[發明專利]具有1700至2200MPa拉伸強度的馬氏體鋼

有效

• 申請號: 201280065728.1
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN104126022B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 宋榮杰;納拉揚·S·波托里
• 申請（專利權）人: 安賽樂米塔爾研發有限公司
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C38/04;C22C38/58
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;吳鵬章

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年11月28日提交的美國臨時申請第61/629762號的權益。

技術領域

本發明涉及馬氏體鋼組合物及其制造方法。更具體地，馬氏體鋼的拉伸強度在1700MPa至2200MPa的范圍內。更具體地，本發明涉及具有1700MPa至2200MPa的極限拉伸強度的薄規格(厚度≤1mm)超高強度鋼及其制造方法。

背景技術

具有馬氏體顯微組織的低碳鋼構成具有在薄鋼板中可達到的最高強度的一類先進高強度鋼(AHSS)。二十年來，通過改變鋼中的碳含量，ArcelorMittal已經制造了拉伸強度在900MPa至1500MPa范圍內的馬氏體鋼。馬氏體鋼被越來越多地應用于對于側面碰撞和傾翻車輛保護的需要高強度的應用，并早已被用于如可以容易軋制形成的保險杠的應用。

目前，對于懸掛式(hang?on)汽車零部件(如保險杠梁)的制造，具有1700MPa至2200MPa的極限拉伸強度的具有良好的軋輥成形性、可焊性、沖壓性和耐延遲斷裂特性的薄規格(厚度≤1mm)超高強度鋼是非常需要的。輕型、高強度鋼需要抵御來自替代材料的競爭挑戰，如輕量級7xxx系鋁合金。碳含量在確定馬氏體鋼的極限拉伸強度方面是最重要因素。鋼必須具有足夠的淬透性以便當從超臨界退火溫度淬火時充分轉變為馬氏體。

發明內容

本發明包括極限拉伸強度為至少1700MPa的馬氏體鋼合金。優選地，合金的極限拉伸強度可以為至少1800MPa、至少1900MPa、至少2000MPa或甚至至少2100MPa。馬氏體鋼合金的極限拉伸強度可以為1700MPa至2200MPa。馬氏體鋼合金的總伸長率可以為至少3.5％，并且更優選地為至少5％。

馬氏體鋼合金可以為冷軋的板、帶或卷材的形式，并且馬氏體鋼合金的厚度可以小于或等于1mm。馬氏體鋼合金可以具有利用下式的小于0.44的碳當量：C_eq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，其中，C_eq為碳當量，并且C、Mn、Cr、Mo、V、Ni和Cu為以元素在合金中的wt％計。

馬氏體鋼合金可以包含0.22wt％至0.36wt％的碳。更具體地，該合金可以包含0.22wt％至0.28wt％的碳，或者可替選地，該合金可以包含0.28wt％至0.36wt％的碳。馬氏體鋼合金還可以包含0.5wt％至2.0wt％的錳。該合金還可以包含約0.2wt％的硅。可選地可以包含Nb、Ti、B、Al、N、S、P中的一種或更多種。

附圖說明

圖1a和圖1b是在制造本發明的合金時可使用的退火過程的示意圖；

圖2a、圖2b和圖2c是具有2.0％Mn-0.2％Si和各種碳含量(2a具有0.22％的C；2b具有0.25％的C；2c具有0.28％的C)的實驗鋼在熱軋和580℃下的模擬卷取之后的SEM顯微照片；

圖3是在制造本發明的合金中可使用的實驗鋼熱軋帶在室溫下的拉伸性能的圖；

圖4a至圖4b為具有0.22％C-0.2％Si-0.02％Nb和兩個不同Mn含量(4a為1.48％，4b為2.0％)的實驗鋼在熱軋和580℃下的模擬卷取之后的SEM顯微照片；

圖5是在制造本發明的合金中可使用的另一實驗鋼熱軋帶在室溫下的拉伸性能的圖；

圖6a至圖6b為具有0.22％C-2.0％Mn-0.2Si和不同Nb含量(6a為0％，6b為0.018％)的實驗鋼在熱軋和580℃下的模擬卷取之后的SEM顯微照片；

圖7是在制造本發明的合金的中可使用的又一實驗鋼熱軋帶在室溫下的拉伸性能的圖；

圖8a至圖8f示出了均熱溫度(830℃、850℃和870℃)和鋼組成(圖8a和圖8b示出了不同的C，圖8c和圖8d示出了不同Mn，圖8e和圖8f示出了不同Nb)對本發明的鋼的拉伸性能的影響；

圖9a至圖9F示出了淬火溫度(780℃、810℃和840℃)和鋼組成(圖9a和圖9b示出了不同的C，圖9c和圖9d示出了不同Mn，圖9e和圖9f示出了不同Nb)對本發明的另外的鋼的拉伸性能的影響；

圖10a和圖10b是在制造本發明的合金時可使用的附加退火周期的示意圖；

圖11a和圖11b繪制了在制造本發明的鋼中可使用的、在熱軋和580℃下的模擬卷取之后的熱軋帶在室溫下的拉伸性能；

圖12a至圖12d是在熱軋和660℃的模擬卷取之后的熱軋帶鋼的顯微組織在1000倍下的SEM顯微照片；