[发明专利]具有优异的刚度和延性的铁素体轻质高强度钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有优异的刚度和延性的铁素体轻质高强度钢板及其制造方法，更具体而言，涉及一种可主要用于汽车内部和外部或结构面板的具有优异的刚度和延性的铁素体轻质高强度钢板，以及其制造方法。

背景技术

近来，关于用于汽车的钢板，随着对于汽车燃料消耗中的经济和汽车碰撞过程中的乘客安全的要求的不断提高，用于汽车的钢的强度逐渐提高，同时，由于成形的汽车零部件的复杂性和整体性的趋势，需要具有较高水平的成形性的钢板。此外，根据使用代替石油的新燃料的汽车的出现，由于预期汽车燃油系统(包括电池)的重量相比目前的内燃机燃料系统将大大增加，需要开发一种能够显著降低汽车车身的重量的轻质材料。

由于钢具有显著优于铝和镁的强度和延性，并且其生产成本也相对较低，目前通过减小常规高强度和高延性钢板的厚度实现车身的减重。然而，在未满足采用替代燃料的未来汽车所要求的重量减轻的量的情况下，有色轻质金属(如铝或镁)的使用是不可避免的。

因此，已实施通过添加铝(Al)(轻质元素)至钢中的具有相比常规钢降低的比重的钢的开发。这种轻质钢通常分为多相、奥氏体和铁素体钢，针对铁素体轻质钢的一个一般技术公开于日本专利公告第2005-273004号中。该技术用于通过将2.0％至10.0％的铝添加至超低碳钢中来制造铁素体轻质钢，但是降低比重的作用可能较低，并且抗拉强度×伸长率(TS×El)可能显著地较低。另一技术公开于日本专利申请公告第2006-176843号中。该技术用于通过包括0.8％至1.2％的碳，添加10％至30％的锰(Mn)和8％至12％的铝(Al)，以及包括尽可能低的量的(Fe,Mn)₃AlC来制造轻质钢，但是拉拔性可能较低。另一技术公开于日本专利申请公告第2006-149204号中。该技术通过控制组织来保证刚度和延性，但抗拉强度只达到400MPa的水平。公开了一些具有620MPa抗拉强度的钢，但其伸长率只有25％，并且由于加工(如拉拔)过程中的拉杯(drawn cup)中的呈山形式的高凸耳，拉杯的高度的3％以上被切去。另一技术公开于日本专利申请公告第2003-355229号中。该技术用于制造包括0.01％至5％的碳(C)、0.01％至5.0％的Mn、3％至10％的Al的钢，并通过添加大量的Al降低了比重。然而，由于热轧和冷轧裂纹的限制，热轧后的热处理(包括冷却)温度和冷压缩率(cold reduction rate)可能受限，并且，虽然TS×El的值为10,000MPa％以上，然而由于TS×El的值达不到16,000MPa％的先进的市售高强度钢的水平，汽车零部件的加工中可能存在局限性。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面是通过合金组成的优化控制细小析出物来防止晶粒变粗导致的强度的降低和平面各向异性增加导致的延性的降低，从而提供具有优异的刚度和延性的铁素体轻质高强度钢板，以及其制备方法。

解决问题的方案

根据本发明的一个方面，提供了一种铁素体轻质高强度钢板，包括：0.02wt％至0.1wt％的碳(C)、4wt％至15wt％的锰(Mn)、4wt％至10wt％的铝(Al)、2.0wt％以下(不包括0)的硅(Si)、0.01wt％至0.3wt％的钛(Ti)、0.005wt％至0.2wt％的锑(Sb)、作为剩余部分的铁(Fe)和不可避免的杂质，其中0.25×Ti/C的值在0.17至1.0的范围内，Mn/Al×Log(C×Ti×10000)的值在1.0至10的范围内。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制备铁素体轻质高强度钢板的方法，所述方法包括：再加热钢坯，所述钢坯包括0.02wt％至0.1wt％的C、4wt％至15wt％的Mn、4wt％至10wt％的Al、2.0wt％以下(不包括0)的Si、0.01wt％至0.3wt％的Ti、0.005wt％至0.2wt％Sb和作为剩余部分的Fe和不可避免的杂质，并具有0.17至1.0范围的0.25×Ti/C的值和1.0至10范围的Mn/Al×Log(C×Ti×10000)的值，然后在850℃以上的温度热轧钢坯以获得热轧钢板；在500℃至700℃的温度范围内卷取热轧钢板。

有益效果

根据本发明，提供的是一种铁素体轻质高强度钢板，由于其比重比常规钢的比重低5％以上，且由于优异的抗拉强度、屈服强度和延性从而抗拉强度×伸长率(TS×El)的值为17,000MPa以上，并且平面各向异性也较低，其能用作较薄的部件，从而在减轻重量方面相对有效，并提供了其制造方法。