用于深沖應用的冷軋扁鋼產品及其制造方法技術

本發明專利技術涉及一種用于深沖應用的冷軋扁鋼產品，由鋼構成，其除包含鐵和無法避免的雜質之外，以重量百分比計還包含C：0.008％-0.1％，Al：6.5％-12％，Nb：0.1％-0.2％，Ti：0.15％-0.5％，P：最高達0.1％，S：最高達0.03％，N：最高達0.1％，以及可選地來自組“Mn，Si，稀土金屬，Mo，Cr，Zr，V，W，Co，Ni，B，Cu，Ca，N”的一個或多個元素，其中Mn：最高達1％，稀土金屬：最高達0.2％，Si：最高達2％，Zr：最高達1％，V：最高達1％，W：最高達1％，Mo：最高達1％，Cr：最高達3％，Co：最高達1％，Ni：最高達2％，B：最高達0.1％，Cu：最高達3％，Ca：最高達0.015％。其中Ti含量％Ti與Nb含量％Nb的比率％Ti/％Nb為2.5≥％Ti/％Nb≥1.5。為了制造該扁鋼產品，相應構成的鋼被澆鑄成預制件，其隨后在最終熱軋溫度820-1000℃下被熱軋成熱軋鋼帶。熱軋鋼帶隨后在高達750℃的打卷溫度下被打卷，在打卷之后在650℃-1200℃的退火溫度下退火1-50小時，隨后在具有至少65％的總體冷軋級別的一個或多個階段中被冷軋成冷軋扁鋼產品，以及最終經受650-850℃的最終退火。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于深沖應用的冷乳扁鋼產品，其作為密度降低的結果具有減輕 的重量，同時結合有優化的機械性能及優化的可成形性。本專利技術同樣涉及一種制造此類扁 鋼產品的方法。
技術介紹
這里提及的扁鋼產品指的是通過乳制操作獲得的鋼帶以及由此獲得的鋼板、鋼 坯、預切件等。 如果這里結合合金化方法給出了有關合金元素含量的數值的話，除非特別明確指 出，其涉及重量。 特別是對于用于機動車輛結構領域中的扁鋼產品來說，對于減輕重量以及改善相 應機動車輛固有頻率的一般目標來說，不僅強度與可成形性比率而且諸如硬度和密度的物 理特性也是特別重要的。對于鋼來說通過向合金添加更多的輕量Al成分，可以實現明顯 的密度最小化以及重量最小化。此外對于足夠高的Al含量來說，發生初級相（K態）或 Fe3Al (D03)級相，并且這些具有顆粒硬化、強度增強以及延展性降低的效果。 具有此類高Al含量的鐵素體Fe-Al鋼的應用相關優點這里面對制造與加工的 困難。從而，實際經驗顯示由此類鋼制造的熱鋼帶中的未再結晶帶芯區域必須被減少，因 為不然會在熱鋼帶的冷乳以及裁剪期間發生困難。此外，為了避免由不適合的冷帶紋理 (texture)引起的各向異性冷帶性能，現有技術中需要復雜的操作。此類各向異性由低r和 n值表征，并且意味著斷裂處的低伸長度。這導致了由具有高Al含量的Fe-Al鋼制成的冷 乳扁鋼產品有問題的成形與加工特性。 上面總結的問題隨著Al含量的增加而增加，因此限制了至今可實現的密 度降低。因此行業中考慮含鋁的深沖鋼殼可含有以重量計最高6. 5%的Al (參見 U. Brilx"Tief ziehfahige Eisen-Aluminium- Leichtbaustahle"，Konstruktion，2002 年 4 月 4 日）。
技術實現思路
考慮到上面提及的現有技術背景，本專利技術的目的在于提供一種扁鋼產品，其重量 明顯降低，并且具有用于成形的優化適應性以及同樣優化的機械性能。 此外，將提出一種用于制造此類扁鋼產品的方法。 根據本專利技術，有關冷乳扁鋼產品的目的是通過提供具有權利要求1所述特征的產 品而實現的。 解決上述問題的本專利技術方法解決方案是執行用于制造本專利技術扁鋼產品的權利要 求10中規定的步驟。 本專利技術的優選配置在從屬權利要求中列明，并且在下文中具體闡明。 本專利技術用于深沖應用的冷乳扁鋼產品由鋼構成，其除了包含鐵和無法避免的雜質 之外，（以重量百分比計）還包含 C :0? 008% -0? 1%，Al :6. 5% -12%，Nb :0? 1% -0? 2%， Ti :0. 15% -0. 5%，P :最高達0. 1%，S :最高達0. 03%，N :最高達0. 1%，以及可選地來自 組"Mn，Si，稀土金屬，Mo, Cr，Zr，V，W，Co, Ni，B，Cu，Ca，N" 的一個或多個元素，其中 Mn :最 尚達1 %，稀土金屬：最尚達0.2%，Si :最尚達2%，Zr :最尚達1%，V :最尚達1%，W :最尚 達1%，11〇:最尚達1%，〇1":最尚達3%，（]〇:最尚達1%，附：最尚達2%，13:最尚達0.1%， Cu :最高達3%，Ca :最高達0. 015%。Ti含量％ Ti與Nb含量％ Nb的比率％ Ti/% Nb為： 2. 5 Ti/% Nb ^ 1. 5, 特別地， 2. 2 Ti/% Nb ^ 1. 8〇 在根據本專利技術設想的用于本專利技術扁鋼產品的合金化方法中，除了鐵之外，僅僅A1、 鈦和鈮是必有成分。 本專利技術的冷乳鋼帶具有至少1. 