高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合用于汽車(chē)零件等的高強(qiáng)度鋼板及其制造方法，并且涉及在不積極 添加高價(jià)的11、他、￥、(：11、附、0^ 〇等元素的情況下，實(shí)現(xiàn)了拉伸強(qiáng)度〇'5):90010^以上， 具有優(yōu)良的伸長(zhǎng)率和延伸凸緣性的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車(chē)用部件大多形狀復(fù)雜，需要作為加工性指標(biāo)之一的伸長(zhǎng)率（E1)、延伸凸緣性 (也稱(chēng)為擴(kuò)孔性）優(yōu)良的材料。此外，在高強(qiáng)度化至TS900MPa級(jí)以上時(shí)，從確保強(qiáng)度的觀點(diǎn) 考慮，有時(shí)積極地添加Ti、Nb、V、Cu、Ni、Cr、Mo等極高價(jià)的稀有元素。
[0003] 此處提出幾種涉及伸長(zhǎng)率和延伸凸緣性這兩者均優(yōu)良的熱鍍鋅鋼板的技術(shù)。例 如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種拉伸強(qiáng)度為980MPa以上的加工性?xún)?yōu)良的高屈服比高強(qiáng)度的熱 鍍鋅鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，滿足C:0. 12~0. 3%、Si :0. 1%以下（不包括0% )、 Mn :2. 0 ~3. 5%、P :0? 05% 以下（不包括 0% )、S :0? 05% 以下（不包括 0% )、A1 :0? 005 ~ 0. 1 %和N :0. 015%以下（不包括0% )，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)，其金屬組織以貝氏體 作為母相組織，并且以相對(duì)于全部組織的比例計(jì)，滿足鐵素體的面積率：3~20%、和馬氏 體的面積率：1〇~35%。專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種擴(kuò)孔性和延展性?xún)?yōu)良的熱鍍鋅高強(qiáng)度 鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有C :0. 03~0. 20%、Si :1. 0%以下、Mn :0. 01~3%、P : 0? 0010 ~0? 1%、S :0? 0010 ~0? 05%、A1 :0? 3 ~2. 0%、M〇 :0? 01 ~5. 0%，并進(jìn)一步含有 Ti :0? 001 ~0? 5%、Nb :0? 001 ~0? 5%、B :0? 0001 ~0? 0050%、Cr :0? 01 ~5% 中的 1 種 或2種以上，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，顯微組織以面積率計(jì)含有30%以上的鐵素 體，拉伸強(qiáng)度為850MPa以上。而且，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了一種延展性和耐腐蝕性?xún)?yōu)良的 合金化熱鍍鋅鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有C :0. 10~0. 50%、Mn :1. 0~3. 0%、Si : 0? 005 ~2. 5%、A1 :0? 005 ~2. 5%，并且限制為 P :0? 05% 以下、S :0? 02% 以下、N :0? 006% 以下，使上述Si和A1的總和為Si+Al彡0.8%，顯微組織以面積率計(jì)含有10~75%的鐵 素體、2~30%的殘余奧氏體，該殘余奧氏體中的C量為0. 8~1. 0%。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2011 - 214101號(hào)公報(bào)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2010 - 43360號(hào)公報(bào)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2011 - 168816號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0010] 對(duì)于專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的鋼板而言，其組織含有鐵素體相和馬氏體相，且以貝氏 體相為母相，并不能說(shuō)伸長(zhǎng)率充分。對(duì)于專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的鋼板而言，含有Mo等高價(jià)元 素，而且組織以面積率計(jì)含有30%以上的鐵素體，并不能說(shuō)伸長(zhǎng)率充分。
[0011] 與此相對(duì)，對(duì)于專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)的鋼板而言，著眼于殘余奧氏體的相變誘發(fā)塑 性（transformation induced plasticity)，通過(guò)控制殘余奧氏體相的面積率和殘余奧氏 體中的C量而實(shí)現(xiàn)了高伸長(zhǎng)率。然而，如果參照其實(shí)施例，則僅僅公開(kāi)了得到C :0. 25~ 0. 28%、TS :778. 2~1043. 7MPa的鋼板，對(duì)于專(zhuān)利文獻(xiàn)3的技術(shù)而言，C量低于0. 25%時(shí)， 是否可以穩(wěn)定地得到TS :900MPa以上的鋼板并不明確。另外，含有C量：0. 25%以上的鋼板 在進(jìn)行點(diǎn)焊的情況下有可能無(wú)法獲得充分的接頭強(qiáng)度。
[0012] 本發(fā)明目的在于提供一種在不積極含有作為高價(jià)合金元素的Ti、Nb、V、Cu、Ni、Cr、 Mo等的成分體系的情況下解決上述問(wèn)題，具有優(yōu)良的伸長(zhǎng)率和延伸凸緣性也優(yōu)良的加工性 優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度（TS)為900MPa以上的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板及其制造方法。
[0013] 用于解決問(wèn)題的方法
[0014] 本發(fā)明人們?yōu)榱私鉀Q上述問(wèn)題而進(jìn)行了潛心研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)下述a)和b)， 即使上述那樣的高價(jià)稀有元素的含量少，也可以得到伸長(zhǎng)率極其優(yōu)良、并且延伸凸緣性也 優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度為900MPa以上的熱鍍鋅鋼板。
