具有提高的延展性的高硅軸承雙相鋼的制作方法
【專利摘要】一種拉伸強度為至少980MPa并且總延伸率為至少15％的雙相鋼(馬氏體+鐵素體)。雙相鋼可以具有至少18％的總延伸率。雙相鋼還可以具有至少1180MPa的拉伸強度。雙相鋼可以包含0.5wt％至3.5wt％之間的Si，并且更優(yōu)選地包含1.5wt％至2.5wt％之間的Si。
【專利說明】具有提局的延展性的局娃軸承雙相鋼
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請根據(jù)35U.S.C. 119(e)要求2011年11月28日提交的美國臨時申請第 61/629757號的權益。

【技術領域】
[0003] 本發(fā)明一般性涉及雙相（DP)鋼。更具體地本發(fā)明涉及具有0. 5wt %至3. 5wt %的 高硅含量的DP鋼。最具體地本發(fā)明涉及通過水淬連續(xù)退火而具有提高的延展性的高Si軸 承DP鋼。

【背景技術】
[0004] 隨著高強度鋼在汽車行業(yè)中的使用增加，存在對于增加強度而沒有犧牲可成形性 的鋼的日益增加的需求。雙相（DP)鋼由于其提供了強度和延展性的良好平衡而成為常見 選擇。隨著最近開發(fā)的鋼中的馬氏體體積分數(shù)持續(xù)增加，更進一步地增加了強度，延展性成 為限制因素。由于已發(fā)現(xiàn)硅將DP鋼中的強度延展性曲線向上和向右移動，所以硅是有利的 合金元素。然而，硅形成可以引起與鋅鍍層的粘附問題的氧化物，所以存在在實現(xiàn)所需的機 械性質的同時使硅含量最小化的迫切需求。
[0005] 因而，本領域中存在對極限拉伸強度大于或等于約980MPa并且總延伸率大于或 等于約15%的DP鋼的需求。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明為雙相鋼（馬氏體+鐵素體）。雙相鋼具有至少980MPa的拉伸強度和至少 15%的總延伸率。雙相鋼可以具有至少18%的總延伸率。雙相鋼還可以具有至少1180MPa 的拉伸強度。
[0007] 雙相鋼可以包含0. 5wt%至3. 5wt%的Si,并且更優(yōu)選地包含I. 5wt%至2. 5wt% 的3;[。雙相鋼還可以包含0.1￥1:(%至0.3￥1:(%的0，更優(yōu)選地包含0.14￥1: (%至0.21￥1:(%的 C，并且最優(yōu)選地包含少于0. 19wt %的C (例如約0. 15wt %的C)。雙相鋼還可以包含Iwt % 至3wt %的Mn,更優(yōu)選地包含I. 75wt %至2. 5wt %的Mn,并且最優(yōu)選地包含約I. 8wt %至 2. 2wt% 的 Μη。
[0008] 雙相鋼還可以包含：0· 05wt%至lwt%的Al ;總量為0· 005wt%至0· lwt%的選自 Nb、Ti和V中的一種或更多種元素；以及0至0. 3wt%的Mo。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖Ia和圖Ib繪制了硅在I. 5wt %至2. 5wt %之間的變化的 0· 15C-1. 8Μη-0· 15Μ〇-0· 02Nb-XSi 和 0· 20C-1. 8Μη-0· 15Μ〇-0· 02Nb-XSi 的 TE-TS 曲線；
[0010] 圖2a和圖2b為來自在兩種Si水平（圖2a為1. 5%的Si,圖2b為2. 5%的Si) 處具有約1300MPa的類似TS的0. 2% C鋼的SEM顯微照片；
[0011] 圖3a和圖3b為可以分別分辨出鋼的顯微組織的580°C和620°C的CT處的熱軋帶 (hot band)的SEM顯微照片；
[0012] 圖4a和圖4b分別繪制了作為在噴氣冷卻（GJC)溫度為720°C和過老化（Overage， 0A)溫度為400°C的退火溫度（AT)的函數(shù)的拉伸性能強度（TS和YS兩者）和TE ;
[0013] 圖5a至圖5d為在圖5a為750°C、圖5b為775°C、圖5c為800°C和圖5d為825°C 處退火的樣品的SEM顯微照片，示出了經退火樣品的顯微組織；
[0014] 圖6a至圖6e繪制了表4A的樣品的拉伸性能-退火溫度；
[0015] 圖6f繪制了表4A的樣品的TE-TS ;
[0016] 圖7a至圖7e繪制了表4B的樣品的拉伸性能-退火溫度；
[0017] 圖7f繪制了表4B的樣品的TE-TS。

