為了制造各種設(shè)備，例如機(jī)動(dòng)車輛的車身結(jié)構(gòu)構(gòu)件和車身面板的部件，通常使用由DP(雙相)鋼或TRIP(相變誘導(dǎo)塑性)鋼制成的板。

例如，包含馬氏體組織和/或一些殘留奧氏體并且含有約0.2％的C、約2％的Mn、約1.7％的Si的這樣的鋼的屈服強(qiáng)度為約750MPa，拉伸強(qiáng)度為約980MPa，總延伸率大于8％。這些板在連續(xù)退火線上通過以下來制造：從高于Ac₃轉(zhuǎn)變點(diǎn)的退火溫度淬火至高于Ms轉(zhuǎn)變點(diǎn)的淬火溫度，隨后加熱至Ms點(diǎn)以上的過時(shí)效溫度并將板在該溫度下保持給定時(shí)間。然后使所述板冷卻至室溫。

鑒于全球環(huán)境保護(hù)，由于希望減輕汽車的重量以改進(jìn)其燃料效率，期望具有改進(jìn)的屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度的板。但是這樣的板還必須具有良好的延展性和良好的可成形性以及更特別地良好的延伸凸緣性(flangeability)。

在這方面，期望具有屈服強(qiáng)度YS為至少850MPa，拉伸強(qiáng)度TS為約1180MPa，總延伸率為至少14％且根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)16630:2009測量的擴(kuò)孔率HER為至少30％的板。必須強(qiáng)調(diào)，由于測量方法的差異，根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)孔率HER的值與根據(jù)JFS T 1001(日本鋼鐵聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn))的擴(kuò)孔率λ的值非常不同并且沒有可比性。

因此，本發(fā)明的目的是提供這樣的板及其制造方法。

為此，本發(fā)明涉及用于通過熱處理鋼板來制造具有改進(jìn)的延展性和改進(jìn)的可成形性的高強(qiáng)度鋼板的方法，所述板的屈服強(qiáng)度YS為至少850MPa，拉伸強(qiáng)度TS為至少1180MPa，總延伸率為至少14％且根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)孔率HER為至少30％，其中以重量％計(jì)，所述鋼板的鋼的化學(xué)組成包含：

0.15％≤C≤0.25％

1.2％≤Si≤1.8％

2％≤Mn≤2.4％

0.1％≤Cr≤0.25％

Nb≤0.05％

Ti≤0.05％

Al≤0.50％

剩余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)。所述熱處理包括以下步驟：

-使所述板在高于Ac3但低于1000℃的退火溫度TA下退火超過30秒的時(shí)間，

-通過使所述板以足以在剛淬火之后具有由奧氏體和至少50％的馬氏體組成的組織的冷卻速度冷卻至275℃至325℃的淬火溫度QT來使所述板淬火，所述奧氏體的含量為使得最終組織(即在處理和冷卻至室溫之后)可以含有3％至15％的殘余奧氏體和85％至97％的馬氏體加上貝氏體的總和而不含鐵素體，

-將所述板加熱至420℃至470℃的配分溫度PT，并將所述板在此溫度下保持50秒至150秒的配分時(shí)間Pt并且，

-使所述板冷卻至室溫。

在一個(gè)特定實(shí)施方案中，鋼的化學(xué)組成為使得Al≤0.05％。

優(yōu)選地，淬火期間的冷卻速度為至少20℃/秒，更優(yōu)選至少30℃/秒。

優(yōu)選地，所述方法還包括，在將板淬火至淬火溫度QT之后而在將板加熱至配分溫度PT之前，將板在淬火溫度QT下保持2秒至8秒，優(yōu)選3秒至7秒的保持時(shí)間。

優(yōu)選地，退火溫度高于Ac3+15℃，特別是高于850℃。

本發(fā)明還涉及鋼板，以重量％計(jì)，其化學(xué)組成包含：

0.15％≤C≤0.25％

1.2％≤Si≤1.8％

2％≤Mn≤2.4％

0.1％≤Cr≤0.25％

Nb≤0.05％

Ti≤0.05％

Al≤0.5％

剩余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述板的屈服強(qiáng)度為至少850MPa，拉伸強(qiáng)度為至少1180MPa，總延伸率為至少14％且擴(kuò)孔率HER為至少30％，并且組織由3％至15％的殘留奧氏體和85％至97％的馬氏體和貝氏體組成而不含鐵素體。

