[发明专利]改善高锰钢带的可焊性的方法和经涂覆的钢带

说明书

本发明涉及改善高锰钢带的可焊性的方法，所述钢带含有（以重量%计）6至30%的锰、最高1%的碳、最高15%的铝、最高6%的硅、最高6.5%的铬、最高4%的铜以及添加的总计最高0.7%的钛和锆和总计最高0.5%的铌和钒，余量的铁和不可避免的钢伴生元素，其用含锌腐蚀保护层涂覆。

本发明涉及改善经锌涂覆的高锰钢带的可焊性的方法，所述钢带（以重量%计）除了6至30%的锰之外可以含有最高1%的碳、最高15%的铝、最高6%的硅、最高6.5%的铬、最高4%的铜以及添加的总计最高0.7%的钛和锆和总计最高0.5%的铌和钒，余量的铁和不可避免的钢伴生元素。

由于它们有利的伸长率和强度方面的性能，具有高含量的锰、铝和/或硅的钢，尤其已知为HSD®钢（高强度和延展性），适合用于运输车辆建造，特别是用于汽车建造。

高锰钢（例如HSD®钢）与常见的钢相比的特征在于明显更低的比重，从而在车身建造中使用这些轻型结构钢有利于显著的重量减轻。

例如从DE 199 00 199 A1中获知了具有7至27重量%的高的锰含量的钢，并且从DE10 2004 061 284 A1中获知了具有9至30重量%锰的钢；这些钢制成的平面产品在具有高强度的同时具有高的均匀伸长率。

但是，具有较高的锰含量的钢倾向于点蚀和表面腐蚀，并且在不添加铝和/或硅的情况下对于氢诱导的应力腐蚀开裂具有小的抵抗力。因此已建议以已知方式将由高锰钢制成的平面产品配备有保护钢免受腐蚀进攻的金属涂层。

在对于耐腐蚀性的相应要求下，已知将由锌或锌合金制成的腐蚀保护层施加到待涂覆的高锰钢带上。

高锰钢带可以处于经冷轧和热轧的状态，其中锌层或锌合金层通常通过电解或以热浸镀法来施加。

从DE 199 00 199 A1中获知，将平面产品的表面用铝富集和/或涂覆。在WO 2007/075006 A1中建议了高锰钢，其中以已知方式由其产生的平面产品在最后的最终退火之后可选地通过电解或通过热浸镀用锌层涂覆。

但是在一系列已知的高锰钢中迄今未解决的是其在镀锌的状态下不足的可焊性的问题，其特征在于在该材料的焊接区域中出现液体金属诱导的裂纹形成。

在下文中，焊接理解为所有的电阻焊接法以及熔焊法或电子束焊接法（Strahlschweißverfahren），其中除了基体之外，锌涂层也局部液化。

由于在焊接过程中的热作用，在基体中由于来自涂层的液化的锌而出现晶界渗透。该渗透导致基体在焊接区域周围以这样的程度丧失其强度和延展性，以致焊接接头或紧邻该焊接接头的基体不再满足所设的机械要求，并且由于裂纹形成而提高了焊接接头过早失效的风险。这种形式的应力腐蚀开裂称为液体金属脆化（LME），因为腐蚀性介质在这种情况下是液体金属。

为了改善经热浸涂覆的高锰轻型结构钢的可焊性，在DE 10 2005 008 410 B3中建议在最终退火之前通过PVD（物理气相沉积）向冷轧带钢上施加铝层。在最后的退火之后向其上施加腐蚀保护涂层。由于热处理而形成的Al/Fe-扩散层应防止熔融液态的锌在焊接过程中进入到基础材料中并因此防止液体金属脆化。但是，在这种情况下的缺点是与此相关的方法所致的高成本支出。

为了避免镀锌的高锰钢的液体金属诱导的裂纹形成，在DE 10 2009 053 260 A1中建议在含N₂/H₂的气氛中的退火处理，其导致在钢表面上形成氮化铝。这些表面附近的氮化铝层应防止锌进入该材料并因此防止脆化。在这种情况下的缺点在于需要高的氮化温度，这可能导致基础材料的机械性能变差。

基于所阐述的现有技术，本发明的目的在于在避免已知方法的缺点的情况下提供替代和更成本有利的方法，用其一方面能够有效地保护高锰钢免受腐蚀，且另一方面能够避免焊接时液体金属诱导的裂纹形成的问题。此外应提供相应的经涂覆的钢板。