【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明為雙相（DP)顯微組織（鐵素體+馬氏體）鋼系列。所述鋼近乎沒有殘留奧 氏體。發(fā)明的鋼具有高強度和可成形性的獨特組合。本發(fā)明的拉伸性能優(yōu)選地提供給多種 鋼產品。一種這樣的產品具有彡980MPa的極限拉伸強度（UTS)、彡18%的總延伸率（TE)。 另一種這樣的產品將具有彡1180MPa的UTS和彡15%的TE。
[0019] 大體上，該合金的組成包含（以 wt % 計）：C:0. 1-0. 3 ;Mn:l-3 ;Si:0· 5-3. 5 ; Al :0. 05-1 ;任選的Mo :0-0. 3 ;Nb、Ti、V :總共0.005-0. I ;剩余為鐵和不可避免的雜質（例 如S、P和N)。更優(yōu)選地碳在0. 14wt%至0. 21wt%的范圍內，并且為了良好的可焊性更 優(yōu)選地低于0. 19wt%。最優(yōu)選地碳為合金的約0. 15wt%。錳含量更優(yōu)選地在I. 75wt% 至2. 5wt%之間，并且最優(yōu)選地為約I. 8wt%至2. 2wt%。娃含量更優(yōu)選地在I. 5wt%至 2. 5wt%之間。
[0020] 實施例
[0021] 由于水淬連續(xù)退火生產線（WQ-CAL)獨特的水淬能力，采用水淬連續(xù)退火生產線 (WQ-CAL)來制造基于精益化學（lean chemistry based)的馬氏體和DP品級。因此，本發(fā) 明人專注于通過WQ-CAL的DP顯微組織。在DP鋼中，鐵素體和馬氏體分別主要控制延展性 和強度。因此，為了同時實現(xiàn)高強度和延展性，需要增強鐵素體和馬氏體兩者。Si的添加有 效地增加了鐵素體的強度并且有利于采用更低分數(shù)的馬氏體來產生相同強度水平。因此， 增強了 DP鋼的延展性。因此選擇高Si軸承DP鋼作為主要冶金概念。
[0022] 為了分析高Si軸承DP鋼的冶金效果，已經通過真空感應熔煉制造了具有各種量 的Si的實驗爐（laboratory heat)。所研究的鋼的化學組分列在表1中。第一六種鋼基于 Si 含量為 0 至 2. 5wt%范圍內的 0· 15C-1. 8Μη-0· 15Μ〇-0· 02Nb。其他鋼具有 Si 為 I. 5wt% 至2. 5wt%的0. 2%的C。應該注意的是，盡管這些鋼包含0. 15wt%的Mo,但是不要求添加 Mo以通過WQ-CAL制造 DP顯微組織。因而Mo在本發(fā)明的合金系列中為可選元素。
[0023] 表 1
[0024]

【權利要求】
1. 一種雙相鋼，所述鋼具有至少980MPa的拉伸強度以及至少15%的總延伸率。
2. 根據(jù)權利要求1所述的雙相鋼，其中所述鋼具有至少18%的總延伸率。
3. 根據(jù)權利要求1所述的雙相鋼，其中所述鋼具有至少1180MPa的拉伸強度。
4. 根據(jù)權利要求1所述的雙相鋼，其中所述鋼包含0. 5wt%至3. 5wt%的Si。
5. 根據(jù)權利要求4所述的雙相鋼，其中所述鋼包含1. 5wt%至2. 5wt%的Si。
6. 根據(jù)權利要求5所述的雙相鋼，其中所述鋼還包含0. lwt %至0. 3wt%的C。
7. 根據(jù)權利要求6所述的雙相鋼，其中所述鋼包含0. 14wt%至0. 21wt%的C。
8. 根據(jù)權利要求7所述的雙相鋼，其中所述鋼包含少于0. 19wt%的C。
9. 根據(jù)權利要求7所述的雙相鋼，其中所述鋼包含約0. 15wt%的C。
10. 根據(jù)權利要求6所述的雙相鋼，其中所述鋼還包含lwt%至3wt%的Mn。
11. 根據(jù)權利要求10所述的雙相鋼，其中所述鋼包含1. 75wt%至2. 5wt%的Mn。
12. 根據(jù)權利要求11所述的雙相鋼，其中所述鋼包含約1. 8wt %至2. 2wt %的Mn。
13. 根據(jù)權利要求10所述的雙相鋼，其上所述鋼還包含0. 05wt %至lwt %的A1。
14. 根據(jù)權利要求13所述的雙相鋼，其中所述鋼還包含總量為0. 005wt%至0. lwt%的 選自Nb、Ti和V中的一種或更多種元素。
15. 根據(jù)權利要求10所述的雙相鋼，其中所述鋼還包含0至0. 3wt%的Mo。
【文檔編號】C22C38/04GK104350166SQ201280058556
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2012年11月28日 優(yōu)先權日:2011年11月28日
【發(fā)明者】全賢主, 納拉揚·S·波托里, 妮娜·米哈伊洛夫娜·方斯泰因 申請人:安賽樂米塔爾研發(fā)有限公司