān)系1≤0.52*Al/N≤5。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至17中任一項(xiàng)所述的鋼板，其中所述鋼板進(jìn)一步包含0.01％～0.2％的Mo。
19.一種具有優(yōu)異可成形性的烘烤可硬化冷軋鋼板，包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.025％的S；0.01％～0.08％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.03％～0.2％的Mn；0.005％～0.2％的Cu；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，以重量計(jì)Mn、Cu和S的組成滿足關(guān)系Mn+Cu≤0.3和2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20，其中MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀具有0.2μm或更小的平均尺寸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.015％或更少的P。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.004％或更少的N。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋼板，其中所述沉淀的數(shù)量為每單位面積(mm2)2×106個(gè)或更多。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋼板，其中所述Mn、Cu和S的組成滿足關(guān)系2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤7。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的鋼板，其中所述沉淀的數(shù)量為每單位面積(mm2)2×108個(gè)或更多。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.03％～0.2％的P。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋼板，其中所述鋼板還包含0.1％～0.8％的Si和0.2％～1.2％的Cr中的至少一種。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋼板，其中所述鋼板包含0.005％～0.02％的N和0.03％～0.06％的P。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋼板，其中Al和N的組成滿足關(guān)系1≤0.52*Al/N≤5。
29.根據(jù)權(quán)利要求19至28中任一項(xiàng)所述的鋼板，其中所述鋼板進(jìn)一步包含0.01％～0.2％的Mo。
30.一種具有優(yōu)異可成形性的烘烤可硬化冷軋鋼板的制造方法，包括以下步驟在將板材鋼料再加熱到1100℃或更高溫度之后，采用在Ar3轉(zhuǎn)變溫度或更高溫度下的精軋來對所述板材鋼料進(jìn)行熱軋，用以提供熱軋鋼板，所述板材鋼料包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.005％～0.03％的S；0.01％～0.1％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.05％～0.2％的Mn；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，以重量計(jì)Mn和S的組成滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10；以200℃/min或更快的速度冷卻所述鋼板；在700℃或更低的溫度下卷繞該冷卻的鋼板；冷軋所述鋼板；以及連續(xù)退火冷軋的鋼板。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.015％或更少的P。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.004％或更少的N。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述板材鋼料還含0.03％～0.2％的P。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述板材鋼料進(jìn)一步包含0.1％～0.8％的Si和0.2％～1.2％的Cr中的至少一種。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.005％～0.02％的N和0.03％～0.06％的P。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中Al和N的組成滿足關(guān)系1≤0.52*Al/N≤5。
37.根據(jù)權(quán)利要求30至36中任一項(xiàng)所述的鋼板，其中所述板材鋼料進(jìn)一步包含0.01％～0.2％的Mo。
38.一種具有優(yōu)異可成形性的烘烤可硬化冷軋鋼板的制造方法，包括以下步驟在將板材鋼料再加熱到1100℃或更高溫度之后，采用在Ar3轉(zhuǎn)變溫度或更高溫度下的精軋來對所述板材鋼料進(jìn)行熱軋，以提供熱軋鋼板，所述板材鋼料包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.025％的S；0.01％～0.08％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.01％～0.2％的Cu；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，以重量計(jì)的Cu和S的組成滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤10；以300℃/min或更快的速度冷卻所述鋼板；在700℃或更低的溫度下將所述冷卻的鋼板卷繞；冷軋所述鋼板；以及連續(xù)退火所述冷軋鋼板。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.015％或更少的P。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.004％或更少的N。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中Cu和S的組成滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤3。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.03％～0.2％的P。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述板材鋼料進(jìn)一步包含0.1％～0.8％的Si和0.2％～1.2％的Cr中的至少一種。
44.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.005％～0.02％的N和0.03％～0.06％的P。
45.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中Al和N的組成滿足關(guān)系1≤0.52*Al/N≤5。
46.根據(jù)權(quán)利要求38至45中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述板材鋼料進(jìn)一步包含0.01％～0.2％的Mo。
47.一種具有優(yōu)異可成形性的烘烤可硬化冷軋鋼板的制造方法，包括以下步驟在將板材鋼料再加熱到1100℃或更高溫度之后，采用在Ar3轉(zhuǎn)變溫度或更高溫度下的精軋來對所述板材鋼料進(jìn)行熱軋，以提供熱軋鋼板，所述板材鋼料包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.025％的S；0.01％～0.08％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.03％～0.2％的Mn；0.005％～0.2％的Cu；以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，其中，以重量計(jì)的Mn、Cu和S的組成滿足關(guān)系Mn+Cu≤0.3和2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20；以300℃/min或更快的速度冷卻所述鋼板；在700℃或更低的溫度下將冷卻的鋼板卷繞；冷軋所述鋼板；以及連續(xù)退火所述冷軋鋼板。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.015％或更少的P。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.004％或更少的N。
50.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述沉淀的數(shù)量為每單位面積(mm2)2×106個(gè)或更多。
51.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述Mn、Cu和S的組成滿足關(guān)系2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤7。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述沉淀的數(shù)量為每單位面積(mm2)2×108個(gè)或更多。
53.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.03％～0.2％的P。
54.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述板材鋼料進(jìn)一步包含0.1％～0.8％的Si和0.2％～1.2％的Cr中的至少一種。
55.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述板材鋼料包含0.005％～0.02％的N和0.03％～0.06％的P。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其中Al和N的組成滿足關(guān)系1≤0.52*Al/N≤5。
57.根據(jù)權(quán)利要求47至56中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述板材鋼料進(jìn)一步包含0.01％～0.2％的Mo。
全文摘要
本發(fā)明披露了烘烤可硬化的冷軋鋼板，以及制造這種鋼板的方法，目的在于具有適用于汽車車體等的烘烤硬化性和優(yōu)異的可成形性。該鋼板包含重量百分比0.003％～0.005％的C；0.003％～0.03％的S；0.01％～0.1％的Al；0.02％或更少的N；0.2％或更少的P；0.03％～0.2％的Mn和/或0.005％～0.2％的Cu、以及余量的Fe和其它不可避免的雜質(zhì)。當(dāng)鋼板包含Mn和Cu中的一種時(shí)，Mn、Cu和S的組成滿足下列中的一種關(guān)系0.58*Mn/S≤10和1≤0.5*Cu/S≤10。當(dāng)鋼板同時(shí)包含Mn和Cu時(shí)，組成滿足關(guān)系Mn+Cu≤0.3和2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20。MnS、CuS和(Mn，Cu)S沉淀具有0.2μm或更小的平均尺寸。該鋼板中固溶體的含量可以通過細(xì)MnS、CuS、(Mn，Cu)S沉淀來控制，從而提供提高的烘烤硬化性、可成形性、屈服強(qiáng)度以及屈服強(qiáng)度－延展性平衡。
文檔編號C22C38/00GK1898403SQ20048003880
公開日2007年1月17日 申請日期2004年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者尹正鳳, 孫元鎬, 姜基鳳, 趙雷夏 申請人:Posco公司