[发明专利]具有优异的强度和延展性的低合金钢板

说明书

公开了一种低合金钢，该低合金钢通过使合金元素的添加最小化以减少热轧期间的表面开裂、并且同时通过将Cr用作主要组分之一来确保耐腐蚀性、并且通过高Mn设计来实现TRIP或TWIP现象，从而具有优异的热加工性、高强度和高延展性。根据本发明的一个实施方案，具有优异的强度和延展性的低合金钢板包含以总组成的重量百分比(％)计的：0.05％至0.3％的C、0.7％至2.5％的Si、8％至12％的锰Mn、13％至15.5％的Cr、0.5％至3.0％的Cu、0.1％至0.2％的N、0.25％或更少的铝Al、0.25％或更少的锡(Sn)，并且其余部分为铁(Fe)和其他不可避免的杂质。低合金钢板的显微组织包含以体积分数计5％或更少的铁素体相和/或马氏体相中作为显微组织，其余部分包含奥氏体相。

技术领域

本公开涉及适用于诸如汽车和铁路轨道的结构材料的高强度且高延展性的钢板，并且更具体地，本发明涉及通过使合金元素如Ni最少化并且利用Cr和Mn作为主要组分来控制显微组织而使强度和延展性优异的低合金钢板以及其制造方法。

背景技术

已经持续使用高强度且高延展性的钢板来减轻汽车车身的重量。近年来，已经开发并使用了与现有的析出强化钢或固溶强化钢相比可加工性优异的相变组织钢。相变组织钢以DP(双相)钢、TRIP(相变诱导塑性)钢和CP(复合相)钢为代表。相变组织钢的机械性能、如拉伸强度和延伸率水平分别根据母相的形状以及第二相的类型和分数而变化。

作为相变组织钢之一的TRIP钢在退火处理期间形成奥氏体之后的冷却处理期间可以控制冷却速率和冷却终止温度两者，从而通过在室温下使奥氏体部分残余而部分地提高强度和延展性。亚稳态残余奥氏体通过变形转变成马氏体，从而通过用增加的强度来延迟局部应力集中的松弛和颈缩来增加延伸率。因此，重要的是，TRIP钢在室温下残余超过一定分数的奥氏体。为此目的，应将奥氏体稳定元素与大量Mn一起添加，以在室温下保持一定百分比的残余奥氏体。

另一方面，存在TWIP(孪晶诱导塑性)钢，TWIP钢通过在钢中添加大量的C和Mn以及上述相变织构钢而构成奥氏体单相。在TWIP钢的情况下，TWIP钢表现出优异的拉伸强度和延伸率。但是，当TWIP钢中C的含量为以重量计0.4％时，除非Mn的含量为以重量计约25％或更大，否则不能稳定地获得引起孪晶现象的奥氏体。而且，当TWIP钢中C的含量为以重量计0.6％时，除非Mn的含量为以重量计约20％或更大，否则不能稳定地获得奥氏体。另外，应添加大量的奥氏体稳定元素，使得奥氏体在室温下稳定地存在，因为形成了对可加工性极其不利的HCP结构的ε马氏体(ε)和BCT结构的马氏体(α’)。

PCT公开专利申请第2012/077150号涉及一种具有优异的机械性能和可成型性的高Mn含量的TWIP钢，并且该专利申请包括用于冷退火和重结晶热处理的冷轧退火钢。在该专利文献中，另外添加有合金元素如C、Al和Si，以使奥氏体相稳定或控制堆垛缺陷能(SFE)。

如上所述，添加大量合金组分的TWIP钢和TRIP钢在制造时固化成奥氏体单相，热加工性被减弱，并且在热轧中容易发生由夹杂物如铝引起的缺陷。存在的缺点在于，制造技术(如铸造和轧制处理)因存在问题而是非常困难的，并且制造成本因合金成本的大幅增加而较高。

(专利文献0001)PCT公开的专利公开第2012-077150号(2016年6月14日)

发明内容

技术问题

本发明使合金元素的添加最小化以减少热轧期间的表面开裂、通过将Cr构造为主要组分之一来确保耐腐蚀性、并且通过高Mn设计来实现TRIP或TWIP现象，从而提供具有优异的热加工性、强度和延展性的低合金钢板。

技术方案