[0015] a)從焊接性、成型性的觀點(diǎn)考慮，將C含量設(shè)定為0. 24%以下。
[0016] b)使金屬組織為鐵素體相和貝氏體相、回火馬氏體相、殘余奧氏體相以及馬氏體 相，并將這些相的面積比率控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。
[0017] 本發(fā)明基于這樣的見(jiàn)解而完成，其要點(diǎn)如下所述。
[0018] (1)提供一種高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板，其特征在于，具有如下成分組成：以質(zhì)量％計(jì)， 含有 C :0? 16 ~0? 24%、Si :0? 8 ~1. 8%、Mn :1. 0 ~3. 0%、P :0? 020% 以下、S :0? 0040% 以下、A1 :0? 01~0? 1%、N :0? 01%以下、Ca :0? 0001~0? 0020%，且余量由Fe和不可避免 的雜質(zhì)構(gòu)成，鐵素體相和貝氏體相的合計(jì)相對(duì)于組織整體的面積比率為30~70%，回火馬 氏體相相對(duì)于組織整體的面積比率為20~40%，殘余奧氏體相相對(duì)于組織整體的面積比 率為10~20%，馬氏體相相對(duì)于組織整體的面積比率為2~20%。
[0019] (2)本發(fā)明的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板，例如可以通過(guò)下述方法制造，對(duì)由上述成分組成 構(gòu)成的鋼坯進(jìn)行熱乳、酸洗后，進(jìn)行冷乳，接著進(jìn)行加熱至800~950°C的溫度范圍后再冷 卻的熱處理，隨后進(jìn)行如下熱處理：加熱至700~850°C的溫度范圍，以5~50°C /秒的冷 卻速度冷卻至100~300°C的溫度范圍，停止該冷卻后，接著加熱至350~600°C的溫度范 圍，保持10~500秒，隨后，實(shí)施熱鍍鋅。
[0020] (3)在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選在所述酸洗后、所述冷乳前，進(jìn)一步實(shí)施加熱至 400~750°C的溫度范圍的熱處理。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，不積極添加上述那樣的高價(jià)元素，也可以得到伸長(zhǎng)率優(yōu)良，并且延伸 凸緣性也優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度為900MPa以上的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板。而且，通過(guò)本發(fā)明得到的高 強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板，適合作為沖壓成型為嚴(yán)格形狀的汽車(chē)零件。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明人們對(duì)于高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板的伸長(zhǎng)率的提高進(jìn)行了潛心研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 即使是不含有Ti、Nb、V、Cu、Ni、Cr、Mo等高價(jià)元素的成分組成，通過(guò)形成規(guī)定的組織，伸長(zhǎng) 率的提高也變得顯著。即，在本發(fā)明中，形成了鐵素體相和貝氏體相的合計(jì)相對(duì)于組織整體 的面積比率為30~70%，回火馬氏體相相對(duì)于組織整體的面積比率為20~40%，殘余奧 氏體相相對(duì)于組織整體的面積比率為10~20%，馬氏體相相對(duì)于組織整體的面積比率為 2~20%的組織。以下，對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0024] 首先，對(duì)本發(fā)明的成分組成進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，各元素的含量單位均為質(zhì) 量％，以下，只要沒(méi)有特別說(shuō)明，則僅由％表示。
[0025] C:0.16 ~0.24%
[0026] C是奧氏體穩(wěn)定化元素，影響殘余奧氏體相的生成，有助于均勻伸長(zhǎng)率的提高， 并且影響回火馬氏體相、馬氏體相的面積比率、硬度，是有助于強(qiáng)度的元素。當(dāng)C量小于 0. 16%時(shí)，會(huì)過(guò)度生成鐵素體相，難以確保拉伸強(qiáng)度，并且無(wú)法得到所希望的殘余奧氏體 量，難以確保優(yōu)良的伸長(zhǎng)率。由此，將C量設(shè)定為0. 16%以上。優(yōu)選C量為0. 18%以上。另 一方面，如果C量超過(guò)0. 24%，則焊接性顯著變差，并且馬氏體相過(guò)度硬質(zhì)化，拉伸強(qiáng)度變 得過(guò)高，難以確保優(yōu)良的伸長(zhǎng)率。由此，將C量設(shè)定為0.24%以下。優(yōu)選C量為0.23%以 下，更優(yōu)選為0.22%以下。因此，將C量設(shè)定為0.16%以上且0.24%以下的范圍。從焊接 性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為〇. 18%以上且0. 23%以下的范圍。更優(yōu)選的范圍為0. 18%以上且 0. 22%以下的范圍。
[0027] Si:0.8 ~1.8%
[0028] Si通過(guò)固溶強(qiáng)化對(duì)鋼的強(qiáng)化有效，并且影響殘余奧氏體相的生成，有助于均勻伸 長(zhǎng)率的提高，是提高強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的平衡（TS - E1平衡）的元素。當(dāng)Si量小于0. 8%時(shí)， 無(wú)法得到這樣的效果。由此，將Si量設(shè)定為0.8%以上。優(yōu)選Si量為1.2%以上。另一方 面，如果Si量超過(guò)1. 8%，則富集在表面的Si量增加，產(chǎn)生鍍不上的情況。由此，將Si量設(shè) 定為1.8%以下。優(yōu)選Si量為1.6%以下。因此，將Si量設(shè)定為0.8%以上且1.8%以下 的范圍。優(yōu)選為1.2%以上且1.8%以下，更優(yōu)選為1.2%以上且1.6%以下的范圍。
[0029] Mn: 1.0 ~3.0%
[0030] Mn是奧氏體穩(wěn)定化元素，并且是使最終得到的回火馬氏體相和馬氏體相以所希望 的量生成從而有助于強(qiáng)度的元素。為了得到上述作用，需要將Mn量