[发明专利]高强度冷轧钢板和生产该钢板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于汽车、建筑材料等的高强度冷轧钢板，特别是成形性优异的高强度钢板。特别地，本发明涉及拉伸强度至少980MPa的冷轧钢板。

背景技术

对于各种各样的应用，提高的强度水平是轻质结构的先决条件，特别地在汽车行业，由于车身质量减少可使耗油量减少。

汽车车身部件通常由薄钢板冲压出，形成复杂的薄板结构件。然而，由传统的高强度钢无法生产出这样的部件，因为其形成复杂结构件的能力过低。由于这个原因，多相相变诱导塑性辅助钢(TRIP钢)在过去几年获得了相当大的关注。

TRIP钢具有多相微观结构，包括亚稳定的残留奥氏体相，其能产生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。这种硬化效应，在材料中起到抵抗颈缩和推迟板料成型操作的失效。该TRIP钢的微观结构可以极大地改变其机械性能。该TRIP钢微观结构最重要的方面是残留奥氏体相的体积百分比、尺寸和形态，因为这些属性直接影响到钢变形时奥氏体向马氏体的转变。有几种方法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小尺寸奥氏体晶粒实现稳定化。使奥氏体稳定所必需的碳含量大约为1重量％。然而，因为可焊性受损，钢中的高碳含量在很多应用中不能使用。

因此，需要特殊的处理工艺路线将碳集中在奥氏体中，以便在室温下稳定它。普通TRIP钢的化学成分中还包含其他元素的少量添加，以帮助稳定化奥氏体，以及有助于产生将碳分配在奥氏体中的微观结构。最常见的添加剂是1.5wt％的硅和锰二者。为了抑制在贝氏体转变时奥氏体分解，通常认为硅含量应该至少1重量％是必要的。钢中硅含量是重要的，因为硅不溶于渗碳体。US2009/0238713公开了这样的TRIP钢。然而，高硅含量可以导致热轧钢的表面质量差和冷轧钢的涂覆性能差。因此，已经研究了用其他元素部分或完全取代硅，并且已报道了铝基合金设计有前景的结果。然而，使用铝的缺点是转变温度(A_c3)的升高，使得完全奥氏体化在传统工业退火生产线中完全奥氏体化非常困难或不可能。

根据基体相，例举了以下主要类型的TRIP钢：

TPF具有多边形铁素体基体的TRIP钢

TPF 钢，如前所述，包含来自相对柔软的多边形铁素体的基体与来自贝氏体和残留奥氏体的夹杂物。残留奥氏体变形时转变为马氏体，产生理想的TRIP效应，使得钢实现了的强度和压延性的优良组合。尽管它们的伸缘成形性与具有更均匀微观结构和更强基体的TBF，TMF和TAM钢相比要低。

TBF具有贝氏体铁素体基体的TRIP钢

TBF 钢一直为人所知并且受到很多关注,因为贝氏体铁素体基体使其具有良好的伸缘成形性(stretch flangability)。此外，类似于TPF钢，TRIP效应通过应变诱导亚稳的残留奥氏体岛转变为马氏体,确保显著地改进了其压延性。

TMF具有马氏体铁素体基体的TRIP钢

TMF 钢还含有嵌入强马氏体基体的亚稳残留奥氏体小岛，使得这种钢相比TBF 钢取得更好的伸缘成形性。虽然这种钢也展现出TRIP效应，但它们的压延性与TBF钢相比较低。

TAM具有为退火马氏体基体的TRIP钢

TAM 钢含有由新生马氏体再退火获得的针状铁素体基体。基本应变夹杂物亚稳态残留奥氏体转变为马氏体再一次激活了明显的TRIP效应。尽管它们有希望得到强度，压延性和伸缘成形性的组合，但这种钢由于复杂且昂贵的双-热周期而未获得显著的产业效益。

TRIP钢的成形性主要受残留奥氏体相的相转变特性影响，而这又受奥氏体化学成分、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的拉伸强度TBF钢的成形性的影响进行了探讨。然后，该文献中检测的冷轧材料是在950℃退火并在盐浴中300-500℃条件下进行200秒奥氏体回火。因此，由于高退火温度，这种材料不适合在传统工业退火生产线上生产。

发明内容