Холоднокатаный и покрытый стальной лист и способ его получения
Изобретение относится к металлургии, а именно к холоднокатаным и покрытым стальным листам, которые могут быть использованы для автомобилей. Холоднокатаный и покрытый стальной лист имеет состав, содержащий следующие элементы, мас.%: 0,12≤углерод≤0,2, 1,7≤марганец≤2,10, 0,1≤кремний≤0,5, 0,1≤алюминий≤0,8, 0,1≤хром≤0,5, 0≤фосфор≤0,09, 0≤сера≤0,09, 0≤азот≤0,09, и может содержать один или несколько следующих необязательных элементов: никель≤3, ниобий≤0,1, титан≤0,1, кальций≤0,005, медь≤2, молибден≤0,5, ванадий≤0,1, бор≤0,003, церий≤0,1, магний≤0,010, цирконий≤0,010, остальная часть состава приходится на железо и неизбежные примеси. Микроструктура листа содержит в долях площади от 15 до 60% бейнита, от 25 до 55% феррита, от 5 до 15% остаточного аустенита, причем содержание углерода в остаточном аустените находится между 0,7 и 1%, и от 5 до 18% мартенсита, при этом совокупное количество бейнита и феррита составляет по меньшей мере 70%. Лист характеризуется высокими значениями прочности и удлинения, что обеспечивает его пригодность для формования и прокатки при хорошей способности к свариваемости. 6 н. и 23 з.п. ф-лы, 4 табл., 11 пр.
Настоящее изобретение относится к холоднокатаным покрытым стальным листам, подходящим для применения в качестве стальных листов для автомобилей.
Автомобильные детали должны соответствовать двум несовместимым требованиям, а именно, легкость формования и прочность, однако в последнее время также появилось третье требование - улучшение потребления топлива автомобилем с точки зрения глобальной проблемы защиты окружающей среды. Таким образом, в настоящее время автомобильные детали должны быть произведены из материала, обладающего отличной формуемостью, для того, чтобы соответствовать критерию легкого монтажа сложных автомобильных агрегатов, и в то же время иметь повышенную прочность для ударостойкости транспортного средства и долговечности при снижении массы транспортного средства для повышения топливной эффективности.
Поэтому были проведены интенсивные научно-исследовательские работы с целью уменьшения количества материалов, используемых в автомобиле, путем повышения прочности материалов. Наоборот, повышение прочности стального листа снижает способность к формованию, и таким образом, необходима разработка материалов, обладающих как высокой прочностью, так и высокой формуемостью.
В ранних научно-исследовательских работах в области повышения прочности и улучшения формуемости стальных листов были разработаны несколько способов получения высокой прочности и высокой формуемости стальных листов, некоторые из которых перечислены здесь с целью заключительной оценки настоящего изобретения.
В документе EP2768989 патентуется горячая оцинкованная стальная полоса, имеющая высокую прочность, и состоящая, в процентах по массе, из следующих элементов: 0,13 - 0,19 % C, 1,70 - 2,50% Mn, максимум 0,15% Si, 0,40 - 1,00% Al, 0,05- 0,25% Cr, 0,01 - 0,05% Nb, максимум 0,10% P, максимум 0,004% Ca, максимум 0,05% S, максимум 0,007 % N, и необязательно по меньшей мере один из следующих элементов максимум 0,50% Ti, максимум 0,40% V, максимум 0,50% Mo, максимум 0,50% Ni, максимум 0,50% Cu, максимум 0,005% B, и остаток представляет собой Fe и неизбежные примеси, в которой 0,40% < Al + Si < 1,05% и Mn + Cr > 1,90%, где горячая оцинкованная стальная полоса обладает микроструктурой, содержащей 8 - 12 % удерживаемого аустенита, 10 - 20% мартенсита, причем остаток представляет собой смесь феррита и бейнита, горячая оцинкованная стальная полоса содержит не больше, чем 10% бейнита, и где горячая оцинкованная стальная полоса имеет предел прочности при растяжении Rm по меньшей мере 700 МПа, 0,2% запас прочности Rp по меньшей мере 400 МПа и полное удлинение по меньшей мере 18%. В документе EP2768989 не предвидится, что сталь имеет прочность 780 МПа или больше, при предпочтительном удлинении больше 20%.
Задачей настоящего изобретения является решение указанных проблем путем получения доступных холоднокатаных стальных листов, которые одновременно имеют:
- предел прочности при растяжении, который больше или равен 780 МПа и предпочтительно выше 800 МПа,
- полное удлинение больше, чем или равное 18% и предпочтительно больше 20%.