屈服強(qiáng)度甚至可以大于950MPa。

在一個(gè)特定實(shí)施方案中，鋼的化學(xué)組成為使得Al≤0.05％。

優(yōu)選地，殘留奧氏體中的碳的量為至少0.9％，優(yōu)選至少1.0％。

優(yōu)選地，平均奧氏體晶粒尺寸為至多5μm。

現(xiàn)在將通過唯一的附圖(其是對應(yīng)于實(shí)施例10的掃描電子顯微鏡顯微照片)對本發(fā)明進(jìn)行舉例說明和詳細(xì)描述但不引入限制。

根據(jù)本發(fā)明，通過半成品的熱軋和任選地冷軋來獲得板，以重量％計(jì)，所述半成品的化學(xué)組成包含：

-0.15％至0.25％，并且優(yōu)選大于0.17％且優(yōu)選小于0.21％的碳，以確保令人滿意的強(qiáng)度和改進(jìn)殘留奧氏體(其是獲得足夠的延伸率所必需的)的穩(wěn)定性。如果碳含量太高，則熱軋板太硬而不能冷軋并且可焊接性不足。

-1.2％至1.8％，優(yōu)選大于1.3％且小于1.6％的硅以使奧氏體穩(wěn)定，以提供固溶強(qiáng)化以及延遲過時(shí)效期間碳化物的形成。

-2％至2.4％并且優(yōu)選大于2.1％且優(yōu)選小于2.3％的錳以具有足夠的淬透性，以便獲得包含至少65％的馬氏體的組織，大于1180MPa的拉伸強(qiáng)度，以及避免具有對延展性不利的偏析問題。

-0.1％至0.25％的鉻以改進(jìn)淬透性和使殘留奧氏體穩(wěn)定，以便延遲過時(shí)效期間貝氏體的形成。

-至多0.5％的鋁，其通常被添加到液態(tài)鋼中用于脫氧目的。如果Al的含量高于0.5％，則退火溫度將太高而不能達(dá)到并且鋼將變得在工業(yè)上難以加工。優(yōu)選地，Al含量限于雜質(zhì)水平，即，最大0.05％。

-Nb含量限于0.05％，因?yàn)楦哂谠撝?，將形成大的沉淀物并且將降低可成形性，使?4％的總延伸率更難以達(dá)到。

-Ti含量限于0.05％，因?yàn)楦哂谠撝?，將形成大的沉淀物并且將降低可成形性，使?4％的總延伸率更難以達(dá)到。

剩余部分為鐵和由煉鋼產(chǎn)生的殘余元素。在這方面，Ni、Mo、Cu、V、B、S、P和N至少被認(rèn)為是殘余元素(其是不可避免的雜質(zhì))。因此，它們的含量為Ni含量小于0.05％，Mo小于0.02％，Cu小于0.03％，V小于0.007％，B小于0.0010％，S小于0.007％，P小于0.02％且N小于0.010％。

根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法通過熱軋和任選的冷軋制備板。

在軋制之后，將板酸洗或清洗，然后進(jìn)行熱處理。

優(yōu)選在組合的連續(xù)退火線上進(jìn)行的熱處理包括以下步驟：

-使板在高于鋼的Ac₃轉(zhuǎn)變點(diǎn)，并且優(yōu)選高于Ac₃+15℃(即，對于根據(jù)本發(fā)明的鋼高于850℃)，以確保組織完全為奧氏體的，但小于1000℃，以便不使太多奧氏體晶粒粗化，的退火溫度TA下退火。將板在退火溫度下保持(即保持在TA-5℃與TA+10℃之間)足以使化學(xué)組成均勻的時(shí)間。該時(shí)間優(yōu)選大于30秒但不需要大于300秒。

-通過使所述板以足以避免形成鐵素體和貝氏體的冷卻速率冷卻至低于Ms轉(zhuǎn)變點(diǎn)的淬火溫度QT來淬火所述板，淬火溫度在275℃與325℃之間以在剛淬火之后具有由奧氏體和至少50％的馬氏體組成的組織，奧氏體含量為使得最終組織(即在處理和冷卻至室溫之后)可包含3％至15％的殘余奧氏體和85％至97％的馬氏體加上貝氏體的總和，而不含鐵素體。冷卻速率為至少20℃/秒，優(yōu)選至少30℃/秒。需要至少30℃/秒的冷卻速率以避免在從退火溫度的冷卻期間形成鐵素體。

