[发明专利]高强度高延展性钢材的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材的制造方法，特别涉及一种高强度高延展性钢材的制造方法。

背景技术

近年来为因应节能减碳的需求，汽车工业界致力于减轻车体的重量，以降低油耗达到节能减碳的目的。

现有减轻车体重量的有效途径是薄化车体用钢板的厚度，然而在薄化钢板的厚度时，却又不能牺牲车体的安全性，因此，车用钢板的强度及延展性势必要进一步提升。

过去几年钢铁业发展出所谓第一代（1st generation）及第二代（2nd generation）高强度车用钢板钢材（advanced high strength steel, AHSS）。第一代高强度车用钢板钢材主要是指相变诱导塑性钢（TRIP steels），其拉伸强度约在600至1000 MPa之间，而延伸率则在20至40%之间，强延积（即拉伸强度与延伸率的乘积）小于20 GPa%。由于相变诱导塑性钢的拉伸强度与延伸率低于汽车工业界的需求，于是有第二代高强度车用钢板钢材的开发。

第二代高强度车用钢板钢材主要是指孪晶诱导塑性钢（TWIP steels），属于高锰合金钢，其锰含量约在20-30wt%之间。孪晶诱导塑性钢有极佳的强度，其拉伸强度约在600至1100 MPa之间，而延伸率可维持在60至95%之间，以致强延积可高达60 GPa%。虽然孪晶诱导塑性钢已发展近10年，但却仍未能被汽车工业界所接受的主因是其所需锰含量太高，不符合商业成本考虑。

综上所述，由于第一代高强度车用钢板钢材的强延积过低无法满足车用钢板性质需求及第二代高强度车用钢板钢材的锰合金用量太高无法满足商业需求，因此，汽车工业界已转向第三代高强度车用钢板钢材的开发。

参阅图1，其是显示第三代高强度车用钢板钢材的性质目标区坐落范围图。如图1所示，第三代高强度车用钢板钢材的强延积约在30至50 GPa%的范围。

然而，由于汽车工业界对于第三代高强度车用钢板钢材的制造方法尚处开发阶段。因此，有必要提供新颖且具创造性的高强度高延展性钢材的制造方法，以制作出符合或优于第三代高强度车用钢板钢材性质需求的钢材。

发明内容

本发明提供一种高强度高延展性钢材的制造方法，包括以下步骤：(a)提供合金钢材，该合金钢材的组成包括3-8wt%锰、2-4wt%铝、0.1-2wt%硅、0.3-0.8wt%碳及其余的铁和不可避免的杂质；(b)热轧该合金钢材，以使该合金钢材的显微组织包含奥氏体铁、贝氏体铁及马氏体铁；(c)对热轧后的该合金钢材进行退火处理，以使该合金钢材的贝氏体铁和马氏体铁组织分解成铁素体和奥氏体铁组织；(d)冷轧退火后的该合金钢材；以及(e)对冷轧后的该合金钢材进行退火处理，以制得具有50至70%残余奥氏体铁相的高强度高延展性钢材。

本发明利用钢材合金设计、轧延控制及退火处理，可制作出拉伸强度1108 MPa、延伸率62%及强延积为69 GPa%的高强度高延展性钢材，且钢材的性质明显优于第三代高强度车用钢板钢材的性质需求。

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明所述目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1显示第三代高强度车用钢板钢材的性质目标区坐落范围图；

图2显示本发明高强度高延展性钢材的制造方法流程图；和

图3显示发明实施例5的钢材拉伸强度-延伸率曲线图。

具体实施方式

图2显示本发明高强度高延展性钢材的制造方法流程图。参阅图2的步骤S21，提供合金钢材，该合金钢材的组成包括3-8wt%锰、2-4wt%铝、0.1-2wt%硅、0.3-0.8wt%碳及其余的铁和不可避免的杂质。

参阅步骤S22，热轧该合金钢材，以使该合金钢材的显微组织包含奥氏体铁、贝氏体铁及马氏体铁。优选地，热轧完轧温度大于等于850℃。

参阅步骤S23，对热轧后的该合金钢材进行退火处理，以使该合金钢材的贝氏体铁和马氏体铁组织分解成铁素体和奥氏体铁组织。优选地，退火温度为650至750℃，而退火时间为30至120分钟。

在本实施例中，经由退火处理可使该合金钢材拥有接近等轴的极细晶铁素体，其有助于钢材的均匀变形及拉伸强度的提升。

参阅步骤S24，冷轧退火后的该合金钢材。优选地，冷轧裁减率为25至50%。