專利名稱：具有抗老化性和極好的可成形性的冷軋薄鋼板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要適用于汽車車身、電子器具等的冷軋薄鋼板。更具體地，本發(fā)明涉及通過利用細(xì)沉淀(fine precipitate)控制晶粒中固溶態(tài)的碳含量的臨界值而抗老化性和可成形性得以改進(jìn)的冷軋薄鋼板，以及生產(chǎn)所述冷軋薄鋼板的方法。

背景技術(shù)：
對(duì)用于汽車車身、電子器具等所用的冷軋薄鋼板，與高強(qiáng)度及其可成形性一起，要求具有抗老化性。術(shù)語“老化”是指應(yīng)變老化現(xiàn)象，其會(huì)引起缺陷，被稱為“拉伸應(yīng)變”，其由當(dāng)諸如C和N的固溶元素被固定致位錯(cuò)(to dislocation)時(shí)發(fā)生的硬化所引起的。
可通過鋁鎮(zhèn)靜鋼的分批退火賦予冷軋薄鋼板抗老化性。但是，分批退火需要延長(zhǎng)退火時(shí)間，因此降低了生產(chǎn)率，并引起依賴于薄鋼板上的位置的機(jī)械性能方面的嚴(yán)重變化。從而，主要使用無間隙(IF)鋼，其是通過加入諸如Ti或Nb的強(qiáng)化碳化物或氮化物形成元素，隨后通過連續(xù)退火產(chǎn)生的。
為了生產(chǎn)IF鋼，必須加入諸如Ti或Nb的強(qiáng)化形成碳化物或氮化物元素。為此，由于這些元素可能增高重結(jié)晶溫度，所以必須在高溫下完成連續(xù)退火。因此，這種生產(chǎn)IF鋼的方法引起生產(chǎn)率降低、由于較大能耗使得生產(chǎn)成本增加、以及嚴(yán)重的環(huán)境問題。而且，高溫退火通常引起各種缺陷，如裂紋、變形等 而且，由于Ti和Nb具有強(qiáng)烈的氧化性，所以這些元素產(chǎn)生大量非金屬摻雜物，引起薄鋼板的表面缺陷。另外，IF鋼具有脆性晶界，并因此遭受所謂的“二次加工脆化”，這可引起薄鋼板在形成之后的脆化。為了防止這種二次加工脆化，加入了包括B的元素。同時(shí)，當(dāng)IF鋼用于要進(jìn)行表面處理(如電鍍、涂覆及其類似處理)的產(chǎn)品時(shí)，在產(chǎn)品的表面上通常會(huì)發(fā)生許多缺陷。
為了解決這些問題，提出了不含Ti或Nb的鋼板。作為實(shí)例，日本專利公開公布第(Hei)6-093376、6-093377以及6-212354號(hào)披露了通過嚴(yán)格控制碳含量在0.0001～0.0015wt％范圍內(nèi)來改進(jìn)薄鋼板的抗老化性的方法，其中加入0.0001～0.003wt％范圍的B代替Ti或Nb。
根據(jù)這些披露，由于不能充分地確保抗老化性，所以在鋼板退火之后需要淬火以確保抗老化性。但是，在這種情形下，存在一個(gè)問題由于淬火通常是在水槽中進(jìn)行的水淬，所以在薄鋼板上形成氧化層，并因此伴隨為了去除氧化層而進(jìn)行的酸洗，從而引起薄鋼板表面的缺陷，而這需要附加的生產(chǎn)成本。而且，該薄鋼板具有較低強(qiáng)度。另外，由于薄鋼板具有較差的平面各向異性，所以在薄鋼板上產(chǎn)生皺褶和耳狀物(ear)，這種方法需要較大的原料消耗。
同時(shí)，本發(fā)明的發(fā)明人提出了在不加入Ti或Nb的情況下生產(chǎn)具有極好的拉伸成形性和改進(jìn)的延展性的冷軋薄鋼板的方法，披露在韓國(guó)專利公開公布第2000-0039137號(hào)中。該方法包括如下步驟熱軋板材鋼料(鋼錠)并在Ar3轉(zhuǎn)變溫度或更高溫度下進(jìn)行精軋用以提供熱軋薄鋼板，所述板材鋼料包括(以wt％計(jì))0.0005～0.002％的C、0.05～0.03％的Mn、0.015％或更少的P、0.01～0.08％的Al；0.001～0.005％的N；以及平衡量的Fe(the balance of Fe)和其他不可避免的雜質(zhì)，其中C、N、S、以及P的組份滿足關(guān)系C+N+S+P≤0.025％；在750℃或更低的溫度下使薄鋼板成卷；以50～90％的壓縮率(reduction rate)冷軋成卷(wound)的薄鋼板；在650～850℃的溫度將冷軋薄鋼板連續(xù)退火10秒鐘或更長(zhǎng)時(shí)間。通過這種方法生產(chǎn)的冷軋薄鋼板在確?？估匣缘耐瑫r(shí)具有極好的延展性。但是，根據(jù)披露的方法，由于必須控制C含量、N含量、S含量、以及P含量以在冷軋薄鋼板中滿足下列關(guān)系C+N+S+P≤0.025％，所以在生產(chǎn)過程中有必要加強(qiáng)脫硫能力和脫磷能力，從而引起生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本方面的問題?？紤]到機(jī)械性能，由于最終生產(chǎn)的薄鋼板的屈服強(qiáng)度非常低，所以有必要使用較厚的材料。另外，加工后，存在如下問題由于過高的平面各向異性指數(shù)(Δr)，在薄鋼板上產(chǎn)生過多的皺褶，而引起薄鋼板的斷裂。
本發(fā)明的發(fā)明人還提出了一種生產(chǎn)冷軋薄鋼板的方法，該方法能夠提高具有340MPa級(jí)抗拉強(qiáng)度的高強(qiáng)度鋼板的屈服強(qiáng)度，其被披露在韓國(guó)專利公開公布第2002-0049667號(hào)中。該方法包括如下步驟在Ar3變形溫度或更高溫度下熱軋板材鋼料用以提供熱軋薄鋼板，所述板材鋼料包括(以wt％計(jì))0.0005～0.003％的C、0.1％或更少的Mn、0.003～0.02％的S、0.03～0.07％的P、0.01～0.1％的Al；0.005％或更少的N、以及0.05～0.3％的Cu，其中Cu/S的原子比為2～10；以50～90％的壓縮率冷軋成卷薄鋼板；并在700～880℃的溫度下將冷軋鋼板連續(xù)退火10秒鐘到5分鐘。通過這種方法生產(chǎn)的冷軋薄鋼板具有在340MPa級(jí)高抗拉強(qiáng)度鋼板中的提高的240MPa的屈服強(qiáng)度。但是，由于薄鋼板的老化指數(shù)高于30MPa，那么就不能確保這種薄鋼板的抗老化性，并且由于這種薄鋼板在1.8級(jí)的塑性各向異性指數(shù)(rm)時(shí)具有0.5或更大的高平面各向異性指數(shù)(Δr)，而在薄鋼板上產(chǎn)生過多皺褶，引起薄鋼板的斷裂。
同時(shí)，在現(xiàn)有技術(shù)中已知的冷軋薄鋼板，其是具有抗老化性的高強(qiáng)度冷軋薄鋼板，并且其是通過將0.3～0.7％的Mn和Ti加入到極低碳素鋼板中同時(shí)提高碳素鋼板中的磷含量而進(jìn)行生產(chǎn)的。該冷軋薄鋼板具有0～30℃的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度；即，冷軋薄鋼板具有較差的二次加工脆性，其處于對(duì)室溫下的沖擊就會(huì)引起斷裂的程度。


發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮到上述問題才產(chǎn)生了本發(fā)明，而本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種冷軋薄鋼板，其在不加入Ti或Nb的情況下具有改進(jìn)的可成形性和抗老化性，以及生產(chǎn)這種薄鋼板的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種冷軋薄鋼板，其具有極好的屈服強(qiáng)度、強(qiáng)度-延展性平衡特性、二次加工脆化抗性、以及低平面各向異性，同時(shí)具有預(yù)定級(jí)或更高的塑性-各向異性指數(shù)，以及生產(chǎn)這種薄鋼板的方法。
根據(jù)本發(fā)明，通過提供如下冷軋薄鋼板可實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，所述冷軋薄鋼板包括(以重量％計(jì))0.003％或更少的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；以及平衡量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，當(dāng)該薄鋼板包括Mn和Cu的一種時(shí)，Mn、Cu、以及S的組成滿足一種下列關(guān)系0.58*Mn/S≤10和1≤0.5*Cu/S≤10，并且當(dāng)薄鋼板包括Mn和Cu二者時(shí)，Mn、Cu、以及S的組成滿足下列關(guān)系Mn+Cu≤0.3并且2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20，并且其中，MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S的沉淀具有0.2μm或更小的平均粒度。