Предпочтительно указанная сталь также может иметь хорошую пригодность для формования, для прокатывания, с хорошей способностью к свариванию и покрытию.
Другой задачей настоящего изобретения также является разработка способа получения указанных листов, который является совместимым с традиционными областями применения в промышленности, наряду с устойчивостью к изменениям параметров производства.
Холоднокатаный и термически обработанный стальной лист настоящего изобретения покрыт цинком или цинковыми сплавами, или алюминием, или алюминиевыми сплавами с целью улучшения их коррозионной стойкости.
Углерод присутствует в стали в количестве между 0,12% и 0,2%. Углерод представляет собой элемент, необходимый для повышения прочности стального листа путем получения фаз низкотемпературного превращения, таких как мартенсит и бейнит, кроме того, углерод играет решающую роль в стабилизации аустенита, поэтому является необходимым элементом для сохранения остаточного аустенита. Следовательно, углерод играет две решающие роли, - одна состоит в повышении прочности и другая в удержании аустенита с целью обеспечения ковкости. Однако при содержании углерода меньше, чем 0,12% невозможно стабилизировать аустенит в соответствующем количестве, необходимом для стали настоящего изобретения. С другой стороны, при содержании углерода, превышающем 0,2%, наблюдается плохая точечная свариваемость стали, что ограничивает ее применение для автомобильных деталей. Предпочтительное содержание углерода для стали настоящего изобретения составляет от 0,12% до 0,19% и более предпочтительно 0,14% до 0,18%.
Содержание марганца в стали настоящего изобретения находится между 1,7% и 2,10%. Этот элемент является гаммагенным. Назначением добавки марганца практически является получение структуры, которая содержит аустенит и придает прочность стали. Обнаружено, что для обеспечения прочности и закаливаемости стального листа, а также для стабилизации аустенита требуется количество марганца, по меньшей мере 1,7 масс.%. Кроме того, при содержании марганца, превышающем 2,10%, также снижается ковкость и ухудшается свариваемость стали изобретения, поэтому цель удлинения не может быть достигнута. Предпочтительное содержание марганца в стали настоящего изобретения можно поддерживать между 1,7% и 2,08%, более предпочтительно между 1,8% и 2,08%.
В предпочтительном варианте осуществления, совокупное количество углерода и марганца поддерживается между 2,1% и 2,25% с целью сохранения даже повышенного количества удерживаемого аустенита.
Содержание кремния в стали настоящего изобретения находится между 0,1% и 0,5%. Кремний является компонентом, который может замедлять осаждение карбидов во время чрезмерного старения, поэтому благодаря присутствию кремния обогащенный углеродом аустенит стабилизируется при комнатной температуре. Однако непропорциональное содержание кремния не дает указанного эффекта, и приводит к такой проблеме, как охрупчивание при отпуске. Поэтому концентрацию кремния регулируют внутри верхнего предела 0,5%. Предпочтительное содержание кремния для настоящего изобретения находится между 0,1% и 0,4%.
Алюминий является существенным элементом и присутствует в стали настоящего изобретения между 0,1% и 0,8%. Алюминий способствует образованию феррита и повышает температуру Ms, что позволяет иметь в настоящем изобретении мартенсит, а также феррит в соответствующем количестве, которое требуется для придания стали настоящего изобретения ковкости, а также прочности. Однако при содержании алюминия выше, чем 0,8% повышается температура Ac3, это приводит к тому, что отжиг и завершение горячей прокатки полностью в аустенитной области становится экономически неоправданным. Предпочтительно содержание алюминия ограничивается между 0,2% и 0,8% и более предпочтительно между 0,3% и 0,6%.
Совокупное количество кремния и алюминия предпочтительно составляет между 0,5% и 0,9% и более предпочтительно между 0,6% и 0,9%, с целью дополнительного увеличения количества удерживаемого аустенита.
Хром является существенным элементом для настоящего изобретения. Содержание хрома в стали настоящего изобретения находится между 0,1% и 0,5%. Хром обеспечивает прочность и закаливание стали, однако при использовании свыше 0,5% Cr ухудшает шероховатость поверхности стали. Предпочтительный предел содержания хрома для настоящего изобретения находится между 0,1% и 0,4% и более предпочтительно между 0,2% и 0,4%.
Фосфор не является существенным элементом, но может содержаться в стали как примесь, и с точки зрения настоящего изобретения, предпочтительно как можно меньшее содержание фосфора, и ниже 0,09%. Фосфор снижает свариваемость методом точечной сварки и ковкость в горячем состоянии, особенно из-за тенденции к сегрегации по границам зерен или к совместной сегрегации с марганцем. По этим причинам содержание фосфора ограничено до меньше, чем 0,09, предпочтительно меньше, чем 0,3% и более предпочтительно меньше, чем 0,014%.
