[发明专利]生产高强度和高成形性的含铜热轧相变诱生塑性钢的方法

说明书

本方法涉及一种生产适用于汽车、工业设备及类似装置的热轧钢板的方法。更具体地，本发明涉及一种生产具有高强度和好的塑性的含铜(Cu)的热轧相变诱生塑性(简称TPTR，即Transformation InducedPlasticity)钢的方法。

通常，具有优良可成形性的高强度热轧钢板广泛用于汽车制造中。为使汽车钢板重量变轻且确保碰撞时的安全，很需要具有更高强度的钢板。

这种热轧高强度钢板广泛用于制造汽车主动轮。用于类似主动轮的驱动系统零件的重量减轻效果比车体板件高三倍。并且，零件重量的减轻很大程度上依赖其高强度，因此，增加了对高强度钢板的需求。

由于某些零件如主动轮经过复杂的锻压成型工艺才得到最终产品，用于制造这些零件的钢材要具有优异的可成形性。

制造新型具有高强度而不明显损失塑性的热轧钢板的研究得到促进。结果，发展了由铁素体和马氏体构成、或由铁素体和贝氏体构成的双相钢，以及由铁素体、马氏体和贝氏体构成的三相钢，它们的强度达到60kg/mm²，延伸率达到30％。

如下述的例子所描述的那样，提出了制造这类钢的方法。

1.含有重量比0.06-0.1％的碳(C)，重量比0.25-1.3％的硅(Si)，重量比1.1-1.5％的锰(Mn)的钢板在300℃或更低的温度下卷取。这样获得由铁素体和马氏体构成的双相钢。(Testu-to-Hagane，Vol.68(1992)，P.1306)

2.含有重量比0.04-0.06％的碳(C)、重量比0.5-1.0％的硅(Si)、重量比1.5％的锰(Mn)的钢中，添加重量比0.5-1.5％的铬(Cr)。此钢板在约850℃下轧制，然后在约200℃卷取。这样，制成了三相钢，其显微组织由分布于铁素体基体上的体积比10-20％的贝氏体和体积比3-5％的马氏体组成。(Testu-to-Hagane，Vol.68(1992)，P.1185)。

3.含有重量比0.05-0.07％的碳(C)、重量比0.5％或稍低的硅(Si)、重量比1.1-1.5％的锰(Mn)的钢中，添加重量比0.04％或稍低的铌(Nb)，可制成含有分布在铁素体基体上体积比1-20％贝氏体的双相钢，其抗拉强度数量级为60kg/mm²。(Trans.ISTJ，Vol.23(1983)，P.303)

4.具有和第三例类似成分的钢中，在例三的基础上加入重量比0.04％的铌(Nb)和重量比0.06％的钛(Ti)，可制成抗拉强度70kg/mm²的铁素体-马氏体双相钢。(CAMP-ISIJ，Vol.1(1988)P.881)

可是，若提高上述钢板的强度，则其塑性大大降低。例如，如抗拉强度提高到90kg/mm²，则延伸率降到低于20％。从而，可成形性急剧恶化。

然而，利用在奥氏体钢中观察到的TRIP(即相变诱生塑性)现象的概念，可以同时获得高强度和优良可成形性。这样，由于在变形过程中应变诱发残余奥氏体向马氏体转变，含有残余奥氏体的钢具有优异的高强度和优良可成形性的组合。

若优化工艺条件，含有残余奥氏体的钢表现出良好的强度和塑性组合，其强度可达到80kg/mm²，延伸率达到30％。基于这一点，提出了各种技术。

1.日本专利第Hei-6-145892号公开了一种钢，它含有重量比0.06-0.22％的碳(C)、重量比0.05-1.0％硅(Si)、重量比0.5-2.0％的锰(Mn)、重量比0.25-1.5％的铝(Al)和重量比0.03-0.3％的钼(Mo)。这样，残余奥氏体的体积分数可达到3-20％，可获得50kg/mm²的抗拉强度和35％的延伸率。这种钢具有好的锻压可成形性，良好的深冲性，优异的弯曲性能。

2.日本专利第Hei-6-145788号公开了一种钢，这种钢的成分为将日本专利第Hei-6-145892号中钢的铝含量调整为0.6％×Si和3-12.5％×C的范围内。这种钢在600-950℃(此时在铁素体/马氏体两相区)退火10秒到3分钟，再以4-200℃/sec的速率冷却到350-600℃，并在此温度恒温保持5秒到10分钟。这种钢再以5℃/sec或更高的速率冷却到250℃以下，从而获得具有优良可成形性的钢。