本發(fā)明的冷軋薄鋼板可根據(jù)至少一種選自包括Mn和Cu的組的添加劑來進(jìn)行分類；即，(1)單加Mn的鋼(不包括Cu，也稱為“MnS-沉淀鋼”)，(2)單加Cu的鋼(不包括Mn，也稱為“CuS-沉淀鋼”)，以及(3)加入Mn和Cu的鋼(也稱為“MnCu-沉淀鋼”)，將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。
(1)MnS-沉淀鋼包括(以重量％計(jì))0.003％或更少的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；以及平衡量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，Mn和S的組成滿足如下關(guān)系0.58*Mn/S≤10，并且MnS沉淀具有0.2μm或更小的平均粒度。一種生產(chǎn)MnS沉淀鋼的方法包括如下步驟在將板材鋼料再加熱到1100℃或更高溫度之后，熱軋板材鋼料并在Ar3變形溫度或更高溫度下進(jìn)行精軋以提供熱軋薄鋼板，所述板材鋼料包括(以wt％計(jì))0.003％或更少的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；以及平衡量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，Mn和S的組成滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10；以200℃/min或更快的速度冷卻薄鋼板；在700℃或更低的溫度下使冷卻的薄鋼板成卷；冷軋成卷的薄鋼板；以及連續(xù)退火冷軋的薄鋼板。
(2)CuS-沉淀鋼包括(以重量％計(jì))0.0005～0.003％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；以及平衡量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，Cu和S的組成滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤10，并且CuS的沉淀具有0.1μm或更小的平均粒度。一種生產(chǎn)CuS沉淀鋼的方法包括如下步驟在將板材鋼料再加熱到1100℃或更高溫度之后，熱軋板材鋼料并在Ar3變形溫度或更高溫度下進(jìn)行精軋以提供熱軋薄鋼板，所述板材鋼料包括(以wt％計(jì))0.0005～0.003％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；以及平衡量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，Cu和S的組成滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤10；以300℃/min的速度冷卻薄鋼板；在700℃或更低的溫度下使冷卻的薄鋼板成卷；冷軋成卷的薄鋼板；以及連續(xù)退火冷軋的薄鋼板。
(3)MnCu-沉淀鋼包括(以重量％計(jì))0.0005～0.003％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；以及平衡量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，Mn、Cu、以及S的組成滿足下列關(guān)系Mn+Cu≤0.3并且2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20，并且其中，MnS、CuS、以及(Mn，Cu)/S的沉淀具有0.2μm或更小的平均粒度。一種生產(chǎn)MnCu-沉淀鋼的方法包括如下步驟在將板材鋼料再加熱到1100℃或更高溫度之后，熱軋板材鋼料并在Ar3變形溫度或更高溫度下進(jìn)行精軋以提供熱軋薄鋼板，所述板材鋼料包括(以wt％計(jì))0.0005～0.003％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；以及平衡量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，Mn、Cu、以及S的組成滿足下列關(guān)系Mn+Cu≤0.3并且2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20；以300℃/min的速度冷卻薄鋼板；在700℃或更低的溫度下使冷卻的薄鋼板成卷；冷軋成卷的薄鋼板；以及連續(xù)退火冷軋的薄鋼板。
上述冷軋薄鋼板優(yōu)選用于具有240MPa級(jí)抗拉強(qiáng)度的延展性冷軋薄鋼板或用于具有340MPa級(jí)或更高抗拉強(qiáng)度的高強(qiáng)度冷軋薄鋼板。
對(duì)處于240MPa級(jí)中的延展性冷軋薄鋼板的情形，薄鋼板包括(以重量％計(jì))0.003％或更少的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；至少一種0.03～0.2％的Mn和0.005～0.2％的Cu；以及平衡量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，當(dāng)薄鋼板包括Mn和Cu的一種時(shí)，Mn、Cu、以及S的組成滿足一種下列關(guān)系0.58*Mn/S≤10和1≤0.5*Cu/S≤10，并且當(dāng)薄鋼板包括Mn和Cu二者時(shí)，Mn、Cu、以及S的組成滿足下列關(guān)系Mn+Cu≤0.3并且2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20，并且其中，MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S的沉淀具有0.2μm或更小的平均粒度。
對(duì)處于340MPa或更高的高強(qiáng)度冷軋薄鋼板的情形，可分為其中將一種或兩種作為固溶強(qiáng)化元素(solid solution-intensifyingelement)的P、Si、以及Cr加入到延展性冷軋薄鋼板的鋼，以及其中作為沉淀強(qiáng)化元素(precipitation-intensifying element)的N在延展性冷軋薄鋼板中的含量增高的鋼。即，希望在延展性冷軋薄鋼板中含有一種或兩種的0.2％或更少的P、0.1～0.8％的Si、以及0.2～1.2％的Cr。如果單獨(dú)將P加入到延展性冷軋薄鋼板中，那么優(yōu)選將0.03～0.2％的P加入到延展性冷軋薄鋼板中。可選地，通過將N含量增加到0.005～0.02％、并加入0.03～0.06％的P借助AlN沉淀的方式可確保高強(qiáng)度特性。
為了進(jìn)一步提高冷軋薄鋼板的可成形性，該薄鋼板可進(jìn)一步包括0.01～0.2％的Mo，并且為了確保抗老化性，該薄鋼板可進(jìn)一步包括0.01～0.2％的V。



從下面結(jié)合附圖所進(jìn)行的詳細(xì)描述中，將會(huì)更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特性以及其他優(yōu)點(diǎn)，其中 圖1a到1c圖解描述了晶粒中處于固溶態(tài)的碳含量根據(jù)沉淀粒度的變化； 圖2a到2b圖解描述了根據(jù)冷卻速率的MnS沉淀的粒度； 圖3a到3c圖解描述了根據(jù)冷卻速率的CuS沉淀的粒度；以及 圖4a和4b圖解描述了根據(jù)冷卻速率的MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S沉淀的粒度。