3的r值，并且本專利技術的扁鋼產品通常具有大于1. 3 的r值。高r值代表本專利技術冷乳扁鋼產品優良的可深沖性，因為隨著r值增加深沖期間變 薄的傾向將降低，伴隨著能夠實現更高級別的深沖。否則將在變薄處存在組件故障的風險。 本專利技術的冷乳扁鋼產品不僅具有高r值，還實現了通常超過18%的伸長度A50。在 優化加工條件下制造的本專利技術的扁鋼產品具有25%或更高的伸長度A50。 同時，本專利技術扁鋼產品微結構的特有特征是，其是完全鐵素體并且基本上沒有 K -碳化物（Fe-Al-C碳化物）。相應地，本專利技術扁鋼產品的K -碳化物含量按體積比為〇% (完全無K -碳化物的狀態）至最多〇. 1 %。最小化的K -碳化物含量確保了本專利技術扁鋼 產品可靠的加工。 具有根據本專利技術組分的扁鋼產品的另一特征是其微結構中的晶粒是自然球雛晶 (globulitic)。同時，沿乳制方向的顆粒長度與沿帶橫向方向的顆粒寬度之間的比率通 常小于1. 5,特別地小于1. 2。換句話說，晶粒的長度最大比其寬度大50%，特別地不超過 20%〇 對于必有成分，本專利技術的鋼可以包含多種其他合金元素以便具有特別屬性。用于 此目的的有用元素可總結為組"Mn，Si，稀土金屬，Mo, Cr，Zr，V，W，Co, Ni，B，Cu，Ca，N"。每 個可選添加的合金元素可以存在于或完全缺失于本專利技術的鋼中，并且當具體元素以無用的 量存在于本專利技術的扁鋼產品中并且進而可以等同于制造過程中無法避免的雜質時，其也應 當被認為是"缺失"。 鋁以按重量百分比計6. 5 % -12 %的含量存在于本專利技術的鋼中，對于期望的密度 降低來說Al含量有利地高于以重量百分比計6. 8%。本專利技術扁鋼產品的典型Al含量以重 量百分比計在6. 5% -10%的范圍內，特別地在6. 8% -9%的范圍內。高Al成分的存在降 低了鋼的密度，并且明顯改善了其抗腐蝕性和抗氧化性。同時，此含量中的Al增強了抗拉 強度。然而，過高含量的Al會導致成形特性的劣化，表現為r值降低。為了最小化Al的不 利影響，因此Al含量被限制為以重量百分比計最大值為12%。當在本專利技術的鋼中存在以重 量百分比計6. 5-10%的Al時特別是以重量百分比計為至少6. 8%的Al時，建立起降低的 密度和可加工性之間的優化比率。 本專利技術鋼中的C含量被限制為以重量百分比計至多0. 1%，C含量優選為以重量 百分比計0. 015-0. 05%，特別優選為以重量百分比計0. 008-0. 05%。以重量百分比計高于 0. 1%的C含量可以引起在顆粒邊界處的不需要的脆性kappa碳化物（"K-碳化物"）的 形成，并且因此導致熱和冷可成形性能的降低。 對本專利技術的鋼來說避免形成K -碳化物（Fe-Al-C化合物）尤為重要。在高溫下加 工普通鋼過程中的熱處理期間，K-碳化物在早期在顆粒邊界處形成，并且引起材料脆化。 添加在本專利技術要求范圍內的碳化物形成合金元素設定了非常低的自由C含量，并且因此基 本上避免了 K-碳化物的形成。 為此目的，在本專利技術的鋼中，主要存在以重量百分比計0. 15 % -0. 5 %的Ti和以重 量百分比計0. 1-0. 2%的Nb。同時，當Ti含量以重量百分比計為0. 15-0. 3%時，可以操作上 特別可靠的方式利用Ti的作用。當存在于本專利技術鋼中的Nb以重量百分比計為0. 1-0. 15% 時，這同樣適用于Nb。同時，相應的Ti和Nb含量必須被調節，從而他們滿足根據本專利技術規 定的這些成分比率的條件。滿足這些要求的Ti和Nb含量在本專利技術的鋼中帶來了細分散的 Ti和Nb碳化物的形成，該Ti和Nb碳化物促進了精細微結本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于深沖應用的冷軋扁鋼產品，?由鋼構成，其除了包含鐵和無法避免的雜質之外，以重量百分比計還包含：C：0.008％?0.1％，Al：6.5％?12％，Nb：0.1％?0.2％，Ti：0.15％?0.5％，P：最高達0.1％，S：最高達0.03％，N：最高達0.1％，以及可選地來自組“Mn，Si，稀土金屬，Mo，Cr，Zr，V，W，Co，Ni，B，Cu，Ca，N”的一個或多個元素，其中Mn：最高達1％，稀土金屬：最高達0.2％，Si：最高達2％，Zr：最高達1％，V：最高達1％，W：最高達1％，Mo：最高達1％，Cr：最高達3％，Co：最高達1％，Ni：最高達2％，B：最高達0.1％，Cu：最高達3％，Ca：最高達0.015％，?其中Ti含量％Ti與Nb含量％Nb的比率％Ti/％Nb為：2.5≥％Ti/％Nb≥1.5。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉夫根尼·巴利切夫，哈拉爾德·霍夫曼，何塞·希門尼斯，
申請(專利權)人：蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE