[发明专利]高强度冷轧钢板和生产这种钢板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适合于应用于汽车，建材等的高强度冷轧钢板，尤其是一种成形性优异的高强度钢板。特别地，本发明涉及一种拉伸强度至少980MPa的冷轧钢板。

背景技术

对于种类繁多的应用，提高的强度等级是轻质结构的先决条件，尤其是在汽车行业，这是因为减轻车身质量会降低油耗。

汽车车身部件通常用薄钢板冲出，形成薄板的复杂结构件。然而，用传统的高强度钢不能生产出这样的部件，因为形成复杂结构件的能力过低。为此，在过去几年，多相相变诱导塑性辅助钢(TRIP钢)获得了相当大的兴趣。

TRIP钢具有多相的微观结构，包括亚稳定的残余奥氏体相，其能够产生TRIP效应。当钢变形时，奥氏体转变成马氏体，从而导致显著的加工硬化。这种硬化效果，在材料中起到抵抗颈缩的作用，并推迟板材成形操作的失效。TRIP钢的微观组织可以极大地改变其机械性能。该TRIP钢微观组织的最重要的方面是残余奥氏体相的体积百分数，尺寸和形态，因为这些特性直接影响钢的变形时奥氏体向马氏体的转变。有几种方法可以在室温下化学稳定奥氏体。在低合金TRIP钢中，奥氏体通过其碳含量和奥氏体的小晶粒尺寸实现稳定化。使奥氏体稳定所需的碳含量为约1重量％。但是，钢中的高碳含量由于会使可焊性受损而不能在许多应用中使用。

因此，需要特殊的处理工艺路线使碳浓缩到奥氏体中，以便在室温下稳定该奥氏体。普通TRIP钢的化学成分中还包括少量其它元素的添加，以帮助稳定化奥氏体，以及有助于产生将碳分配到奥氏体中的微观组织。最常用的添加剂是1.5重量％的Si和Mn二者。为了抑制奥氏体在贝氏体转变过程期间分解，通常认为必要的是硅含量应为至少1重量％。在钢中的硅含量是重要的，因为硅不溶于渗碳体。US2009/0238713公开了这样的TRIP钢。然而，高硅含量会使热轧钢的表面质量差和冷轧钢的涂覆性差。因此，已经研究了使用其它元素部分或全部取代硅,并且对于Al系合金设计已经报道了有前途的结果。然而，使用铝的缺点是相转变温度(A_c3)升高，这会使传统工业退火生产线中完全奥氏体化变得非常困难或者不可能。

根据基体相，引用下列主要类型的TRIP钢：

TPF 具有多边形铁素体基体的TRIP钢

TPF钢，如前面已经提到的，含有来自相对软质的多边形铁素体的基体以及来自贝氏体和残余奥氏体的夹杂物。残留奥氏体变形时转变成马氏体，产生理想的TRIP效应，这使得钢实现了强度和可拉伸性的优良组合。然而，与具有更均匀的微观结构和更强基体的TBF钢、TMF钢和TAM钢相比，其伸缘成形性(stretch flangeability)较低。

TBF 具有贝氏体铁素体基体的TRIP钢

TBF钢闻名已久，吸引了很多人的兴趣，因为贝氏体铁素体使其具有很好的伸缘成形性。此外，与TPF钢类似，TRIP效应(其通过亚稳的残留奥氏体岛应变诱发相变成为马氏体而确保显著地提高其可拉伸性。

TMF 具有马氏体铁素体基体的TRIP钢

TMF钢还含有嵌入高强度马氏体基体中的亚稳残余奥氏体小岛，这使得这些钢获得比TBF钢甚至更好的伸缘成形性。虽然这些钢也表现出TRIP效应，但比TBF钢的可拉伸性低。

TAM 具有退火马氏体基体的TRIP钢

TAM钢含有来自由新生马氏体再退火得到的针状铁素体的基体。显著的TRIP效应再次通过应变发生时亚稳残余奥氏体夹杂物转变为马氏体得以实现。尽管这些钢具有有前景的强度、拉伸性和伸缘成形性的组合，但由于其复杂和昂贵的双-热循环，使这些钢材都没有取得显著的产业效益。

TRIP钢的成形性主要受所述残留奥氏体相的相转变特性的影响，而这又受奥氏体的化学成分，及其形态和其它因素的影响。在ISIJ International Vol.50(2010),No.1,第162-168页中，对具有至少980MPa拉伸强度的TBF钢的成形性的影响进行了探讨。然而，该文献中检测的冷轧材料在950℃进行退火，并在盐浴中300-500℃下进行200秒的奥氏体回火。因此，由于高的退火温度，这些材料不适合于用常规的工业退火生产线生产。

发明内容