具體實(shí)施例方式 現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是，可以理解本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
本發(fā)明的發(fā)明人在考察不加Ti和Nb的情況下提高薄鋼板的抗老化性的過程中發(fā)現(xiàn)了新的事實(shí)，如下所述。該事實(shí)就是MnS、CuS、或(Mn，Cu)S的細(xì)沉淀可適當(dāng)控制晶粒中固溶態(tài)(即，固溶碳(solidsolution carbon))中的碳含量，并且有助于提高抗老化性。這些沉淀可能對(duì)屈服強(qiáng)度的增大、強(qiáng)度-延展性平衡特性的提高、以及由于沉淀強(qiáng)化而對(duì)薄鋼板的平面各向異性指數(shù)產(chǎn)生積極影響。
如圖1所示，可以看出當(dāng)MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S的沉淀分布更精細(xì)時(shí)，晶粒中固溶碳的含量降低了。由于保留在晶粒中的固溶碳相對(duì)自由移動(dòng)，所以碳移動(dòng)并耦合連接到可移動(dòng)的位錯(cuò)(dislocation)，而影響薄鋼板的老化特性。因此，當(dāng)晶粒中固溶碳的含量降低到低于預(yù)定水平時(shí)，抗老化性可被提高?？紤]到確?？估匣裕ЯＶ泄倘芴嫉暮繛樽罡?0ppm或更少，并優(yōu)選15ppm或更少。
圖1a到1c是如下鋼的圖示，該鋼包括0.003％的C，并且可以看到當(dāng)MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S的沉淀分布在0.2μm或更小的粒度中時(shí)，晶粒中固溶碳的含量?jī)?yōu)選控制在20ppm或更少?？紤]到用來控制晶粒中固溶碳的含量在15ppm或更少的沉淀的粒度，從圖1可以看出，最合適的條件是MnS的沉淀具有約0.2μm或更小的粒度、CuS的沉淀具有約0.1μm或更小的粒度、而MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S的沉淀具有約0.1μm或更小的粒度。
同樣地，為了控制晶粒中固溶碳的含量在20ppm或更少，在鋼含碳為0.003wt％或更小的條件下，精細(xì)地分布MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S的沉淀就非常重要。根據(jù)本發(fā)明，在具有MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S的細(xì)沉淀的情況下，碳含量?jī)?yōu)選增加到0.003wt％，這可在鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生低負(fù)荷。
注意到這些新的事實(shí)，考察了精細(xì)地分布MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S的沉淀的方法。結(jié)果表明需要控制Mn、Cu和S的含量、以及鋼中這些元素的組成，而且通過控制熱軋后的冷卻速率可獲得細(xì)粒。
圖2a是在根據(jù)對(duì)薄鋼板熱軋之后的冷卻速率考察沉淀粒度之后所獲得的圖示，該薄鋼板包括(以wt％計(jì))0.0018％的C；0.15％的Mn；0.008％的P；0.015％的S；0.03％的Al；以及0.0012％的N(其中0.58*Mn/S＝5.8)。參照?qǐng)D2a，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)在Mn和S的組合滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10的條件下，適當(dāng)控制薄鋼板的冷卻速率時(shí)，MnS沉淀的粒度可以為0.2μm或更小。
圖3a是在根據(jù)對(duì)薄鋼板熱軋之后的冷卻速率考察沉淀粒度之后所獲得的圖示，該薄鋼板包括(以wt％計(jì))0.0018％的C；0.01％的P；0.008％的S；0.05％的Al；0.0014％的N；以及0.041％的Cu(其中0.5*Cu/S＝2.56)。參照?qǐng)D3a，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)在Cu和S的組合滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤10的條件下，適當(dāng)控制薄鋼板的冷卻速率時(shí)，CuS沉淀的粒度可以為0.1μm或更小。
圖4a是在根據(jù)對(duì)薄鋼板熱軋之后的冷卻速率考察沉淀粒度之后所獲得的圖示，該薄鋼板包括(以wt％計(jì))0.0025％的C；0.13％的Mn；0.009％的P；0.015％的S；0.04％的Al；0.0029％的N；以及0.04％的Cu(其中Mn+Cu＝0.17并且0.5*(Mn+Cu)/S＝5.67)。參照?qǐng)D4a，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)在Mn、Cu、以及S的組合滿足關(guān)系Mn+Cu≤0.3并且2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20的條件下，適當(dāng)控制薄鋼板的冷卻速率時(shí)，MnS、CuS、(Mn，Cu)S沉淀的粒度可以為0.2μm或更小。
本發(fā)明的冷軋薄鋼板具有高屈服強(qiáng)度，并因此允許薄鋼板降低厚度，從而對(duì)其產(chǎn)品提供重量減少的影響。而且，由于低平面各向異性，所以當(dāng)分別在加工薄鋼板時(shí)、以及加工薄鋼板之后就很少產(chǎn)生皺褶和耳狀物(ear)。下面對(duì)本發(fā)明的冷軋薄鋼板及其生產(chǎn)方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[本發(fā)明的冷軋薄鋼板] 碳(C)碳含量?jī)?yōu)選為0.003wt％或更少。
如果碳含量高于0.003wt％，那么晶粒中固溶碳的量增大，就很難確保鋼板的抗老化性，并且退火板中的晶粒粒度減小，因而顯著降低鋼板的延展性。更優(yōu)選地，碳含量為0.0005～0.003wt％。碳含量小于0.0005wt％會(huì)導(dǎo)致熱軋板中粗晶粒的產(chǎn)生，從而降低鋼的強(qiáng)度同時(shí)增加其平面各向異性。根據(jù)本發(fā)明，由于可減少鋼中固溶碳的量，所以碳含量可增加到0.003wt％。因此，可省去用于最終降低碳含量的脫碳處理。為此，碳含量?jī)?yōu)選在0.002wt％＜C≤0.003wt％的范圍內(nèi)。
硫(S)硫含量?jī)?yōu)選為0.003～0.03wt％。
硫含量低于0.003wt％會(huì)導(dǎo)致不僅減少M(fèi)nS、CuS、(Mn，Cu)的量，而且產(chǎn)生過多的粗沉淀，從而降低了薄鋼板的抗老化性。硫含量高于0.03wt％會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生大量的固溶硫，從而顯著降低了薄鋼板的延展性和可成形性，并且增大了熱脆的可能性。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)MnS沉淀鋼的情形，硫含量?jī)?yōu)選在0.005wt％～0.03wt％的范圍內(nèi)。對(duì)CuS沉淀鋼的情形，硫含量?jī)?yōu)選在0.003wt％～0.025wt％的范圍內(nèi)。對(duì)MnCu沉淀鋼的情形，硫含量?jī)?yōu)選在0.003wt％～0.025wt％的范圍內(nèi)。
鋁(Al)鋁含量?jī)?yōu)選為0.01～0.1wt％。
