[发明专利]一种热浸镀高锰钢及其制造方法

说明书

一种热浸镀高锰钢及其制造方法，所述高锰钢包括钢基板和位于钢基板表面的镀层；所述钢基板的芯部组织为奥氏体，钢基板的表层为铁素体细晶粒层，所述铁素体细晶粒层中含有Al的氧化物，并且所述热浸镀高锰钢钢基板含有质量百分含量为10～30％的Mn元素、1‑2％的Al元素以及0.4‑0.8％的C元素。本发明热浸镀高锰钢具有高强度、高延伸率，并且可镀性和镀层附着性强的优点。

技术领域

本发明涉及高强钢，尤其涉及一种热浸镀高锰钢及其制造方法。

背景技术

先进高强钢是满足汽车轻量化、提高碰撞安全性的最佳材料。随着世界各钢铁公司在先进高强钢开发方面的不断深入，具有更高强度、同时具有更高延伸率的钢种已陆续被开发出来。

在先进高强钢家族中，有一种高锰钢因具有孪晶诱发塑(twinning inducedplasticity，TWIP)的特性，即使当抗拉强度达到1000MPa以上时，断裂延伸率依然可以高达50％以上，因此特别适合既要求高强度又要求高成形性的汽车零件制造。该钢的特点是在钢中加入较高的Mn含量，在室温下获得全奥氏体组织。目前有Fe-Mn-Si-Al系、Fe-Mn-C系、Fe-Mn-Al-C系等，其共同的特点是Mn含量高，通常Mn元素质量百分含量范围为6-30％。

但是冷轧高锰钢表面容易发生锈蚀，因此希望在高锰钢表面镀覆上金属镀层避免钢材受到腐蚀，其中最典型的镀层为热镀锌。然而，高锰钢的高锰成分设计，使其热镀锌成为一种挑战。这是因为当带钢在还原气氛中退火时，虽然气氛对Fe是还原性的，但是对Mn、Si、Al等元素是氧化性的，因此在带钢退火过程中，这些合金元素会富集到带钢表面形成影响锌液润湿性的氧化膜，从而导致漏镀或者镀层结合力较差。

为了消除合金元素表面富集对先进高强钢锌液润湿性的不利影响，目前公开的解决方法主要有改善成分设计、控制退火气氛、在退火前预镀金属、浸入镀液前酸洗等。

改善成分设计除了尽量降低有害元素的含量外，还可以通过添加其它元素改变Mn元素的表面富集状态，现有技术中的添加元素有Sb、Sn等。

例如，中国专利公开号CN101346489B公开名称为“高耐蚀性的高Mn钢板及对该钢板镀锌的制造方法”的中国专利文献公开了一种具有高耐蚀性的高锰热浸镀钢板及制造方法。该专利限定基底钢板按重量％计含有5-35％Mn，可通过选择添加0.005-0.05％时的Sb、Sn、As或Te元素中的一种或多种抑制Al、Si、Mn等元素扩散到钢基板表面，从而有效的防止未涂镀及提高镀层的均匀性。

又例如，中国专利公开号CN103890215A公开名称为“具有优越可焊性的高锰钢以及由其制造热浸镀锌钢板的方法”的中国专利文献公开了一种具有优越镀层粘附性的高锰钢。该专利利用Sn在高温退火下并不氧化，而是沉积在钢板表面的特性，抑制了铁基质中易于氧化的元素例如Al、Mn、Si等的表面扩散，从而降低了表面氧化物的厚度并且改变了表面氧化物的组成，到达改善可镀锌的效果，Sn的添加量被限定为0.06-0.2％。

控制退火气氛是另外一种改善先进高强钢可镀性的方法，主要包括控制退火气氛露点，调节退火气氛中H₂、H₂O的含量等，当Mn、Si元素含量较低时，调节上述参数对可镀性有一定的改善作用，但对于Mn含量很高的高锰钢的效果不明显。