Сера не является существенным элементом, но может содержаться в стали как примесь, и с точки зрения настоящего изобретения предпочтительно как можно меньшее содержание серы, однако оно составляет 0,09% или меньше, с точки зрения производственных затрат. Кроме того, если в стали присутствует больше серы, она образует сульфиды особенно с марганцем и снижает его выгодное влияние на сталь настоящего изобретения.
Содержание азота ограничено до 0,09%, для того чтобы избежать старения материала и свести к минимуму осаждение нитридов в течение затвердевания, что оказывает вредное воздействие на механические свойства стали.
Никель может быть добавлен как необязательный элемент в количестве до 3% для того, чтобы увеличить прочность и улучшить ударную вязкость стали. Для достижения указанного эффекта предпочтительным минимумом является 0,01% Ni. Однако, когда содержание никеля превышает 3%, Ni вызывает ухудшение ковкости.
Ниобий является необязательным элементом для настоящего изобретения. Содержание ниобия, присутствующего в стали настоящего изобретения, составляет до 0,1%, причем ниобий добавляют в сталь настоящего изобретения для образования карбонитридов, которые придают прочность стали настоящего изобретения путем дисперсионного твердения. Кроме того, ниобий может сильно влиять на размер микроструктурных компонентов путем их осаждения в виде карбонитридов и торможения рекристаллизации в течение процесса нагревания. Таким образом, формируется более мелкозернистая микроструктура в конце температурной выдержки и, как следствие, после завершения отжига это будет приводить к твердению стали настоящего изобретения. Однако содержание ниобия выше 0,1% экономически нецелесообразно, так как наблюдается эффект насыщения его влияния; это означает, что дополнительное количество ниобия не приводит к какому-либо улучшению прочности продукта.
Титан является необязательным элементом и может быть добавлен в сталь настоящего изобретения до 0,1%. Как и ниобий, Ti принимает участие в образовании карбонитридов и, таким образом, играет роль в упрочнение стали настоящего изобретения. Кроме того, титан также образует нитриды, которые появляются во время затвердевания литого металла. Поэтому количество титана ограничено до 0,1%, чтобы избежать образования крупнозернистых нитридов титана, наносящих ущерб формуемости. В случае, когда содержание титана составляет менее 0,001%, Ti не оказывает никакого эффекта на сталь настоящего изобретения.
Содержание кальция в стали настоящего изобретения доходит до 0,005%. Кальций добавляют в сталь настоящего изобретения в качестве необязательного элемента особенно в ходе обработки включений; предпочтительно в минимальном количестве 0,0001%. Кальций способствует очистке стали путем связывания наносящей ущерб серы, содержащейся в глобулярной форме, и таким образом, замедляет вредное действие серы.
Медь может быть добавлена как необязательный элемент в количестве до 2%, чтобы увеличить прочность и улучшить сопротивление коррозии стали настоящего изобретения. Для достижения указанного эффекта предпочтительным минимумом является 0,01% меди. Однако, когда содержание Cu превышает 2%, это может ухудшить внешний вид поверхности.
Молибден является необязательным элементом, который составляет до 0,5% стали настоящего изобретения; молибден играет значительную роль для улучшения способности к закаливанию и твердости, задерживает появление бейнита и устраняет осаждение карбидов в бейните. Однако добавка молибдена чрезмерно повышает затраты на добавление легирующих элементов, таким образом, по экономическим причинам его содержание ограничено до 0,5%.
Ванадий является эффективным для повышения прочности стали путем образования карбидов или карбонитридов, причем верхний предел его содержания составляет 0,1% по экономическим причинам. Прочие элементы, такие как церий, бор, магний или цирконий, могут быть добавлены индивидуально или в комбинации, в следующих соотношениях по массе: церий ≤ 0,1%, бор ≤ 0,003%, магний ≤0,010% и цирконий ≤ 0,010%. Вплоть до указанного максимального уровня содержания, указанные элементы дают возможность очистить зерна во время затвердевания. Остальная часть состава стали приходится на железо и неизбежные примеси, появившиеся при переработке.
Теперь будет описана микроструктура стального листа.
Для стали настоящего изобретения бейнит составляет от 10% до 60% микроструктуры в долях площади. Бейнит может находиться в форме высшего бейнита и/или низшего бейнита. Бейнит может образоваться во время выдерживания чрезмерного старения. Бейнит придает прочность стали настоящего изобретения. Для достижения предела прочности при растяжении равной 780МПа или больше, необходимо иметь 10% бейнита. Предпочтительный диапазон содержания бейнита согласно настоящему изобретению находится между 20% и 60% и более предпочтительно между 30% и 55%.
