[發明專利]化學轉化處理性及彎曲加工性優異的超高強度鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201680073190.7
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN108368590B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 徐石宗
• 申請（專利權）人: POSCO公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C21D8/02;C22C38/32;C22C38/28;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;趙赫

本發明涉及用作汽車用鋼板等的超高強度鋼板，并提供化學轉化處理性及彎曲加工性優異的超高強度鋼板，以重量％計，所述鋼板包含：碳(C)：0.08～0.2％、硅(Si)：0.05～1.3％、錳(Mn)：2.0～3.0％、磷(P)：0.001～0.10％、硫(S)：0.010％以下、鋁(Al)：0.01～0.1％、鉻(Cr)：0.3～1.2％、硼(B)：0.0010～0.0030％、鈦(Ti)：0.01～0.05％、氮(N)：0.001～0.01％、余量的Fe及其他不可避免的雜質，所述Ti及N滿足[關系式1]3.4≤Ti/N≤10，所述Mn、Si及Cr滿足[關系式2]1.0≤Mn/(Si+Cr)，表層(從表面到厚度方向的0.1μm為止)中的Mn、Si及Cr的含量(Mn*、Si*及Cr*)滿足[關系式3]0.7≤Mn*/(Si*+Cr*)≤Mn/(Si+Cr)。

技術領域

本發明涉及用作汽車用鋼板等的超高強度鋼板，更具體地，涉及化學轉化處理性及彎曲加工性優異的超高強度鋼板及其制造方法。

背景技術

近年來，就汽車用鋼板而言，為了用于保護地球環境的燃油效率的規定和確保乘員的沖撞穩定性，正在擴大超高強度鋼材的使用。為了制造這種超高強度鋼，僅通過常規的利用固溶強化的鋼材或利用析出強化的鋼材難以確保充分的強度和延展性。

為此，開發了利用相變組織來提高強度和延展性的相變強化鋼，這種相變強化鋼有雙相鋼(Dual Phase Steel，以下稱為DP鋼)、復相鋼(Complex Phase Steel，以下稱為CP鋼)、相變誘導塑性鋼(Transformation Induced Plasticity Steel，以下稱為TRIP鋼)等。

所述相變強化鋼中，DP鋼是在軟質的鐵素體內微細且均質地分散硬質的馬氏體而確保高強度和延展性的鋼種，CP鋼是包含鐵素體、馬氏體、貝氏體中的二相或三相且為了提高強度而包含Ti、Nb等析出硬化元素的鋼種。TRIP鋼是通過在常溫下加工微細且均質地分散的殘余奧氏體來引起馬氏體相變，從而確保強度和延展性的鋼種。

所述TRIP鋼的代表性技術可以列舉專利文獻1，該技術涉及通過控制鋼板的殘余奧氏體的量來制造成型性優異的鋼板的方法。另外，專利文獻2中公開了通過控制合金成分和鋼板的微細組織來制造沖壓成型性良好的高強度鋼板的方法，專利文獻3中公開了包含5％以上的殘余奧氏體且加工性、尤其局部延展性優異的鋼板。

基于上述技術的TRIP鋼具有通過增加殘余奧氏體的分數來提高延伸率的效果，但由于耐延遲斷裂特性差的缺點，在應用領域中難以使用于需要應力的部位或部件，并且為了確保奧氏體分數，需要高含量的碳，因此存在焊接性也會降低的問題。

此外，就超高強度鋼板而言，如上所述即使利用相變組織，也難以確保充分的延伸率，并且實際上大部分的加工是通過彎曲加工或輥軋成型來實現，因此需要抑制進行這種加工時產生的裂紋等，為此需要同時確保彎曲加工性。

材質均勻的鐵素體單相鋼或貝氏體單相鋼的彎曲加工性非常優異，但是以鐵素體單相鋼無法得到超高強度鋼，并且為了得到1GPa以上的超高強度鋼，貝氏體單相鋼也需要含有高含量的碳。因此，由于貝氏體單相鋼的延伸率低且焊接性也差，實際上難以使用。

為了克服這種問題，需要開發同時利用相變組織和析出物的CP鋼。但是，CP鋼也具有根據相(phase)的組成比延展性和彎曲加工性的變化大的缺點，并且到目前為止，還沒有完成對適當的相分數和制造范圍的充分研究，因此研究開發的必要性正在增加。

另外，以確保延伸率和彎曲加工性為目的，會添加大量的Si、Cr等合金元素。但是，就包含Si或Cr的鋼而言，在退火過程中會形成表層氧化物，并且在退火后的酸洗過程中難以去除所述氧化物，從而存在最終產品的化學轉化處理性變差的問題。

因此，需要開發能夠確保延伸率和彎曲加工性的同時能夠確保化學轉化處理性的技術。

(專利文獻1)日本公開專利公報第1994-145892號