[发明专利]高强度热轧钢材

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材，特别涉及一种高强度热轧钢材。

背景技术

已知的高强度汽车用钢材的开发，大多朝向晶粒细化来发展。通常欲获得粒径小于5微米的晶粒，较常使用的方式是采用相变化来达成，例如添加钼、硼等元素来产生变韧铁相变化。然而，研究结果发现，以变韧铁为主要显微组织的钢材的伸长率不佳，因此，于常温下不易加工成形，故目前冷加工成形的高强度钢材已多数转为以肥粒铁为主要相的方向进行发展。

现有以肥粒铁为主要相的冷加工成形高强度钢材，以双相钢(Dual-PhaseSteel)最为著名，双相钢主要是通过轧延时的冷却控制，而在肥粒铁的基相中散布着10～30％的麻田散铁，此双相钢的抗拉强度为300MPa～900MPa。然而，实际使用时发现，当麻田散铁等低温相变化产物的含量越多时，虽可有效增加强度，却会导致加工性变差，因此，双相钢需运用阶段冷却方式来控制钢材中的麻田散铁的量，以取得符合后续应用的强度及加工性。然而，对热轧的连续轧延、冷却及盘卷制程而言，阶段冷却的控制相当不易，通常无法取得符合业界要求的加工性。

台湾公告专利第I373532号“高强度热轧钢材及其制法”公开了一种晶粒微米化与析出纳米化的冶金设计，其利用Ti-V复合添加的方式制作热轧钢材，不过此种设计钢材的抗拉强度达880Mpa时，就几乎已经达到极限，若要进一步增加强度就必须再增加Ti、V、C的添加量，因为其强度增加主要来自于碳化物的产生，碳化物析出量越多，强度越高。只是，Ti-V的添加量增加，钢胚在热轧时的再热温度就必须设定越高，以将钢胚中的(Ti,V)C固溶，而太高的再热温度除了消耗更多的能源，同时也可能造成晶粒的不正常成长。此外，为了促进碳化物析出而提高碳含量，也可能促进晶界上析出雪明碳铁，造成使用伸长率下降，并导致加工性不佳。

因此，有必要提供一种创新且具进步性的高强度热轧钢材，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种高强度热轧钢材，以总重为100wt％计算，包括0.01～0.25wt％的碳、0.50～3.00wt％的锰、0.3～1.0wt％的铜、0.2～0.5wt％的镍、0.05～0.30wt％的钛、0.02～0.07wt％的钒、0.1～0.3wt％的铬以及0.0020～0.0150wt％的氮，而钛与氮的含量比值大于3.42，且该钢材的显微结构包含肥粒铁相及高碳相，该肥粒铁相的面积比率为90％以上。

本发明的高强度热轧钢材可产生非常大量的析出物，而发挥最大的析出强化效果。此外，由于本发明的高强度热轧钢材组织主要是肥粒铁相(90％以上)，因此可具备良好的冷加工成形性。

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明所述目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举优选实施方案，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1显示本发明高强度热轧钢材的显微组织照片；及

图2显示本发明高强度热轧钢材中大量析出物的显微照片。

具体实施方式

本发明提供一种高强度热轧钢材，以总重为100wt％计算，包括0.01～0.25wt％的碳、0.50～3.00wt％的锰、0.3～1.0wt％的铜、0.2～0.5wt％的镍、0.05～0.30wt％的钛、0.02～0.07wt％的钒、0.1～0.3wt％的铬以及0.0020～0.0150wt％的氮。该钢材的显微结构包含肥粒铁相及高碳相，该肥粒铁相的面积比率为90％以上，且该肥粒铁相的粒径为1至5微米。在本实施方案中，该高强度热轧钢材还具有多个分散于该肥粒铁相中的析出物，这些析出物含有碳化物及富铜相(ε-Cu)粒子。优选地，碳化物的粒径为20纳米以下，而富铜相(ε-Cu)粒子的粒径为30纳米以下。

上述提及的各种成分分别具有不同的作用，在本发明中，除了碳、锰、铜、镍、钛、钒、铬及氮为主要成分之外，其余成分可依据实际需要进行添加。以下分别针对各种成分及其含量比例对该高强度热轧钢材的影响进行说明：

碳：为钢材中重要的强化元素，且也是决定纳米析出物的重要元素。当碳含量太低时，析出物不易生成。当碳含量太高时，则析出物容易粗化，使得钢材强度太强，也可能会使钢材的硬化能提高而容易产生变韧铁或麻田散铁，进而使得该钢材的伸长率降低。因此，优选地，碳含量应控制在0.01～0.25wt％。