Феррит составляет от 25% до 55% микроструктуры в долях площади стали настоящего изобретения. Феррит придает стали настоящего изобретения высокую прочность, а также удлинение. Для того, чтобы обеспечить удлинение 18% и предпочтительно 20% или больше, необходимо иметь 25% феррита. Феррит настоящего изобретения образуется в течение отжига и охлаждения, проведенного после отжига. Однако когда содержание феррита в стали настоящего изобретения превышает 55% невозможно одновременное достижение прочности при растяжении, а также полного удлинения. Предпочтительный предел содержания феррита для настоящего изобретения находится между 30% и 55% и более предпочтительно между 30% и 50%.
Совокупное количество феррита и бейнита составляет по меньшей мере 70%, указанное совокупное количество феррита и бейнита обеспечивает то, что сталь настоящего изобретения всегда имеет полное удлинение больше 18%. Это совокупное количество также обеспечивает то, что при содержании феррита больше 30% в стали настоящего изобретения имеется достаточно мягкая фаза, чтобы обеспечить формуемость стали настоящего изобретения.
Остаточный аустенит составляет от 5% до 15% в долях площади стали. Известно, что остаточный аустенит имеет более высокую растворимость углерода, чем бейнит и, поэтому действует как эффективная ловушка углерода, и, следовательно, тормозит образование карбидов в бейните. Процентное содержание углерода внутри остаточного аустенита настоящего изобретения превышает 0,7% и меньше, чем 1%. Согласно изобретению остаточный аустенит в стали придает ей повышенную ковкость. Однако когда содержание углерода в остаточном аустените меньше 0,7%, он не способен улавливать достаточное количество углерода, что приведет к образованию избытка мартенсита вместо соответствующего количества бейнита, этот эффект обеспечивает избыточную прочность стали, а также ухудшает удлинение. Предпочтительный предел содержания аустенита находится между 6% и 15%, где предпочтительный предел содержания углерода в аустените находится между 0,7% и 0,9% и более предпочтительно между 0,7% и 0,8%.
Мартенсит составляет между 5% и 18% микроструктуры в долях площади. Мартенсит настоящего изобретения содержит как свежий, так и отпущенный мартенсит. В настоящем изобретении мартенсит образуется благодаря охлаждению после отжига и становится отпущенным в течение выдерживания чрезмерного старения. Свежий мартенсит также образуется во время охлаждения после покрытия холоднокатаного стального листа. Мартенсит придает ковкость и прочность стали настоящего изобретения. Однако, когда содержание мартенсита превышает 18%, он придает избыточную прочность, но ухудшает удлинение сверх допустимого предела для стали настоящего изобретения. Предпочтительный предел содержания мартенсита в стали настоящего изобретения находится между 5% и 15%.
Кроме вышеупомянутой микроструктуры, холоднокатаный и термообработанный стальной лист не содержит микроструктурных компонентов, таких как перлит и цементит, без ухудшения механических характеристик стальных листов.
Стальной лист согласно изобретению может быть получен любым подходящим способом. Предпочтительный способ заключается в получении полу-доведенной отливки стали, имеющей химический состав согласно изобретению. Отливка может быть осуществлена или в болванки, или непрерывно в форме тонких слябов или тонких полос, то есть, толщиной в диапазоне приблизительно от 220 мм для слябов, до десятков миллиметров для тонких полос.
Например, сляб, имеющий вышеописанный химический состав, производится путем непрерывной отливки, при которой сляб необязательно подвергается непосредственному мягкому уменьшению толщины в ходе процесса непрерывной отливки, чтобы избежать центральной сегрегации и обеспечить поддержание отношения локального углерода к номинальному углероду ниже 1,10. Сляб, полученный с использованием процесса непрерывной отливки, может быть использован непосредственно при высокой температуре после непрерывной отливки, или сначала может быть охлажден до комнатной температуры и затем повторно нагрет для горячей прокатки.
Температура сляба, который подвергается горячей прокатке, составляет по меньшей мере 1000°C, и должна быть ниже 1280°C. В случае, когда температура сляба ниже, чем 1000°C, прокатный стан подвергается избыточной нагрузке, и, кроме того, температура стали может снизиться до температуры фазового превращения феррита во время чистовой прокатки, с помощью которой сталь будет прокатана в состоянии, в котором превращенный феррит содержится в структуре. Поэтому температура сляба предпочтительно является достаточно высокой для того, чтобы горячая прокатка могла завершиться в диапазоне температур от Ac3 до Ac3 + 100°C, хотя температура окончательной прокатки остается выше Ac3. Повторное нагревание при температуре выше 1280°C должно быть исключено, поскольку в промышленности эта операция является дорогостоящей.
