[发明专利]高强度钢带材

说明书

本发明涉及具有中等量的C、Mn、Si、Cr和Al的高强度钢带材，其中该钢带材具有以体积％计由以下组成的显微组织：铁素体和贝氏体一起50‑90％，马氏体15％，残余奥氏体5‑15％，余量为珠光体、渗碳体、析出物和夹杂物一起至多5％。

本发明涉及具有改进机械性质的高强度钢。本发明还涉及可生产这样的高强度钢的方法。

广泛的市场需要在提高的强度下延展性的增强。特别是在汽车工业中，其中立法正在驱动燃料经济性和安全性的改进，趋势是朝向更强的可成形的高强度钢。高强度和超高强度带钢为汽车制造商提供降低白车身重量的潜力和抵消由于向电动和混合动力车辆移动而引起的重量增加的机会。另外，高和超高强度钢在决定现代乘用车的耐撞性方面起到关键作用。

在许多情况下，高强度和超高强度钢的大量应用需要可成形性水平高于对于常规的碳-锰钢而言可预期的水平。成形零件中残余延展性的增强有益于碰撞中的完整性。在近些年已经开发了几种高强度钢型号，其中作为第一近似，认为拉伸伸长率是可成形性和冲击完整性两者的简单度量。然而，最近开发先进高强度钢(AHSS)显示了边缘延展性起到同等重要的作用。

随着强度提高，拉伸伸长率和/或边缘延展性(作为扩孔比测量)较低。通常，伸长率和边缘延伸率是相矛盾的性质：当改进伸长率时，边缘延展性较低，反之亦然。AHSS片材的优化可成形性因此是伸长率和边缘延展性之间的折中。这对在压机中由AHSS片材形成复杂汽车零件具有影响，而且对在碰撞中零件的可变形性也具有影响。

在高强度钢片材的开发中，尝试了通过在钢中使用较高量的合金化元素来克服这些问题。还可通过使用高合金(主要是锰)添加以稳定奥氏体来实现可成形性的极端增强。实例是中等锰钢和孪生诱发塑性(TWIP)钢。奥氏体比铁素体内在更有延性并且孪晶可提供非常有效的加工硬化机制。这样的钢可在非常高的强度(典型地1000MPa)下实现非常高的伸长率(典型地30-50％)。然而，屈服强度相对低并且需要均匀地施加大的应变以在成形部件中实现高的强度。此外，极高水平的合金使得大规模生产比常规方法更成问题。

本发明的目的是提供考虑到拉伸伸长率和扩孔比的具有优化性质的高强度钢型号。

本发明的另外的目的是提供具有低屈服强度的高强度钢型号。

本发明的另一目的是提供具有相对少量的合金化元素的高强度钢型号。

根据本发明通过提供由以下元素组成(以重量％计)的高强度钢带材来实现这些目的中的一个或多个：C:0.12-0.18，Mn:2.00-2.60，Si:0.30-0.77，Cr:0.10-0.70，Al:0.39，S:0.005，N:0.015，P:0.03和任选地选自以下的一种或多种元素：Nb:0.06，Mo:0.20，Ti:0.04，V:0.20，B:0.004，Ca:0.004，余量是铁和不可避免的杂质，其中钢带材具有由以下组成的显微组织(以体积％计)：铁素体和贝氏体一起50-90，马氏体15，残余奥氏体5-15，余量为珠光体、渗碳体、析出物和夹杂物一起至多5，总和合计100体积％。

发明人发现了通过选择合适的合金化策略和通过在加工过程中调节显微组织特征来实现具有高强度的双相钢的平衡性质。

本发明集中于具有优化的可成形性性质的双相钢。为了获得高扩孔比(HEC值)，显微组织不得不含有大量的贝氏体。使用Si作为合金化元素，形成不含碳的贝氏体，其中过量的碳扩散至奥氏体中并使奥氏体稳定。存在残余奥氏体，因为它利于伸长率并因此在成形过程中改进钢片材的可成形性。残余奥氏体是亚稳定的并在成形过程中转变成马氏体，其改进成形零件的强度。然而，较高贝氏体分数不利于伸长率，并且残余奥氏体不利于扩孔。因此，针对具有高强度和良好可成形性的双相钢设计了具有提高的贝氏体分数(有利于HEC，不利于伸长率)并具有残余奥氏体(有利于伸长率，不利于HEC)的平衡显微组织。马氏体的量相对低以提供高的HEC值，并且存在铁素体用于较低的屈服强度。