鋁是通常用作脫氧劑的合金元素。然而，在本發(fā)明中，加入鋁是為了阻止鋼中通過沉淀氮由固溶氮引起的老化。鋁含量低于0.01wt％會(huì)導(dǎo)致大量的固溶氮，從而使得要阻止老化很困難，反之鋁含量大于0.1wt％會(huì)導(dǎo)致大量的固溶鋁，從而降低了薄鋼板的延展性。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)CuS-沉淀鋼和MnCu-沉淀鋼的情形，鋁含量?jī)?yōu)選在0.01wt％～0.08wt％的范圍內(nèi)。如果氮含量增到0.005～0.02％，那么通過AlN沉淀的強(qiáng)化作用可獲得高強(qiáng)度薄鋼板。
氮(N)氮含量?jī)?yōu)選為0.02wt％或更少。
氮是在鋼生產(chǎn)過程中加入鋼中的不可避免元素，而為了獲得強(qiáng)化影響，優(yōu)選在鋼中加入的N到0.02wt％。為了獲得延展性薄鋼板，氮含量?jī)?yōu)選0.004％或更少。為了獲得高強(qiáng)度薄鋼板，氮含量?jī)?yōu)選0.005～0.2％。盡管為了獲得強(qiáng)化影響氮含量必須為0.005％或更大，但是氮含量大于0.02wt％導(dǎo)致薄鋼板的可成形性降低。為了利用氮來提供高強(qiáng)度鋼，磷含量?jī)?yōu)選為0.03～0.06％。根據(jù)本發(fā)明，為了通過AlN沉淀確保高強(qiáng)度，Al和N的組合，即，0.52*Al/N(其中Al和N以wt％表示)優(yōu)選在1～5的范圍內(nèi)。Al和N的組合(0.52*Al/N)小于1會(huì)導(dǎo)致由固溶氮所引起的老化，而Al和N的組合(0.52*Al/N)大于5導(dǎo)致微不足道的強(qiáng)化(strengthening)影響。
磷(P)磷含量?jī)?yōu)選為0.2wt％或更少。
磷是合金元素，其可增大固溶強(qiáng)化影響并允許r-值(塑性-各向異性指數(shù))的少量減少，并可確?？刂屏顺恋淼匿摪宓母邚?qiáng)度。因此，為了通過P的使用來確保高強(qiáng)度，P含量?jī)?yōu)選為0.2wt％或更低。磷含量大于0.2wt％會(huì)導(dǎo)致薄鋼板延展性的降低。當(dāng)為了確保薄鋼板的高強(qiáng)度而單獨(dú)向鋼中加入磷時(shí)，P含量?jī)?yōu)選為0.03～0.2wt％。對(duì)延展性薄鋼板，P含量?jī)?yōu)選為0.015wt％或更低。對(duì)通過AlN沉淀的使用來確保高強(qiáng)度的薄鋼板，P含量?jī)?yōu)選為0.03～0.06wt％。這歸因于這樣的事實(shí)盡管0.03wt％或更大的磷含量能夠確保目標(biāo)強(qiáng)度，但磷含量大于0.06wt％會(huì)降低鋼的延展性和可成形性。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)通過加入Si和Cr的方式確保了薄鋼板的高強(qiáng)度時(shí)，為了獲得目標(biāo)強(qiáng)度P含量可適當(dāng)控制到0.2wt％或更少。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選將錳(Mn)和銅(Cu)中的至少一種加入到鋼中。這些元素與S結(jié)合，產(chǎn)生MnS、CuS、(Mn，Cu)S沉淀。
錳(Mn)錳含量?jī)?yōu)選為0.03～0.2wt％。
錳是合金元素，其可以作為MnS沉淀而沉淀鋼中的固溶硫，從而阻止由固溶硫所引起的熱脆性。在本發(fā)明中，Mn在對(duì)于S和/或Cu與Mn結(jié)合及對(duì)于冷卻速率的合適條件下因S和/或Cu與Mn結(jié)合以細(xì)MnS和/或(Mn，Cu)S沉淀的形式被沉淀，并且Mn在提高薄鋼板的屈服強(qiáng)度和平面各向異性中起重要作用，同時(shí)基本確保薄鋼板的抗老化性。為了實(shí)現(xiàn)這些影響，Mn含量必須為0.03wt％或更大。同時(shí)，Mn含量大于0.2wt％產(chǎn)生粗沉淀，從而降低薄鋼板的抗老化性。如果單獨(dú)將Mn加入到鋼(即，不加Cu)中，那么錳含量?jī)?yōu)選為0.05～0.2wt％。
銅(Cu)銅含量?jī)?yōu)選為0.005～0.2wt％。
銅是合金元素，其在S和/或Mn與Cu結(jié)合的合適條件下產(chǎn)生細(xì)沉淀，以及在熱軋過程的成卷過程之前的冷卻速率，從而減少晶粒中固溶碳的量，并在提高薄鋼板的抗老化性、平面各向異性、以及塑性-各向異性中起重要作用。為了形成細(xì)沉淀，Cu含量必須為0.005wt％或更大。如果Cu含量大于0.2wt％，那么會(huì)產(chǎn)生粗沉淀，從而降低薄鋼板的抗老化性。如果單獨(dú)將Cu加入鋼中(即，不加Mn)，那么Cu含量?jī)?yōu)選為0.01～0.2wt％。
根據(jù)本發(fā)明，控制Mn、Cu、以及S的含量和結(jié)合(組合)以便產(chǎn)生細(xì)沉淀，而這些根據(jù)Mn和Cu的加入量是變化的。
在MnS-沉淀鋼的情形下，Mn和S的結(jié)合優(yōu)選滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10(其中Mn和S以wt％計(jì))。Mn與S結(jié)合產(chǎn)生MnS沉淀，其可根據(jù)Mn和S的加入量而改變沉淀的狀態(tài)，并因此影響薄鋼板的抗老化性、屈服強(qiáng)度、以及平面各向異性指數(shù)。大于10的0.58*Mn/S值產(chǎn)生粗MnS沉淀，導(dǎo)致老化指數(shù)增大，從而提供差的屈服強(qiáng)度和平面各向異性指數(shù)。
在CuS-沉淀鋼的情形下，Cu和S的結(jié)合優(yōu)選滿足關(guān)系1≤0.5*Cu/S≤10(其中Cu和S以wt％計(jì))。Cu與S結(jié)合產(chǎn)生CuS沉淀，其可根據(jù)Cu和S的加入量而改變沉淀的狀態(tài)，并因此影響薄鋼板的抗老化性、塑性-各向異性指數(shù)、以及平面各向異性指數(shù)。1或更大的0.5*Cu/S值使得產(chǎn)生有效的CuS沉淀，大于10的0.58*Mn/S值產(chǎn)生粗CuS沉淀，導(dǎo)致老化指數(shù)增大，并且提供差的塑性-各向異性指數(shù)和平面各向異性指數(shù)。為了穩(wěn)定地確保0.1μm或更小的CuS沉淀，0.5*Cu/S的值優(yōu)選為1～3。
當(dāng)Mn和Cu一起加入到薄鋼板，Mn和Cu的總含量?jī)?yōu)選為0.3wt％或更低。這歸因于這樣的事實(shí)Mn和Cu含量大于0.3％可能生成粗沉淀，并因而使得要確?？估匣院芾щy。另外，0.5*(Mn+Cu)/S的值(其中Mn、Cu、以及S以wt％計(jì))優(yōu)選為2～20。Mn和Cu與S結(jié)合產(chǎn)生MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S沉淀，其可根據(jù)Mn、Cu、以及S的加入量而改變沉淀的狀態(tài)，并因此影響抗老化性、塑性-各向異性指數(shù)、以及平面各向異性指數(shù)。為2或更大的0.5*(Mn+Cu)/S的值能夠使得產(chǎn)生有效的沉淀，而大于20的0.5*(Mn+Cu)/S值產(chǎn)生粗沉淀，導(dǎo)致老化指數(shù)的增大，從而提供差的塑性-各向異性指數(shù)和平面各向異性指數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)0.5*(Mn+Cu)/S的值在2～20的范圍內(nèi)時(shí)，沉淀的平均粒度降低到0.2μm或更小。
在這種情形下，希望沉淀以2×106或更大的數(shù)量進(jìn)行分布。當(dāng)0.5*(Mn+Cu)/S的值從7開始，沉淀的種類和沉淀的數(shù)量發(fā)生顯著變化。具體地說，當(dāng)0.5*(Mn+Cu)/S的值為7或更小時(shí)，許多非常細(xì)的MnS和CuS分開的沉淀均勻分布而不是(Mn，Cu)S復(fù)合物沉淀。同時(shí)，當(dāng)0.5*(Mn+Cu)/S的值大于7時(shí)，不考慮沉淀粒度之間的較小差異，分布在晶粒和晶界中的沉淀的數(shù)量減少，原因是(Mn，Cu)S復(fù)合物沉淀的量的增加。在本發(fā)明中，沉淀數(shù)量的增加可提高抗老化性、平面各向異性指數(shù)、以及抗二次加工脆化。為此，沉淀優(yōu)選以2×108或更大的數(shù)量進(jìn)行分布。在本發(fā)明中，即使在0.5*(Mn+Cu)/S的值相同的情形下，加入少量Mn和Cu可減少分布在晶粒和晶界中的沉淀的數(shù)量。如果增大Mn和Cu的含量，那么沉淀會(huì)變粗，導(dǎo)致分布在晶粒和晶界中的沉淀數(shù)量的減少。
根據(jù)本發(fā)明，MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S沉淀優(yōu)選具有0.2μm或更小的平均粒度。如果MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S沉淀具有大于0.2μm的平均粒度，尤其是，老化指數(shù)迅速增大，而塑性-各向異性指數(shù)、以及平面各向異性指數(shù)變得較差。根據(jù)本發(fā)明，MnS的優(yōu)選粒度為0.2μm或更小，而CuS的優(yōu)選粒度為0.1μm或更小。對(duì)當(dāng)MnS、CuS、以及(Mn，Cu)S沉淀在晶粒中混和的情形，沉淀的粒度優(yōu)選為0.2μm或更小，而更優(yōu)選為0.1μm或更小。當(dāng)沉淀的粒度降低時(shí)，考慮到抗老化性它是優(yōu)選的。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)應(yīng)用于340MPa級(jí)或更高的高強(qiáng)度薄鋼板時(shí)，可將諸如P的固溶強(qiáng)化元素加入到薄鋼板，即，可將至少一種的P、Si、以及Cr加入到薄鋼板。加入磷所獲得的影響在前面已經(jīng)描述過了，故將相關(guān)描述省略。
硅(Si)硅含量?jī)?yōu)選為0.1～0.8％。
Si是合金元素，其可增大固溶強(qiáng)化影響同時(shí)使延展性輕微降低，并因此確保根據(jù)本發(fā)明控制沉淀的鋼的高強(qiáng)度。0.1％或更大的Si含量可確保薄鋼板的強(qiáng)度，但大于0.8％的Si含量會(huì)引起薄鋼板延展性的降低。
鉻(Cr)鉻含量?jī)?yōu)選為0.2～1.2％。
Cr是合金元素，其可增大固溶強(qiáng)化影響同時(shí)通過碳化鉻降低二次加工脆化溫度和老化指數(shù)，并因此確保根據(jù)本發(fā)明控制沉淀的鋼的高強(qiáng)度同時(shí)減少平面各向異性指數(shù)。0.2％或更大的Cr含量可確保薄鋼板的強(qiáng)度，但大于1.2％的Cr含量會(huì)引起薄鋼板延展性的降低。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選將鉬(Mo)和/或釩(V)加入到冷軋薄鋼板。
鉬(Mo)鉬含量?jī)?yōu)選為0.01～0.2％。
Mo是合金元素，其可增大薄鋼板的塑性-各向異性指數(shù)。0.01％或更大的Mo含量可增大塑性-各向異性指數(shù)，但是大于0.2％的Mo含量會(huì)引起熱脆性而不再增大塑性-各向異性指數(shù)。
釩(V)釩含量?jī)?yōu)選為0.01～0.2％。
V是合金元素，其可通過沉淀固溶C而確?？估匣?。0.01％或更大的V含量可增大抗老化性，但大于0.2％的V含量會(huì)減小塑性-各向異性指數(shù)。V和C(0.25*V/C)的組成優(yōu)選滿足關(guān)系1≤0.25*V/C≤20(其中V和C以wt％表示)。V和C(0.25*V/C)的組成小于1會(huì)降低固溶C的沉淀作用，而V和C(0.25*V/C)的組成大于20會(huì)降低塑性-各向異性指數(shù)。
[生產(chǎn)冷軋薄鋼板的方法] 本發(fā)明的特征在于滿足上述組成的薄鋼板通過熱軋和冷軋進(jìn)行處理，從而允許降低冷軋薄鋼板上沉淀的平均粒度。沉淀的平均粒度受Mn、Cu以及S的含量和組成、以及生產(chǎn)過程的影響，并尤其受熱軋后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。當(dāng)將鋼再加熱到低于1100℃的溫度，由于在連續(xù)鑄造過程中產(chǎn)生的粗沉淀由于較低再加熱溫度而保持不完全溶解的狀態(tài)，所以在熱軋后繼續(xù)保持為粗沉淀。
優(yōu)選地，在以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。這歸因于這樣的事實(shí)低于Ar3轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行的精軋產(chǎn)生軋制的顆粒，從而顯著降低薄鋼板的延展性以及可成形性。
熱軋后的冷卻速率優(yōu)選為200℃/min或更大。更具體地，在(1)MnS-沉淀的鋼、(2)CuS-沉淀的鋼、以及(3)MnCu-沉淀的鋼的冷卻速率之間存在微小的差異。
首先，(1)在MnS-沉淀的鋼的情形下，冷卻速率優(yōu)選為200℃/min或更大。即使當(dāng)根據(jù)本發(fā)明Mn和S的組成滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10時(shí)，低于200℃/min的冷卻速率會(huì)產(chǎn)生具有大于0.2μm的粒度的粗MnS沉淀。這歸因于這樣的事實(shí)當(dāng)冷卻速率增大時(shí)，大量核產(chǎn)生，使得MnS沉淀變細(xì)。當(dāng)Mn和S的組成滿足關(guān)系0.58*Mn/S＞10時(shí)，在再加熱處理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，核的數(shù)量也不會(huì)增加，并因此MnS沉淀不會(huì)變得更細(xì)(圖2b，0.024％的C；0.43％的Mn；0.011％的P；0.009％的S；0.035％的Al；以及0.0043％的N(以wt％計(jì)))。
參照?qǐng)D2a和2b，由于冷卻速率的增大導(dǎo)致更細(xì)MnS沉淀的產(chǎn)生，所以不必要對(duì)冷卻速率提出上限。但是，即使當(dāng)冷卻速率為1000℃/min或更大，由于MnS沉淀的粒度不會(huì)進(jìn)一步降低，所以冷卻速率更優(yōu)選為200～1000℃/min。
其次，(2)在CuS-沉淀的鋼的情形下，熱軋后冷卻速率優(yōu)選為300℃/min或更大。即使當(dāng)根據(jù)本發(fā)明Cu和S的組成滿足關(guān)系0.5*Cu/S≤10時(shí)，低于300℃/min的冷卻速率會(huì)產(chǎn)生具有大于0.1μm的粒度的粗CuS沉淀。這歸因于這樣的事實(shí)當(dāng)冷卻速率增大時(shí)，大量核產(chǎn)生，使得CuS沉淀變細(xì)。當(dāng)Cu和S的組成滿足關(guān)系0.5*Cu/S＞10時(shí)，在再加熱處理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，核的數(shù)量也不會(huì)增加，并因此CuS沉淀不會(huì)變得更細(xì)(圖3c，0.0019％的C；0.01％的P；0.005％的S；0.03％的Al；0.0015％的N；以及0.28％的Cu(以wt％計(jì)))。
參照?qǐng)D3a到3c，由于冷卻速率的增大導(dǎo)致更細(xì)CuS沉淀的產(chǎn)生，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或更大，由于CuS沉淀的粒度不會(huì)進(jìn)一步降低，所以冷卻速率更優(yōu)選為300～1000℃/min。圖3a和3b(0.0018％的C；0.01％的P；0.005％的S；0.03％的Al；0.0024％的N；以及0.081％的Cu(以wt％計(jì)))分別示出了0.5*Cu/S≤3和0.5*Cu/S＞3的情形。參照附圖，可以看出當(dāng)0.5*Cu/S的值為3或更小時(shí)，可以更穩(wěn)定地獲得具有0.1μm或更小粒度的CuS沉淀。
再次，(3)在MnCu-沉淀的鋼的情形下，熱軋后冷卻速率優(yōu)選為300℃/min或更大。即使當(dāng)根據(jù)本發(fā)明Mn、Cu、以及S的組成滿足關(guān)系2≤0.5*(Mn+Cu)/S≤20時(shí)，低于300℃/min的冷卻速率會(huì)產(chǎn)生具有大于0.2μm的平均粒度的粗沉淀。這歸因于這樣的事實(shí)當(dāng)冷卻速率增大時(shí)，大量核產(chǎn)生，使得沉淀變細(xì)。當(dāng)Mn和S的組成滿足關(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)的粗沉淀增加，使得即使增大冷卻速率，核的數(shù)量也不會(huì)增加，并因此沉淀不會(huì)變得更細(xì)(圖4b，0.0025％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(以wt％計(jì)))。
參照?qǐng)D4a和4b，由于冷卻速率的增大導(dǎo)致更細(xì)沉淀的產(chǎn)生，所以不必要對(duì)冷卻速率提出上限。但是，即使當(dāng)冷卻速率為1000℃/min或更大，由于沉淀的粒度不會(huì)進(jìn)一步降低，所以冷卻速率更優(yōu)選為300～1000℃/min或更大。
[卷曲條件] 在上述熱軋?zhí)幚碇?，?yōu)選在700℃或更低的溫度進(jìn)行成卷處理。當(dāng)在高于700℃的溫度進(jìn)行成卷處理時(shí)，形成的沉淀太粗，因此會(huì)降低鋼的抗老化性。
[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(huì)導(dǎo)致在重結(jié)晶退火后產(chǎn)生少量核，退火后晶粒過度行成，以至于產(chǎn)生通過退火重結(jié)晶的粗顆粒，因此降低薄鋼板的強(qiáng)度和可成形性。冷壓縮率大于90％會(huì)導(dǎo)致提高的可成形性，同時(shí)產(chǎn)生過量的核，以至于通過退火重結(jié)晶的顆粒變的過細(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(huì)產(chǎn)生過細(xì)的重結(jié)晶晶粒，以至于不能獲得希望的延展性。連續(xù)退火溫度高于900℃會(huì)產(chǎn)生粗的重結(jié)晶晶粒，以至降低鋼的強(qiáng)度。維持連續(xù)退火的保持時(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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完成。
將參照如下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
在下面描述的實(shí)施例中，根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)(ASTM E-8標(biāo)準(zhǔn))將鋼板加工成標(biāo)準(zhǔn)樣品，并對(duì)其機(jī)械性能進(jìn)行檢測(cè)。利用抗拉強(qiáng)度測(cè)試機(jī)(從INSTRON公司可獲得，型號(hào)6025)對(duì)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、塑性-各項(xiàng)異性指數(shù)(r-值)、平面各向異性指數(shù)(Δr值)、以及老化指數(shù)(AI)進(jìn)行檢測(cè)。在這些實(shí)施例中，通過下列等式r-值(rm＝(r0+2r45+r90)/4和Δr＝(r0-2r45+r90)/2)獲得了塑性-各向異性指數(shù)(r-值)和平面各向異性指數(shù)(Δr值)。
另外，為了獲得分布在樣品中的沉淀的平均粒度和數(shù)量，對(duì)材料中存在的所有沉淀的粒度和數(shù)量進(jìn)行了檢測(cè)。
[實(shí)施例1-1]MnS-沉淀的鋼 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，以提供熱軋薄鋼板，將熱軋薄鋼板以200℃/min的速度進(jìn)行冷卻，并在650℃成卷。然后，將熱軋薄鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火。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的速度加熱薄鋼板到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，R-2＝0.25*V/C 表2
注YP＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，El＝伸長(zhǎng)率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，AS＝沉淀的平均粒度，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對(duì)比鋼。
如表2所示，本發(fā)明鋼不僅具有高抗老化性，而且具有高屈服強(qiáng)度和極好的可成形性。
同時(shí)，樣品A5具有23.2的0.58*Mn/S、平均粒度為0.62μm的粗沉淀、以及導(dǎo)致較差抗老化性的34MPa的老化指數(shù)。樣品A6具有高含量的碳，并因此具有過高并也會(huì)導(dǎo)致較差抗老化性的49MPa的老化指數(shù)。樣品A7具有6.34的0.58*Mn/S，其在本發(fā)明的范圍內(nèi)。但是，該樣品具有的Mn和S的含量偏離了本發(fā)明的范圍，并產(chǎn)生粗MnS沉淀，從而提供3 8MPa的老化指數(shù)。因此，在樣品A7中，不能確?？估匣?，并且薄鋼板的可成形性較差。例外地，在樣品A8的情形下，由于重結(jié)晶溫度為1050℃，該溫度過低，所以在再加熱過程中沉淀不能完全溶解，產(chǎn)生過多沉淀，其不完全溶解，并由于成卷溫度過高，所以沉淀是平均粒度為0.34μm的粗沉淀，以至于很難確?？估匣浴?br> [實(shí)施例1-2]具有固溶強(qiáng)化的高強(qiáng)度CuS-沉淀的鋼 為了獲得根據(jù)本發(fā)明的高強(qiáng)度CuS-沉淀的鋼，在將表3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薄鋼板，以200℃/min的速度冷卻薄鋼板，并在650℃成卷。然后，接著將熱軋薄鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火。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的速度加熱薄鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。
表3
注R-1＝0.58*Mn/S，R-2＝0.25*V/C 表4
注YP＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，El＝伸長(zhǎng)率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均粒度，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對(duì)比鋼，CVS＝傳統(tǒng)鋼。
如表3所示，樣品B1～B3、以及B6和B7具有240MPa或更高的屈服強(qiáng)度、35％或更大的伸長(zhǎng)率、以及11,3000的屈服強(qiáng)度-延展性平衡(屈服強(qiáng)度*延展性)。本發(fā)明的鋼具有極好的可成形性、以及30MPa或更低的老化指數(shù)，以至于可確?？估匣浴Ａ硗?，本發(fā)明的鋼具有-40℃或更低的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度、以及極好的二次加工脆性。
樣品B5(傳統(tǒng)鋼)是高強(qiáng)度冷軋薄鋼板，并具有極好的老化指數(shù)。但是，由于高延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，所以存在高的斷裂可能性，即使是對(duì)室溫下的沖擊。