Окончательная прокатка в температурном диапазоне между Ac3 и Ac3 + 100°C является необходимой для того, чтобы иметь структуру, которая способствует рекристаллизации и прокатке. Предпочтительно, чтобы окончательный прогон прокатки осуществлялся при температуре выше, чем 850°C, поскольку ниже указанной температуры способность стального листа к деформированию при прокатке значительно снижается. Затем полученный таким образом горячекатаный стальной лист охлаждают со скоростью охлаждения выше 30°C/с до температуры сматывания в рулон, которая должна находиться между 475°С и 650°C. Предпочтительно скорость охлаждения будет меньше или равна 200°C/с.
Затем горячекатаный стальной лист сматывают при температуре сматывания в рулон между 475°С и 650°C для того, чтобы избежать овализации, и предпочтительно между 475°C и 625°C для того, чтобы предотвратить образование окалины. Более предпочтительным диапазоном температуры сматывания в рулон является температура между 500°С и 625°C. Свернутый в рулон горячекатаный стальной лист охлаждается до комнатной температуры, прежде чем подвергнуться необязательному отжигу горячих состояний.
Горячекатаный стальной лист может быть подвергнут необязательному удалению окалины на стадии удаления окалины, образовавшейся во время горячей прокатки, до необязательного отжига горячих состояний. Затем горячекатаный может быть подвергнут необязательному отжигу горячих состояний при температуре между 400°C и 750°C в течение, по меньшей мере, 12 часов и не больше, чем 96 часов, при этом температуру поддерживают ниже 750°С для того, чтобы избежать частичной трансформации горячекатаной микроструктуры, и, следовательно, потерять гомогенность микроструктуры. В последующем может быть осуществлена необязательная стадия удаления окалины с указанного горячекатаного стального листа, например, путем травления этого листа. Указанный горячекатаный стальной лист подвергают холодной прокатке, чтобы получить холоднокатаный стальной лист с уменьшением толщины между 35 и 90%. Затем холоднокатаный стальной лист, полученный в процессе холодной прокатки, подвергают отжигу для того, чтобы придать стали настоящего изобретения микроструктуру и механические характеристики.
Отжиг указанного холоднокатаного стального листа проводят в два этапа нагревания, где первый этап начинается с нагревания стального листа от комнатной температуры до температуры T1 между 600°С и 750°C, со скоростью нагревания HR1 по меньшей мере 3°C/с, после этого начинается второй этап дальнейшего нагревания стального листа от T1 до температуры выдержки T2 между Ac1 и Ac3, со скоростью нагревания HR2 равной 15°C/с или меньше, причем величина HR2 меньше, чем HR1, затем проводят отжиг при температуре T2 в течение 10 - 500 секунд. В предпочтительном варианте осуществления скорость нагревания на втором этапе нагревания меньше, чем 10°C/с и более предпочтительно меньше, чем 5°C/с. Предпочтительная температура томления T2 находится между Ac1 +30°С и Ac3.
Затем холоднокатаный стальной лист подвергают отжигу при температуре выдержки T2 между Ac1 и Ac3, где значения Ac1 и Ac3 для стали изобретения вычисляются с использованием следующих формул:
Ac1 = 723 - 10,7[Mn] - 16[Ni] + 29,1[Si] + 16,9[Cr] + 6,38[W] + 290[As]
Ac3 = 955 - 350C - 25Mn + 51Si + 106Nb + 100Ti + 68Al - 11Cr - 33Ni - 16Cu + 67Mo
в которых содержание элементов выражено в массовых процентах.
Затем холоднокатаный стальной лист выдерживают при температуре выдержки T2 в течение 10 - 500 секунд. В предпочтительном варианте осуществления, время и температуру томления выбирают таким образом, чтобы обеспечить получение микроструктуры стального листа в конце томления, которая содержит по меньшей мере 60% аустенита и более предпочтительно по меньшей мере 70% аустенита.
Затем холоднокатаный стальной лист охлаждается от температуры T2 до температуры выдерживания чрезмерного старения Tover, между 375°С и 480°C, предпочтительно между 380°С и 460°C, при средней скорости охлаждения по меньшей мере 10°C/с и предпочтительно по меньшей мере 15°C/с, причем этап охлаждения может включать необязательный под-этап медленного охлаждения (sc) между T2 и температурой Tsc между 600°С и 750°C, при скорости охлаждения 2°C/с или меньше и предпочтительно 1°C/с или меньше.
