[发明专利]经冷轧和退火的钢板、其制造方法以及这样的钢用于制造车辆部件的用途

说明书

一种经冷轧和退火的钢板，其按重量计包含：0.6％C1.3％；15％≤Mn35％；6％≤Al15％；Si≤2.40％；S≤0.03％；P≤0.1％；N≤0.1％，可能的各自量为最高至3％的选自Ni、Cr和Cu中的一种或更多种任选元素，以及可能的累积量为最高至2.0％的选自B、Ta、Zr、Nb、V、Ti、Mo和W中的一种或更多种元素，组成的剩余部分由铁和由加工产生的不可避免的杂质构成，所述板的显微组织包含1％至10％的有序铁素体、任选的最高至10％的卡帕碳化物，剩余部分由奥氏体形成，以及，所述钢板的密度等于或低于7.2，以及奥氏体基体的FWHM为0.700至1.100。

本发明涉及低密度钢板，所述低密度钢板呈现出主要包含奥氏体的显微组织。根据本发明的钢板特别适用于制造车辆(例如陆用机动车辆)的安全部件或结构部件。

环境限制迫使汽车制造商不断减少其车辆的CO2排放。为此，汽车制造商有几种选择，其中他们的主要选择是减轻车辆的重量或提高其发动机系统的效率。通过这两种方法的组合经常实现进步。本发明涉及第一种选择，即减轻机动车辆的重量。在该非常特定的领域中，存在双路线可选方案：

第一路线包括减小钢的厚度同时提高其机械强度水平。遗憾地，该解决方案具有它的局限，原因是：某些汽车部件的刚度过度降低以及出现对乘客而言产生不舒适环境的声学问题，更不用说与机械强度增加相关的延性的不可避免的损失。

第二路线包括通过使钢与其他较轻的金属合金化来降低钢的密度。在这些合金中，低密度合金具有引人注目的机械特性和物理特性，同时使得可以显著减轻重量。

特别地，US 2003/0145911公开了具有良好可成形性和高强度的Fe-Al-Mn-Si轻质钢。然而，这样的钢的极限抗拉强度不超过800MPa，这使得无法充分利用其低密度以用于所有种类的几何形状的部件。

因此，本发明的目的是提供这样的钢板：其呈现出低于7.2的密度、至少1000MPa的极限抗拉强度、以及至少15％的拉伸伸长率。

在一个优选的实施方案中，根据本发明的钢板呈现出等于或低于7.1或者甚至等于或低于7.0的密度、至少1000MPa的极限抗拉强度、至少750MPa的屈服强度、以及至少18％的拉伸伸长率。

该目的通过提供根据权利要求1的钢板来实现。钢板还可以包含权利要求2至16的特征。另一目的通过提供根据权利要求17至21的方法来实现。另一方面通过提供根据权利要求22至24的部件或车辆来实现。

本发明的其他特征和优点将由本发明的以下详细描述变得明显。

不希望受任何理论约束，似乎根据本发明的低密度钢板由于该特定的显微组织而使机械特性得以改善。

关于钢的化学组成，碳在形成显微组织和达到目标机械特性方面起着重要作用。其主要作用是稳定奥氏体(其为钢的显微组织的主相)以及提供强化。碳含量低于0.6％将降低奥氏体的比例，这导致合金的延性和强度二者均降低。

作为卡帕碳化物(Fe,Mn)₃AlC_x的主要构成元素，碳促进这样的碳化物的析出。然而，碳含量高于1.3％可能促使这样的碳化物以粗的方式在晶界上析出，这导致合金的延性降低。

优选地，碳含量按重量计为0.8％至1.3％，更优选地0.8％至1.0％以获得足够的强度。

锰是该体系中的重要合金元素，主要是因为用非常大量的锰和碳合金化使奥氏体稳定至室温，其然后可以耐受大量的铝而不会不稳定化和转变成铁素体或马氏体。为了使合金能够具有优异的延性，锰含量必须等于或高于15％。然而，当锰含量超过35％时，β-Mn相的析出将使合金的延性劣化。

因此，锰含量应控制在等于或大于15％，但小于或等于35％。在一个优选的实施方案中，锰含量等于或大于15.5％或者甚至大于16％。锰的量更优选为18％至30％，并且甚至为18％至25％。