-將所述板再加熱至420℃至470℃的配分溫度PT。當(dāng)通過感應(yīng)加熱器進(jìn)行再加熱時(shí)，再加熱速率可以很高，但是5℃/秒至20℃/秒的再加熱速率對板的最終性能沒有明顯影響。因此，再加熱速率優(yōu)選為5℃/秒至20℃/秒。優(yōu)選地，在淬火步驟與將所述板再加熱至配分溫度PT的步驟之間，將板在淬火溫度下保持2秒至8秒，優(yōu)選3秒至7秒的保持時(shí)間。

-將板在配分溫度PT下保持50秒至150秒的時(shí)間。將板在配分溫度下保持意味著在配分期間板的溫度保持在PT-10℃與PT+10℃之間。

-使所述板以優(yōu)選大于1℃/秒的冷卻速率冷卻至室溫以便不形成鐵素體或貝氏體。目前，此冷卻速度為2℃/秒至4℃/秒。

通過這樣的處理，板具有由3％至15％的殘留奧氏體和85％至97％的馬氏體和貝氏體組成而不含鐵素體的組織。實(shí)際上，由于在Ms點(diǎn)以下淬火，組織包含馬氏體和至少50％。但是對于這樣的鋼，非常難以區(qū)分馬氏體和貝氏體。這就是為什么只考慮馬氏體加上貝氏體含量的總和。具有這樣的組織，可以獲得屈服強(qiáng)度YS為至少850MPa，拉伸強(qiáng)度為至少1180MPa，總延伸率為至少14％且根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)16630:2009的擴(kuò)孔率(HER)為至少30％的板。

作為一個(gè)實(shí)例，通過熱軋和冷軋制造了厚度為1.2mm的具有如下組成的板：C＝0.19％，Si＝1.5％，Mn＝2.2％，Cr＝0.2％，剩余部分為Fe和雜質(zhì)。此鋼的理論Ms轉(zhuǎn)變點(diǎn)為375℃且Ac₃點(diǎn)為835℃。

通過退火、淬火和配分(即，加熱至配分溫度并保持在此溫度下)對板的樣品進(jìn)行熱處理，并測量機(jī)械性能。將板在淬火溫度下保持約3秒。

處理?xiàng)l件和所獲得的性能列于表I中，其中退火類型欄指定退火是否為臨界區(qū)的(IA)或完全奧氏體的(完全γ)。

表I

在此表中，TA是退火溫度，QT是淬火溫度，PT是配分溫度，Pt是配分時(shí)間，YS是屈服強(qiáng)度，TS是拉伸強(qiáng)度，UE是均勻延伸率，TE是總延伸率，HER是根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)孔率，Y是組織中的殘留奧氏體的比率，γ晶粒尺寸是平均奧氏體晶粒尺寸，γ中的C％是殘留奧氏體中的碳的量，F(xiàn)是組織中的鐵素體的量且M+B是組織中的馬氏體加上貝氏體的總和的量。

在表I中，實(shí)施例10是根據(jù)本發(fā)明的并且所有特性都優(yōu)于最低所需特性。如附圖所示，其組織包含11.2％的殘留奧氏體和88.8％的馬氏體加上貝氏體的總和。

涉及在臨界區(qū)溫度下退火的樣品的實(shí)施例1至實(shí)施例6表明，即使總延伸率大于14％(這僅是樣品4、5和6的情況)，擴(kuò)孔率仍太低。

涉及現(xiàn)有技術(shù)(即涉及不在Ms點(diǎn)(QT在Ms點(diǎn)以上且PT等于QT)以下進(jìn)行淬火的板)的實(shí)施例13至實(shí)施例16表明，通過這樣的熱處理，在所有情況下當(dāng)退火為臨界區(qū)的且可成形性(擴(kuò)孔率)不足(低于30％)時(shí)，即使拉伸強(qiáng)度非常好(在1220MPa以上)，屈服強(qiáng)度也不是非常高(低于780)。

全部涉及在高于Ac₃的溫度下退火(即組織完全為奧氏體)的樣品的實(shí)施例7至12表明，達(dá)到目標(biāo)特性的唯一方法是淬火溫度300℃(+/-10)且配分溫度450℃(+/-10)。采用這樣的條件，可以獲得大于850MPa并且甚至大于950MPa的屈服強(qiáng)度，大于1180MPa的拉伸強(qiáng)度，大于14％的總延伸率和大于30％的擴(kuò)孔率。實(shí)施例17表明，高于470℃的配分溫度不能獲得目標(biāo)特性。