Затем холоднокатаный стальной лист выдерживают при температуре Tover в течение 5 - 500 секунд.
Затем холоднокатаный стальной лист может быть доведен до температуры ванны для нанесения покрытия между 420°С и 460°C, в зависимости от природы покрытия, чтобы облегчить покрытие холоднокатаного стального листа горячим погружением.
Холоднокатаный стальной лист также может быть покрыт с помощью любого известного промышленного процесса, такого как электрогальванизация, струйное вакуумное напыление (JVD), напыление путем конденсации паров (PVD) и др., для которых может не потребоваться доведение до указанной выше температуры до покрытия.
Затем может быть выполнен необязательный повторный отжиг в камерной печи при температуре между 150°С и 300°C в течение от 30 минут до 120 часов.
Примеры
Следующие испытания, примеры, иллюстративные примеры и таблицы, которые представлены в изобретении, являются по существу неограниченными и должны рассматриваться только с целью иллюстрации, и будут демонстрировать выгодные признаки настоящего изобретения.
Стальные листы, произведенные из сталей, имеющих различный состав, приведены в таблице 1, где стальные листы получены в соответствии с технологическими параметрами, предусмотренными в таблице 2, соответственно. После этого, в таблице 3 сведены данные микроструктуры стальных листов, полученных во время исследований и в таблице 4 приведены результаты оценки полученных характеристик.
Таблица 1
| Испытания | C | Mn | Si | Al | Cr | Nb | P | S |
| A | 0,161 | 2,00 | 0,25 | 0,53 | 0,21 | 0 | 0,003 | 0,0012 |
| B | 0,168 | 2,00 | 0,25 | 0,50 | 0,22 | 0 | 0,008 | 0,0014 |
| C | 0,173 | 2,06 | 0,25 | 0,59 | 0,25 | 0 | 0,010 | 0,0011 |
| D | 0,173 | 2,06 | 0,25 | 0,59 | 0,25 | 0 | 0,010 | 0,0012 |
| E | 0,173 | 2,06 | 0,25 | 0,59 | 0,25 | 0 | 0,010 | 0,0013 |
| F | 0,178 | 2,00 | 0,24 | 0,49 | 0,22 | 0 | 0,012 | 0,0012 |
| G | 0,172 | 1,99 | 0,25 | 0,52 | 0,21 | 0 | 0,012 | 0,0011 |
| H | 0,170 | 2,00 | 0,25 | 0,55 | 0,21 | 0 | 0,011 | 0,0010 |
| I | 0,161 | 2,15 | 0,25 | 0,72 | 0,20 | 0,0019 | 0,003 | 0,0012 |
| J | 0,161 | 2,15 | 0,25 | 0,53 | 0,20 | 0,0019 | 0,003 | 0,0013 |
| K | 0,168 | 2,21 | 0,27 | 0,62 | 0,23 | 0 | 0,009 | 0,0011 |
подчеркнутые величины: не соответствуют изобретению.
В таблице 2 собраны данные отжига с технологическими параметрами, реализованными на сталях из таблицы 1. Стали составов от A до G служат для производства листов согласно изобретению. В таблице 2 также указаны колонки данных Ac1 и Ac3. Эти данные Ac1 и Ac3 определяются для сталей изобретения и стандартных сталей следующим образом:
Ac1 = 723 - 10,7[Mn] - 16[Ni] + 29,1[Si] + 16,9[Cr] + 6,38[W] + 290[As]
Ac3 = 955 - 350C - 25Mn + 51Si + 106Nb + 100Ti + 68Al - 11Cr - 33Ni - 16Cu + 67Mo
где содержание элементов выражено в массовых процентах.
Следующие технологические параметры являются такими же, как для сталей в таблице 1. Все стали из таблицы 1 нагревают до температуры 1200°C прежде горячей прокатки. Для всех сталей уменьшение при холодной прокатке составляло 60%, и окончательно их температура была доведена до 460°C перед покрытием цинком путем горячего погружения.
Таблица 2 приведена ниже:
Таблица 3 иллюстрирует результаты испытаний, проведенных в соответствии со стандартами, на различных микроскопах, таких как сканирующий электронный микроскоп, для определения микроструктуры как для сталей изобретения, так и эталонных сталей. Результаты приведены ниже.
