[发明专利]低合金第三代先进高强度钢和制造方法

说明书

先前第三代先进高强度钢可生产具有产生裂纹的趋势的铸锭和热带。已发现向第三代先进高强度钢中添加至多0.50重量％的量的钼和至多1.5重量％的量的镍中的一或多种消除铸锭中的裂纹，且改良热带的外观。更确切地说，新型例示性合金已展示改良铸锭以及热带的韧性。

优先权

本申请要求2018年3月30日申请的标题为低合金第三代先进高强度钢和制造方法(LOW ALLOY 3^RD GENERATION ADVANCED HIGH STRENGTH STEEL AND PROCESS FOR MAKING)的美国临时申请序列号62/650,620的优先权，其公开内容以引用的方式并入本文中。

背景技术

汽车行业不断地寻求更有成本效益的钢，所述钢对于更节约燃料的车辆来说更轻且对于增强耐碰撞性来说更强，同时仍为可成形的。经开发以符合这些需要的钢通常被称为第三代先进高强度钢。这些材料的目标为通过减少组合物中昂贵合金的量，同时仍改良可成形性和强度两者来相比于其它先进高强度钢降低成本。

被视为第一代先进高强度钢的双相钢具有包含肥粒铁(ferrite)和麻田散铁(martensite)的组合的微观结构，其产生良好的强度-延性比，其中肥粒铁向钢提供延性，且麻田散铁提供强度。第三代先进高强度钢的微观结构中的一种利用肥粒铁、麻田散铁和沃斯田铁(austenite)(也称为残留沃斯田铁)。在此三相微观结构中，沃斯田铁允许钢进一步延伸其塑性变形(或增加其拉伸伸长率百分比)。当沃斯田铁经受塑性变形时，其转变为麻田散铁且增加钢的总强度。

沃斯田铁稳定性为沃斯田铁在经受温度、应力或应变时转变为麻田散铁的抗性。沃斯田铁稳定性由其组成来控制。如碳、锰、镍和钼的元素增加沃斯田铁的稳定性。硅和铝为肥粒铁稳定剂。然而，由于其对可硬化性、麻田散铁起始温度(Ms)和碳化物形成的影响，Si和Al添加物也可增加沃斯田铁稳定性。

发明内容

先前第三代先进高强度钢可生产具有产生裂纹的趋势的铸锭和热带。已发现向第三代先进高强度钢中添加至多0.50重量％的量的钼和至多1.5重量％的量的镍中的一或多种消除铸锭和热带中的裂纹。更确切地说，新型例示性合金已展示改良铸锭以及热带的韧性。

本发明合金的实施例包含以下元素：0.20至0.30重量％碳；3.0至5.0重量％锰，优选3.0至4.0重量％锰；0.5至2.5重量％硅，优选1.0至2.0重量％硅；0.5至2.0重量％铝，优选1.0至1.5重量％铝；0至0.5重量％钼，优选0.25至0.35重量％钼；0至1.5重量％镍；0至0.050重量％铌；0至1.0重量％铬，优选0至0.65重量％铬；且其余部分为铁和与炼钢相关的杂质。

在某些实施例中，当Si+Al的量为3重量％或更小时，获得较好特性。

附图说明

图1描绘合金61、具有磷添加物的合金61和具有磷和钼添加物的合金61的沙比V形缺口冲击(Charpy V-notched impact)测试。

图2描绘合金61+Mo、合金81和合金84在各种温度下的沙比V形缺口冲击测试。

图3描绘合金83、合金84、合金85和合金86，热带分批退火(BA)、热带连续退火(PA)、冷轧和成品退火的拉伸机械特性的概述。

图4描绘合金84微观结构、热带分批退火、冷轧和成品退火的扫描电子显微镜图像。

图5描绘合金84微观结构、热带分批退火、冷轧和成品退火的扫描电子显微镜图像。

具体实施方式

当前发展简化先前低合金第三代先进高强度钢的加工，如2016年5月20日申请的标题为“低合金第三代先进高强度钢”的美国专利申请序列号15/160,714中描述的那些合金，其公开内容以引用的方式并入本文中。