[發明專利]低密度熱軋鋼或冷軋鋼及其制造方法和用途

有效

• 申請號: 201380027985.0
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN104350169B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 伊恩·阿爾貝托·蘇亞索羅德里格斯;阿斯特麗德·佩拉德;澤維爾·加拉
• 申請（專利權）人: 安賽樂米塔爾研發有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C21D8/02;C21D9/46
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 蔡勝有,劉媛

本發明涉及機械強度大于或等于600MPa并且斷裂延伸率大于或等于20％的軋制鋼及其制造方法。

環境限制迫使汽車制造商不斷地減少車輛的CO₂排放。為此，汽車制造商有幾種選擇，其中他們的主要選擇是減輕車輛的重量或者提高車輛發動機系統的效率。常常通過這兩種方法的組合來取得進步。本發明涉及第一種選擇，即減輕機動車輛的重量。在該非常具體的領域中，存在兩種可選擇的技術路線：

第一技術路線包括減少鋼的厚度同時提高鋼的機械強度水平。不幸的是，該解決方案由于如下問題而存在局限性：某些汽車部件的剛性的禁止性降低；以及出現聲學問題，該聲學問題產生使乘客感到不適的環境；更不用說與增加機械強度有關的延展性的不可避免的損失。

第二技術路線包括通過與其他較輕的金屬形成合金以減小鋼的密度。在這些合金之中，稱為鐵鋁合金的低密度合金具有有吸引力的機械性質和物理性質同時可以顯著地減輕重量。在這種情況下，低密度指的是小于或等于7.3的密度。

考慮到鋁與鐵相比的低密度，將鋁添加至鐵可期望顯著減輕汽車結構部件的重量。在這一點上，專利申請EP2128293描述了組成為0.2％至0.8％的C、2％至10％的Mn、3％至15％的Al的熱軋板或冷軋板以及包含小于99％的鐵素體和大于1％的剩余奧氏體的結構。上述板具有在600MPa至1000MPa范圍內的機械強度、小于7.2的密度并且是可涂覆的。制造熱軋板的方法包括：加熱至1000℃與1200℃之間；在700℃與850℃之間的終軋溫度下進行軋制；以及在低于600℃的溫度下進行卷取。對于冷軋板，以40％至90％的壓下量冷軋所述熱軋板，并且以1℃/秒至20℃/秒的速率再加熱至再結晶溫度至900℃的溫度保持10秒至180秒。該專利申請的目的是通過將Mn/Al的比例限制在0.4與1.0之間來防止“隆起(roping)”以及出現軋制裂紋。比例超過1.0，冷軋引起裂紋出現。

專利申請JP2006118000描述了呈現高強度以及良好延展性的重量輕的鋼。為了實現這種鋼，所提出的鋼的組成按重量百分比包括0.1％至1.0％的C、小于3.0％的Si、10.0％至50.0％的Mn、小于0.01％的P、小于0.01％的S、5.0％至15.0％的Al和0.001％至0.05％的N，剩余物為鐵和不可避免的雜質；如果滿足下面的公式(1)，那么所述鋼將具有小于或等于7.0的密度。

C≤-0.020×Mn+Al/15+0.53????(1)

所述鋼將具有包含鐵素體和奧氏體的顯微組織。機械強度乘以總延伸率的乘積必須滿足下面的不等式：TS×El≥20000(MPa×％)。合金元素Mn和Al的濃度如此高的鋼的軋制特性將經受出現裂紋的主要風險是公知的。

專利申請W02007/024092的目的為實現可以容易沖壓成形的熱軋板。該申請涉及包含0.2％至1％的C、8％至15％的Mn的板，其中機械強度乘以延伸率的乘積為24000MPa％。看起來，該申請涉及完全奧氏體結構，不過這種類型的顯微組織特別難于軋制。

本發明的目的為通過實現同時具有如下特性的熱軋鋼板或冷軋鋼板來解決上述問題：

·密度小于或等于7.3；

·機械強度大于或等于600MPa；

·斷裂延伸率大于或等于20％；

·良好的成型適用性，特別地良好的軋制適用性；

·良好的可焊接性和良好的可涂覆性。

本發明的目的之一還為實現一種制造這些板的方法，該方法與傳統工業應用兼容同時對制造條件相對不敏感。

本發明的第一個目的是一種軋制鋼板，該軋制鋼板的密度小于或等于7.3，并且軋制鋼板的組成為按重量百分比表示的如下元素：

0.10％≤C≤0.30％

6.0％≤Mn≤15.0％

6.0％≤Al≤15.0％

和任選地選自如下元素中的一種或更多種元素：

Si≤2.0％

Ti≤0.2％

V≤0.6％

Nb≤0.3％

剩余的組成由鐵和由于加工引起的不可避免的雜質構成，其中錳的重量與鋁的重量的比例為并且所述板的顯微組織由鐵素體、奧氏體和面積分數最高達5％的K相析出物(Kappa?precipitates)構成。

在本發明的一個優選實施方案中，組成包含按重量百分比表示的如下元素：0.18％≤C≤0.21％。

在本發明的另一優選實施方案中，組成包括按重量百分比表示的如下元素：7.0％≤Mn≤10.0％。