Таблица 3
| Испыта-ния | Феррит | Бейнит | Остаточный аустенит | Мартенсит | Содержание углерода RA (%) | Феррит +Бейнит |
| I1 | 45,1 | 32,9 | 12,0 | 10,0 | 0,76 | 78,0 |
| I2 | 36,8 | 41,2 | 9,3 | 12,7 | 0,70 | 78,0 |
| I3 | 35,7 | 41,3 | 11,8 | 11,2 | 0,75 | 77,0 |
| I4 | 45,9 | 29,1 | 12,2 | 12,8 | 0,74 | 75,0 |
| I5 | 36,0 | 38,0 | 12,1 | 13,9 | 0,71 | 74,0 |
| I6 | 32,3 | 43,7 | 11,7 | 12,3 | 0,72 | 76,0 |
| I7 | 41,0 | 36,0 | 9,4 | 13,6 | 0,73 | 77,0 |
| R1 | 23,0 | 43,0 | 8,6 | 24,4 | 0,60 | 66,0 |
| R2 | 57,0 | 5,0 | 13,7 | 24,3 | 0,63 | 62,0 |
| R3 | 58,0 | 7,0 | 14,1 | 20,9 | 0,63 | 65,0 |
| R4 | 21,6 | 44,2 | 8,3 | 25,9 | 0,62 | 65,8 |
I = Согласно изобретению; R = справочные данные; подчеркнутые величины: не соответствуют изобретению.
В таблице 4 приведены механические характеристики как для сталей изобретения, так и для эталонных сталей. Для определения прочности при растяжении, предела текучести и полного удлинения, испытания на растяжение проведены в соответствии со стандартом JIS-Z2241.
Результаты различных механических испытаний, проведенных в соответствии со стандартами, собраны в таблице 4.
Таблица 4
| Испытания | Прочность при растяжении(МПа) | Полное удлинение(%) |
| I1 | 812 | 19,0 |
| I2 | 803 | 21,6 |
| I3 | 819 | 20,3 |
| I4 | 793 | 20,5 |
| I5 | 827 | 19,2 |
| I6 | 823 | 19,5 |
| I7 | 814 | 21,1 |
| R1 | 916 | 16,4 |
| R2 | 899 | 12,6 |
| R3 | 868 | 14,7 |
| R4 | 918 | 16,5 |
I = Согласно изобретению; R = справочные данные; подчеркнутые величины: не соответствуют изобретению.
1. Холоднокатаный и покрытый стальной лист, имеющий состав, содержащий следующие элементы, выраженные в мас.%:
0,12 ≤ углерод ≤0,2
1,7 ≤ марганец ≤ 2,10
0,1 ≤ кремний ≤ 0,5
0,1 ≤ алюминий ≤ 0,8
0,1 ≤ хром≤ 0,5
0 ≤ фосфор ≤ 0,09
0 ≤ сера ≤ 0,09
0 ≤ азот ≤ 0,09,
и может содержать один или несколько следующих необязательных элементов
никель ≤ 3
ниобий ≤ 0,1
титан ≤ 0,1
кальций ≤ 0,005
медь ≤ 2
молибден ≤ 0,5
ванадий ≤ 0,1
бор ≤ 0,003
церий ≤ 0,1
магний ≤ 0,010
цирконий ≤ 0,010,
остальная часть состава приходится на железо и неизбежные примеси, причем микроструктура указанного стального листа содержит, в долях площади, от 15 до 60% бейнита, от 25 до 55% феррита, от 5 до 15% остаточного аустенита, причем содержание углерода в остаточном аустените находится между 0,7 и 1%, и от 5 до 18% мартенсита, при этом совокупное количество бейнита и феррита составляет по меньшей мере 70%.
2. Стальной лист по п. 1, в котором состав содержит от 0,1 до 0,4 мас.% кремния.
3. Стальной лист по п. 1 или 2, в котором состав содержит от 0,12 до 0,19 мас.% углерода.
4. Стальной лист по любому из пп. 1-3, в котором состав содержит от 0,2 до 0,8 мас.% алюминия.
5. Стальной лист по любому из пп. 1-4, в котором состав содержит от 1,7 до 2,08 мас.% марганца.
6. Стальной лист по любому из пп. 1-5, в котором состав содержит от 0,1 до 0,4 мас.% хрома.
7. Стальной лист по п. 5, в котором состав содержит от 1,8 до 2,08 мас.% марганца.
8. Стальной лист по п. 3, в котором состав содержит от 0,14 до 0,18 мас.% углерода.
9. Стальной лист по любому из пп. 1-8, в котором совокупное количество углерода и марганца находится между 2,1 и 2,25 мас.%.
10. Стальной лист по любому из пп. 1-9, в котором совокупное количество кремния и алюминия находится между 0,5 и 0,9 мас.%.
11. Стальной лист по любому из пп. 1-10, в котором совокупное количество феррита и бейнита больше или равное 74%, а процентное содержание феррита составляет по меньшей мере 30%.
12. Стальной лист по любому из пп. 1-11, в котором содержание углерода в остаточном аустените находится между 0,7 и 0,9 мас.%.
