[发明专利]具有优异的可成形性的高强度钢板及其制造方法

说明书

一种经冷轧并经热处理的钢板，其组成包含：0.17％≦碳≦0.24％、1.9％≦锰≦2.2％、0.5％≦铝≦1.2％、0.5％≦硅≦1％、0.05％≦铬≦0.2％、0.015％≦铌≦0.03％、硫≦0.003％、磷≦0.03％，并且任选地含有0.005％≦钛≦0.05％、0.001％≦钼≦0.05％，剩余组成由铁和由加工引起的不可避免的杂质构成，其中Si+Al≥1.3％，剩余部分由铁和产生不可避免的杂质组成，以面积分数计，经涂覆的钢板的显微组织包含10％至20％的残余奥氏体，所述奥氏体相的碳含量为0.9％至1.1％；40％至55％的多边形铁素体；15％至40％的粒状贝氏体和至少5％的回火马氏体，回火马氏体和残余奥氏体的总和为20％至30％。

本发明涉及适用于制造汽车的具有优异的机械特性的钢板及其制造方法，特别地本发明具有高可成形性以及高强度。

近年来，从全球环境保护的角度来看，对燃料经济性和碳足迹的增加的重视需要减轻汽车的重量；因此需要开发具有较高的强度、延伸率和可接受的机械特性的钢板。因此，要求汽车钢部件满足通常认为难以一起获得的两种特性：一方面高可成形性和延展性以及另一方面高抗拉强度。

已经进行了深入研究和开发努力以通过增加材料的强度来减小汽车重量的量。相反地，钢板强度的增加降低了可成形性，因此需要开发具有高强度和高可成形性二者的材料。

因此，已经开发了具有优异的可成形性的高强度钢例如TRIP(“转变诱导塑性”)钢。TRIP钢由于其复杂的组织(包含随应变逐步转变的奥氏体)而提供了机械强度与可成形性之间的良好平衡。TRIP钢还可以包含铁素体(其是延性组分)和诸如贝氏体以及马氏体和奥氏体(MA)岛的组分。TRIP钢具有非常高的固结能力，这使得在碰撞的情况下或甚至在汽车部件的成形期间良好的变形分布成为可能。因此可以制造与由常规钢制成的部件一样复杂但具有改善的机械特性的部件，这进而使得可以减小部件的厚度以符合机械性能方面的相同功能规格。因此，这些钢是对减轻车辆重量和提高安全性的要求的有效响应。在热轧或冷轧钢板领域中，其中，这种类型的钢可应用于机动车辆的结构和安全部件。已经进行了一些尝试以提供具有高强度和高可成形性的钢，这已经导致多种高强度和高可成形性钢以及用于生产高强度和高可成形性钢板的方法。

US9074272描述了具有以下化学组成的钢：0.1％至0.28％C、1.0％至2.0％Si、1.0％至3.0％Mn，剩余部分由铁和不可避免的杂质组成。显微组织包含9％至17％的残余奥氏体、40％至65％的贝氏体铁素体、30％至50％的多边形铁素体和小于5％的马氏体。其是指具有优异的延伸率的冷轧钢板，但US9074272中描述的发明未能实现现在对于许多结构汽车部件所要求的900MPa的抗拉强度。

US 2015/0152533公开了用于生产高强度钢的方法，该钢包含C：0.12％至0.18％，Si：0.05％至0.2％，Mn：1.9％至2.2％，Al：0.2％至0.5％，Cr：0.05％至0.2％，Nb：0.01％至0.06％，P：≦0.02％，S：≦0.003％，N：≦0.008％，Mo：≦0.1％，B：≦0.0007％，Ti：≦0.01％，Ni：≦0.1％，Cu：≦0.1％，以及作为剩余部分的铁和不可避免的杂质。钢板的显微组织由50体积％至90体积％的铁素体(包括贝氏体铁素体)、5体积％至40体积％的马氏体、最多至15体积％的残余奥氏体和最多至10体积％的其他组织成分组成。即使US2015/0152533中公开的钢包含大量马氏体(即最多至40％)，该钢也未能实现900MPa的抗拉强度水平。

此外，文献JP 2001/254138描述了具有以下化学组成的钢：0.05％至0.3％C、0.3％至2.5％Si、0.5％至3.0％Mn和0.001％至2.0％Al，剩余部分由铁和不可避免的杂质组成。组织包含其中碳的质量浓度大于或等于1％且体积分数为3％至50％的残余奥氏体以及50％至97％的量的铁素体。本发明不能用于制造需要与高延展性有关的特定机械强度以形成用于机动车辆的复杂结构部件的钢。