[发明专利]具有1700至2200MPa拉伸强度的马氏体钢

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年11月28日提交的美国临时申请第61/629762号的权益。

技术领域

本发明涉及马氏体钢组合物及其制造方法。更具体地，马氏体钢的拉伸强度在1700MPa至2200MPa的范围内。更具体地，本发明涉及具有1700MPa至2200MPa的极限拉伸强度的薄规格(厚度≤1mm)超高强度钢及其制造方法。

背景技术

具有马氏体显微组织的低碳钢构成具有在薄钢板中可达到的最高强度的一类先进高强度钢(AHSS)。二十年来，通过改变钢中的碳含量，ArcelorMittal已经制造了拉伸强度在900MPa至1500MPa范围内的马氏体钢。马氏体钢被越来越多地应用于对于侧面碰撞和倾翻车辆保护的需要高强度的应用，并早已被用于如可以容易轧制形成的保险杠的应用。

目前，对于悬挂式(hang on)汽车零部件(如保险杠梁)的制造，具有1700MPa至2200MPa的极限拉伸强度的具有良好的轧辊成形性、可焊性、冲压性和耐延迟断裂特性的薄规格(厚度≤1mm)超高强度钢是非常需要的。轻型、高强度钢需要抵御来自替代材料的竞争挑战，如轻量级7xxx系铝合金。碳含量在确定马氏体钢的极限拉伸强度方面是最重要因素。钢必须具有足够的淬透性以便当从超临界退火温度淬火时充分转变为马氏体。

发明内容

本发明包括极限拉伸强度为至少1700MPa的马氏体钢合金。优选地，合金的极限拉伸强度可以为至少1800MPa、至少1900MPa、至少2000MPa或甚至至少2100MPa。马氏体钢合金的极限拉伸强度可以为1700MPa至2200MPa。马氏体钢合金的总伸长率可以为至少3.5％，并且更优选地为至少5％。

马氏体钢合金可以为冷轧的板、带或卷材的形式，并且马氏体钢合金的厚度可以小于或等于1mm。马氏体钢合金可以具有利用下式的小于0.44的碳当量：C_eq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，其中，C_eq为碳当量，并且C、Mn、Cr、Mo、V、Ni和Cu为以元素在合金中的wt％计。

马氏体钢合金可以包含0.22wt％至0.36wt％的碳。更具体地，该合金可以包含0.22wt％至0.28wt％的碳，或者可替选地，该合金可以包含0.28wt％至0.36wt％的碳。马氏体钢合金还可以包含0.5wt％至2.0wt％的锰。该合金还可以包含约0.2wt％的硅。可选地可以包含Nb、Ti、B、Al、N、S、P中的一种或更多种。

附图说明

图1a和图1b是在制造本发明的合金时可使用的退火过程的示意图；

图2a、图2b和图2c是具有2.0％Mn-0.2％Si和各种碳含量(2a具有0.22％的C；2b具有0.25％的C；2c具有0.28％的C)的实验钢在热轧和580℃下的模拟卷取之后的SEM显微照片；

图3是在制造本发明的合金中可使用的实验钢热轧带在室温下的拉伸性能的图；

图4a至图4b为具有0.22％C-0.2％Si-0.02％Nb和两个不同Mn含量(4a为1.48％，4b为2.0％)的实验钢在热轧和580℃下的模拟卷取之后的SEM显微照片；

图5是在制造本发明的合金中可使用的另一实验钢热轧带在室温下的拉伸性能的图；

图6a至图6b为具有0.22％C-2.0％Mn-0.2Si和不同Nb含量(6a为0％，6b为0.018％)的实验钢在热轧和580℃下的模拟卷取之后的SEM显微照片；

图7是在制造本发明的合金的中可使用的又一实验钢热轧带在室温下的拉伸性能的图；

图8a至图8f示出了均热温度(830℃、850℃和870℃)和钢组成(图8a和图8b示出了不同的C，图8c和图8d示出了不同Mn，图8e和图8f示出了不同Nb)对本发明的钢的拉伸性能的影响；

图9a至图9F示出了淬火温度(780℃、810℃和840℃)和钢组成(图9a和图9b示出了不同的C，图9c和图9d示出了不同Mn，图9e和图9f示出了不同Nb)对本发明的另外的钢的拉伸性能的影响；

图10a和图10b是在制造本发明的合金时可使用的附加退火周期的示意图；

图11a和图11b绘制了在制造本发明的钢中可使用的、在热轧和580℃下的模拟卷取之后的热轧带在室温下的拉伸性能；

图12a至图12d是在热轧和660℃的模拟卷取之后的热轧带钢的显微组织在1000倍下的SEM显微照片；