[實(shí)施例1-3]用AlN沉淀強(qiáng)化的MnS-沉淀的鋼 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薄鋼板，以200℃/min的速度冷卻薄鋼板，并在650℃成卷。然后，接著將熱軋薄鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火。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的速度加熱薄鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。
表5

注R-1＝0.58*Mn/S，R-2＝0.25*V/C，R-3＝0.52*Al/N 表6
注YP＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，El＝伸長(zhǎng)率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均粒度，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對(duì)比鋼。
[實(shí)施例2-1]CuS-沉淀的鋼 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薄鋼板，以400℃/min的速度冷卻熱軋薄鋼板，并在650℃成卷。然后，接著將熱軋薄鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火。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的速度加熱薄鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。例外地，在表7中樣品D8的情形下，在被再加熱到1050℃的溫度后，接著進(jìn)行精軋，以400℃/min的速度冷卻樣品，并接著在650℃成卷。此外，在樣品D14～D17的情形下，在被再加熱到1250℃的溫度之后，接著進(jìn)行精軋，以550℃/min的速度冷卻樣品，并接著在650℃成卷。
表7

注R-2＝0.25*V/C，R-4＝0.5*Cu/S 表8
注YP＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，El＝伸長(zhǎng)率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，AS＝沉淀的平均粒度，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對(duì)比鋼。
[實(shí)施例2-2]用固溶強(qiáng)化的高強(qiáng)度CuS-沉淀的鋼 在將表9所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋板材鋼料以提供熱軋薄鋼板，以400℃/min的速度冷卻熱軋薄鋼板，并在650℃成卷。然后，接著將成卷薄鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火。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的速度加熱薄鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。
表9

注R-2＝0.25*V/C，R-4＝0.5*Cu/S 表10

注YP＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，El＝伸長(zhǎng)率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均粒度，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對(duì)比鋼 [實(shí)施例2-3]用AlN沉淀強(qiáng)化的高強(qiáng)度CuS-沉淀的鋼 在將表11所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋板材鋼料以提供熱軋薄鋼板，以400℃/min的速度冷卻熱軋薄鋼板，并在650℃成卷。然后，接著將熱軋薄鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火。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的速度加熱薄鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。例外地，在樣品F8～F10的情形下，在被再加熱到1250℃的溫度之后，接著進(jìn)行精軋，以550℃/min的速度冷卻樣品，并接著在650℃成卷。
表11
注R-2＝0.25*V/C，R-3＝0.52*Al/N，R-4＝0.5*Cu/S 表12
注YP＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，El＝伸長(zhǎng)率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均粒度，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對(duì)比鋼 [實(shí)施例3-1]MnCu-沉淀的鋼 在將表13所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋板材鋼料以提供熱軋薄鋼板，以600℃/min的速度冷卻熱軋的薄鋼板，并在650℃成卷。然后，接著將成卷薄鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火。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的速度加熱薄鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。例外地，在表13中樣品G10的情形下，在被再加熱到1050℃的溫度后，接著進(jìn)行精軋，以50℃/min的速度冷卻樣品，并接著在750℃成卷。
表13
注R-2＝0.25*V/C，R-5＝Mn+Cu，R-6＝0.5*(Mn+Cu)/S 表14

注YP＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，El＝伸長(zhǎng)率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，AS＝沉淀的平均粒度，PN＝沉淀的數(shù)量，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對(duì)比鋼 [實(shí)施例3-2]用固溶(solid solution)強(qiáng)化的高強(qiáng)度MnCu-沉淀的鋼 在將表15所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋板材鋼料以提供熱軋薄鋼板，以600℃/min的速度冷卻熱軋薄鋼板，并在650℃成卷。然后，接著將成卷薄鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火。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的速度加熱薄鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。
表15

注R-2＝0.25*V/C，R-5＝Mn+Cu，R-6＝0.5*(Mn+Cu)/S 表16

注YP＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，El＝伸長(zhǎng)率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均粒度，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對(duì)比鋼，CVS＝傳統(tǒng)鋼。
[實(shí)施例3-3]用AlN沉淀強(qiáng)化的高強(qiáng)度MnCu-沉淀的鋼 在將表17所示的板材鋼料再加熱到1200℃的溫度后，接著精軋板材鋼料以提供熱軋薄鋼板，以400℃/min的速度冷卻熱軋薄鋼板，并在650℃成卷。然后，接著將成卷薄鋼板以75％的壓縮率進(jìn)行冷軋，接著連續(xù)退火。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的速度加熱薄鋼板到750℃進(jìn)行連續(xù)退火40秒。
