[发明专利]具有高强度和高延展性的高锰氮钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有高强度和高延展性的高锰氮钢板，更详细地涉及能够用作要求具有较高的可成形性的汽车用钢板以及像汽车用保险杠加固件之类的冲击吸收材料的高锰氮钢板及其制造方法。

背景技术

用于汽车车身等的钢板基本需要较高的可成形性。为了满足这种需要，以往大多使用拉伸强度较低仅为约200～300Mpa，但可成形性优良的超低碳钢作为汽车钢板。但是，随着最近对大气污染等环境问题的关注，提出了很多提高汽车燃料效率的方法。特别是，随着为了提高燃料效率而重视汽车的轻量化，要求汽车钢板不仅具有较高的可成形性，还具有较高的强度。

并且，像汽车用保险杠加固件或车门内的冲击吸收材料之类的汽车配件直接关系到乘客的安全，因而超高强度钢的商业化必要性正在大幅增加，例如有必要使用具有拉伸强度通常为780Mpa以上的超高强度的同时具有较高的延伸率的钢板。

这种汽车用高强度钢例如有双相(DP：Dual Phase)钢、相变诱导塑性(TRIP：TRansformation Induced Plasticity)钢、孪生诱导塑性(TWIP：Twin Induced Plasticity)钢等。

首先，双相钢通过如下方法获得：在对钢进行热轧之后冷却至常温的过程中，使终冷温度低于马氏体转变开始温度(Ms)来使奥氏体的一部分转变为马氏体，从而具有由在常温下由奥氏体转变的马氏体和铁素体这两相组织构成的双相。这种双相钢(DP钢)能够通过调节马氏体与铁素体的摩尔比例来获得各种机械性能。

相变诱导塑性钢(TRIP钢)表现出优异的可加工性，并且是通过以下方式获得的：在局部组织成为残余奥氏体之后，在配件成型过程中使奥氏体向马氏体转变。这种TRIP钢因马氏体转变引起显著的加工硬化而具有强度高的优点，却具有延伸率过低的缺陷。

即，双相钢以及相变诱导塑性钢的加工硬化机理主要利用作为硬相的马氏体组织，但这种马氏体在塑性变形过程中呈现出较高的加工硬化增加率，因此，虽然能够制造出高强度的热轧钢板，但由于延展性极差，因而具有难以保证30％以上的延伸率的缺陷。

另一方面，孪生诱导塑性钢(TWIP钢)含有大量锰而在常温下具有稳定的奥氏体单相，在配件加工过程中在其奥氏体组织内形成机械双晶来增加加工硬化度。即，孪生诱导塑性钢的基本组织是奥氏体，不是铁素体，且在塑性变形过程中不断在奥氏体晶粒内形成机械双晶来阻碍位错的运动，从而额外得到加工硬化效果而具有优良的延伸率。并且，孪生诱导塑性钢由于形成会引发高度的加工硬化的机械双晶，因而不仅能够得到较高的延伸率，还能够得到较高的拉伸强度。特别是，孪生诱导塑性钢的延伸率比以往的双相钢或相变诱导塑性钢高50％，因而优选用作汽车用钢板。

然而，目前为止所开发出的孪生诱导塑性钢由于用于保证奥氏体稳定性并调节层错能的锰的含量高达约18-30％，而且除了锰之外还需添加大量铝或硅等，因而具有导致材料费或制造费用大幅增加的缺陷。并且，还具有因在炼钢工序或连铸工序中锰的挥发或温度降低等而造成较大的追加制造费用负担的缺陷，因而正在提出开发出减少锰含量的孪生诱导塑性钢的要求。并且，从机械性能的层面来看，目前为止所开发出的孪生诱导塑性钢具有的屈服强度仅约为300Mpa，且拉伸强度也不超过1GPa的缺陷，因而需要提供一种维持延伸率的同时进而提高强度的钢板。

发明内容

技术问题

由此，本发明的目的在于，提供一种能够弥补以往的双相钢、相变诱导塑性钢以及孪生诱导塑性钢所具有的缺陷的钢板。

具体地说，本发明的目的在于，提供一种能够减少锰的含量，而且同时具有高强度和高延展性的钢板。

另外，本发明的目的在于，提供一种用廉价元素替代锰，强度以及延展性相比含有大量锰的钢板更高，而且更容易加工的钢板。

并且，本发明的目的在于，提供一种能够提高氮含量的高锰氮钢板的制造方法。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种高锰氮钢板，其特征在于，包含：0.5重量百分比至1.0重量百分比的碳，10重量百分比至20重量百分比的锰，0.02重量百分比至0.2重量百分比的氮，余量的铁以及不可避免的杂质。

或者，为了实现上述目的，本发明提供一种高锰氮钢板，其特征在于，包含：0.5重量百分比至1.0重量百分比的碳，10重量百分比至20重量百分比的锰，4.0重量百分比以下的铬，0.02重量百分比至0.3重量百分比的氮，余量的铁以及不可避免的杂质。