13. Стальной лист по п. 12, в котором содержание углерода в остаточном аустените находится между 0,7 и 0,8 мас.%.
14. Стальной лист по любому из пп. 1-13, в котором содержание бейнита находится между 20 и 60%.
15. Стальной лист по любому из пп. 1-14, в котором содержание мартенсита находится между 5 и 15%.
16. Стальной лист по любому из пп. 1-15, в котором указанный стальной лист имеет предел прочности при растяжении 780 МПа или больше, и полное удлинение 18 % или больше.
17. Стальной лист по п. 16, в котором указанный стальной лист имеет предел прочности при растяжении 800 МПа или больше, и полное удлинение 20% или больше.
18. Способ получения холоднокатаного и покрытого стального листа, включающий в себя следующие последовательные этапы:
получение стального сляба с составом по любому из пп. 1-10;
нагрев указанного сляба до температуры между 1000°C и 1280°C;
прокатка указанного сляба в диапазоне температур между Ac3 и Ac3 +100°C, причем температура завершения горячей прокатки выше Ac3, для получения горячекатаного стального листа;
охлаждение горячекатаного стального листа со скоростью охлаждения выше 30°C/с до температуры сматывания в рулон, которая находится между 475°С и 650°C; и сматывание указанного горячекатаного стального листа;
охлаждение указанного горячекатаного стального листа до комнатной температуры;
необязательное проведение процесса удаления окалины с указанного горячекатаного стального листа;
проведение необязательного отжига горячекатаного стального листа между 400°С и 750°C;
необязательное проведение процесса удаления окалины с указанного горячекатаного стального листа;
холодная прокатка указанного горячекатаного стального листа со степенью обжатия 35-90% для получения холоднокатаного стального листа;
отжиг указанного холоднокатаного стального листа с учетом двух этапов нагрева, на которых:
первый этап нагрева осуществляют посредством нагрева стального листа от комнатной температуры до температуры T1 между 600°С и 750°C со скоростью нагрева HR1 по меньшей мере 3°C/с,
второй этап нагрева осуществляют посредством дополнительного нагрева стального листа от T1 до температуры выдержки T2 между Ac1 и Ac3 со скоростью нагрева HR2 15°C/с или меньше, причем HR2 меньше, чем HR1,
затем проводят отжиг при температуре T2 в течение 10-500 секунд,
затем следует охлаждение холоднокатаного стального листа от температуры T2 до температуры перестаривания Tover между 375°С и 480°C со средней скоростью охлаждения по меньшей мере 10°C/с, причем указанное охлаждение содержит необязательный подэтап охлаждения между T2 и температурой Tsc между 600°С и 750°C при скорости охлаждения 2°C/с или меньше,
затем указанный холоднокатаный стальной лист подвергают перестариванию при Tover в течение 5-500 секунд и доводят до температуры в диапазоне между 420°С и 680°C для облегчения процесса покрытия,
затем покрывают холоднокатаный стальной лист для получения холоднокатаного покрытого стального листа.
19. Способ по п. 18, в котором температура сматывания в рулон составляет 475-625°C.
20. Способ по п. 18 или 19, в котором температура завершения горячей прокатки выше, чем 850°C.
21. Способ по любому из пп. 18-20, в котором средняя скорость охлаждения после отжига больше, чем 15°C/с.
22. Способ по любому из пп. 18-21, в котором температура T2 находится между Ac1+30°С и Ac3, причем температуру T2 выбирают таким образом, чтобы обеспечить содержание по меньшей мере 60% аустенита в конце отжига.
23. Способ по п. 22, в котором температура T2 находится между Ac1+30°С и Ac3, причем температуру T2 выбирают таким образом, чтобы обеспечить содержание по меньшей мере 70% аустенита в конце отжига.
24. Способ по любому из пп. 18-23, в котором температура перестаривания Tover находится между 380°С и 460°C.
25. Способ по любому из пп. 18-24, в котором первый этап нагрева холоднокатаного стального листа заканчивают при температуре T1, составляющей 650-750°C, при скорости нагрева HR1 по меньшей мере 5°C/с.
26. Применение стального листа по любому из пп. 1-17 для производства конструктивных деталей транспортного средства или деталей безопасности транспортного средства.
27. Применение способа получения холоднокатаного и покрытого стального листа по любому из пп. 18-25 для производства конструктивных деталей транспортного средства или деталей безопасности транспортного средства.
28. Деталь транспортного средства, выполненная из холоднокатаного и покрытого стального листа по любому из пп. 1-17.
29. Транспортное средство, содержащее деталь по п. 28.