表17
注R-2＝0.25*V/C，R-3＝0.52*Al/N，R-5＝Mn+Cu，R-6＝0.5*(Mn+Cu)/S 表18

注YP＝屈服強(qiáng)度，TS＝抗拉強(qiáng)度，El＝伸長(zhǎng)率，r-值塑性-各向異性指數(shù)，Δr值平面各向異性指數(shù)，AI＝老化指數(shù)，DBTT＝用于研究二次加工脆性的延展性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，AS＝沉淀的平均粒度，PN＝沉淀的數(shù)量，IS＝本發(fā)明的鋼，CS＝對(duì)比鋼 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)人員理解可進(jìn)行各種修改、增加和替換，而不脫離本發(fā)明附加權(quán)利要求所披露的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種具有抗老化性和極好的可成形性的冷軋薄鋼板，包括以重量％計(jì)的0.003％或更少的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；以及平衡量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，以重量計(jì)的Mn和S的組成滿足關(guān)系0.58*Mn/S≤10，并且其中，MnS的沉淀具有0.2μm或更小的平均粒度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄鋼板，其中，所述薄鋼板包括0.015％或更少的P。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄鋼板，其中，所述薄鋼板包括0.004％或更少的N。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄鋼板，其中，所述薄鋼板包括0.03～0.2％的P。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄鋼板，進(jìn)一步包括0.1～0.8％的Si和0.2～1.2％的Cr中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄鋼板，其中，所述薄鋼板包括0.005～0.02％的N和0.03～0.06％的P。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄鋼板，其中，所述Al和N的組成滿足關(guān)系1≤0.52*Al/N≤5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的薄鋼板，進(jìn)一步包括0.01～0.2％的Mo。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的薄鋼板，進(jìn)一步包括0.01～0.2％的V。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄鋼板，其中，所述V和C的組成滿足關(guān)系1≤0.25*V/C≤20。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄鋼板，進(jìn)一步包括0.01～0.2％的V。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄鋼板，其中，所述V和C的組成滿足關(guān)系1≤0.25*V/C≤20。
13.一種生產(chǎn)具有抗老化性和極好可成形性的冷軋薄鋼板的方法，包括下列步驟在將板材鋼料再加熱到1100℃或更高溫度之后，熱軋所述板材鋼料并在Ar3變形溫度或更高溫度下進(jìn)行精軋用以提供熱軋薄鋼板，所述板材鋼料包括以重量％計(jì)的0.003％或更少的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；以及平衡量的Fe和其他不可避免的雜質(zhì)，其中，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薄鋼板；在700℃或更低的溫度下卷曲所述冷卻的薄鋼板；冷軋所述薄鋼板；以及連續(xù)退火所述冷軋薄鋼板。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述板材鋼料包括0.015％或更少的P。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述板材鋼料包括0.004％或更少的N。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述板材鋼料包括0.03～0.2％的P。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述板材鋼料進(jìn)一步包括0.1～0.8％的Si和0.2～1.2％的Cr中的至少一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述板材鋼料包括0.005～0.02％的N和0.03～0.06％的P。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述Al和N的組成滿足關(guān)系1≤0.52*Al/N≤5。
20.根據(jù)權(quán)利要求13到19中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述板材鋼料進(jìn)一步包括0.01～0.2％的Mo。
21.根據(jù)權(quán)利要求13到19中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述板材鋼料進(jìn)一步包括0.01～0.2％的V。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述V和C的組成滿足關(guān)系1≤0.25*V/C≤20。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述板材鋼料進(jìn)一步包括0.01～0.2％的V。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述V和C的組成滿足關(guān)系1≤0.25*V/C≤20。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有抗老化性和極好的可成形性的冷軋薄鋼板及其生產(chǎn)方法。該冷軋薄鋼板包括以重量％計(jì)0.003％或更少的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、至少一種的0.03～0.2％的Mn和0.005～0.2％的Cu以及平衡量的Fe和其他不可避免雜質(zhì)。當(dāng)該薄鋼板包括Mn和Cu之一時(shí)，Mn、Cu以及S的組成滿足至少一種關(guān)系0.58*Mn/S＜10和1＜＜0.5*Cu/S＜10，并且當(dāng)薄鋼板包括Mn和Cu二者時(shí)，Mn、Cu以及S的組成滿足關(guān)系Mn+Cu＜0.3并且2＜0.5*(Mn+Cu)/S＜＜20。MnS、CuS以及(Mn，Cu)S的沉淀具有0.2μm或更小的平均粒度。由于通過MnS、CuS或(Mn，Cu)S的細(xì)沉淀來控制晶粒中處于固溶態(tài)的碳的含量，所以該薄鋼板具有提高的抗老化性和可成形性，并且具有極好的屈服強(qiáng)度和15強(qiáng)度-延展性。
文檔編號(hào)C22C38/00GK101323928SQ200810127628
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月10日
發(fā)明者尹正鳳, 孫元鎬, 姜基鳳, 趙雷夏, 樸基德 申請(qǐng)人:Posco公司