[發明專利]一種100公斤級超高強度鍍鋅鋼板及其制造方法

在審

• 申請號: 202210759473.4
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN116463546A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 陳孟;鐘勇;畢文珍;王利
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C23C2/06;C21D8/02
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 杜娟

本發明提供一種具有優異的抵抗液態金屬脆化LME裂紋的性能的、電阻點焊性能優異的100公斤級超高強度鍍鋅鋼板，按重量百分比計，所述鋼板包含：C：0.17?0.25％，Mn：1.7?2.7％，Si：0.35?1.5％，Al：0.01?1.0％，0.7％≤Si+Al≤1.7％，以及Nb、Ti、B中的至少一種，余量為Fe和不可避免的雜質，其中，將所述鋼板的厚度設為t，所述鋼板的電阻率0R₁≤50μΩ·cm，從鍍層與鋼板基體界面起，向鋼板基體方向0.010t以上至0.035t以下的范圍的鋼板的電阻率0R₂≤15μΩ·cm，大于0.035t至0.065t以下的范圍的鋼板的電阻率0R₃≤30μΩ·cm，并滿足(R₂/2+R₃/3)≤(3.1R₁^1/2?1.5)。

技術領域

本發明涉及一種超高強度鍍鋅鋼板及其制造方法，尤其涉及一種電阻點焊性能優異的100公斤級超高強度鍍鋅鋼板及其制造方法。

背景技術

目前，在減少能源消耗與污染物排放的背景下，汽車正在追求車身輕量化及耐腐蝕。目前，為了減薄車身用材的厚度，在車身上廣泛使用高強鋼板。通常將抗拉強度≥780MPa的高強鋼稱為超高強度鋼。超高強度鋼一般利用相變強化機制實現材料強度的提高，與低強度級別鋼種相比，超高強度鋼中也添加了更多含量或種類的合金元素，如Mn、Si、Al、Cr、Mo、Nb、Ti、V等。為了提高耐腐蝕性，對超高強度鋼的表面涂鍍純鋅(GI)或合金化鍍鋅(GA)。對表面涂鍍純鋅(GI)或合金化鍍鋅(GA)的電阻點焊是汽車行業常用的焊接方式。

對于帶鍍層的超高強度鋼來說，電阻點焊過程中存在一種名為液態金屬脆化(LME，Liquid?metal?embrittlement)的現象，主要是在應力作用下，材料表面的鋅受熱熔化，液態鋅沿鋼板基材晶界滲入，造成晶界結合力下降而發生開裂。LME主要受母材狀態、鍍層狀態和焊接工藝影響：其中母材狀態包括但不限于碳當量、強度、電阻率、組織結構等，鍍層狀態包括但不限于鍍層成分、鍍層重量等，焊接工藝包括但不限于應力、焊接壓力、焊接電流、焊接時間等。在焊接過程中，材料的強度越高，在相同焊接條件時，焊接接頭所受的拉應力也越大；隨著焊接電流的增加，越容易發生焊接飛濺，這些因素會增大發生LME問題的概率，增加焊接接頭失效的風險，與非高強鋼相比，超高強度鍍鋅鋼更容易發生LME問題，制造車身會出現安全隱患，嚴重制約了此類材料在車身輕量化上的廣泛應用。

根據行業內研究，一般根據發生位置不同，將電阻點焊的LME裂紋分為四種類型，即TypeA、Type?B、Type?C和Type?D，如圖1所示。其中TypeA是電極與材料直接接觸部位產生的裂紋，已有研究表明其對焊接接頭的性能影響不大，Type?B與Type?C是母材上以及母材間產生的裂紋，Type?D是焊點肩部位置產生的裂紋，它們都對焊接接頭的性能產生影響，需要對其數量和長度進行控制。對此，也提出了以下的研究。

例如，發明號為US11299793B2，名稱為“Steel?sheet?having?excellentresistance?to?liquid?metal?embrittlement?cracks?and?method?for?manufacturingthe?same”的美國專利文獻發明了一種液態金屬脆化龜裂抵抗性優異的鍍鋅鋼板及其制造方法，其成分按重量百分比計為：C：0.04～0.35％，Al+Si：0.99％以下，Mn：3.5-10％，P：0.05％以下(0％除外)，S：0.02％以下(0％除外)，N：0.02％以下(0％除外)，余量為Fe及其他不可避免雜質。以體積分數計，微細組織包含10％以上的殘余奧氏體，60％以上的退火馬氏體，20％以下的α馬氏體和ε馬氏體，Mn耗盡層的平均厚度為從產品表面到0.5μm以上。該發明的Mn含量較高，適用于ESP等無頭軋制工藝進行生產。該專利未提及使用電阻點焊工藝時裂紋抵抗性。