专利名称：生产超高强度冷轧和热轧薄钢板的方法及由此获得的薄板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过热轧之后接着冷轧而制造超高强度薄钢板的方法和由此获得的冷轧薄板。
背景技术：
尤其为了满足汽车工业的特殊要求，超高强度钢近年来已有所发展，这些特殊要求具体为零部件的重量减轻和因而厚度减小，以及通过提高零部件的疲劳强度和冲击性能获得的安全性的改善。而且，这些改善一定不能使用于制造零部件的薄板的可成形性受到损害。该可成形性尤其假设钢具有高延伸率。
零部件的疲劳性能按照它们所经受的应力限定它们的寿命，而这可以通过提高钢的抗拉强度Rm而改善。然而，提高强度降低了钢的可成形性，因此限制了可以生产的零部件，尤其是在它们的厚度方面。
作为锰合金钢的第一族高强度钢含有高比例的具有铁素体-贝氏体结构的碳和锰(大于1.2％)是已知的。它们具有800MPa的极限抗拉强度，并且可以通过只热轧到2.3mm的最小厚度而获得，因为添加锰提高了热硬度且限制了轧制压缩能力。
第二族超高强度钢为HYS(高屈服强度)钢，该HYS钢为屈服强度在315MPa和700MPa之间的微合金化钢。它们不能通过热轧至小于1.8mm的厚度获得，因为元素如铌的添加提高了热硬度并限制了轧制压缩能力。
第三族超高强度钢为多相钢，其结构包括各种比例的铁素体和/或贝氏体和/或马氏体，但不能通过热轧得到小于1.5mm的厚度，因为附加元素如锰、铬和钼的添加提高了热硬度并限制了轧制压缩能力，即使元素的选择对于这些等级最优以达到最小的可能厚度也是如此。
此外，已知的是，冷轧薄板可以通过其后将进行热循环的压缩比大于60％的冷轧道次获得比通过简单的热轧得到的带材更薄的带材。然而，该方法不能得到高强度值，因为它需要在冷轧之后通过热处理使结构再结晶。因此，得到的机械性能在抗拉强度和屈服强度方面同时减小100MPa以上。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种用于获得钢带材的方法来克服先有技术钢的缺点，该钢带材的机械性能与热轧之后获得的机械性能类似，但厚度小于目前用先有技术钢可获得的厚度。
为此，本发明的第一目的是一种用于通过热轧之后接着冷轧而制造高强度薄钢板的方法，该高强度薄钢板具有450MPa或更高的抗拉强度Rm，该方法包括以下步骤-热轧高强度钢，以便得到热轧薄板；然后-以10％和20％之间的压缩比冷轧所述热轧薄板；并且然后-使如此轧制的所述薄板在低于Ac3的温度下经受消除应力退火热处理(恢复热处理)。
在一优选实施例中，高强度钢是选自具有铁素体-贝氏体结构的锰合金钢、多相钢和微合金HYS钢。
在另一优选实施例中，高强度钢具有600MPa或更高，优选地800MPa或更高的抗拉强度Rm。
在另一优选实施例中，消除应力退火热处理为在低于Ac1的温度下进行的退火。
在另一优选实施例中，消除应力退火热处理为在高于Ac1但低于Ac3的温度下进行的退火。
在另一优选实施例中，在所述消除应力退火热处理之后，通过使带材穿过液体金属池，例如包含锌或锌合金的池而涂敷该带材。
本发明的第二目的是一种可以通过根据本发明的方法获得的冷轧高强度薄钢板，该薄钢板具有450MPa或更高的抗拉强度Rm，和1.5mm或更小、优选地1.4mm或更小以及优选得多的1.3mm或更小的厚度。
按照本发明所述的薄板反还可以单独地或者组合地具有下列特点-高强度钢选自具有铁素体-贝氏体结构的锰合金钢、多相钢和微合金HYS钢；-薄板的钢具有600MPa或更高，优选地800MPa或更高的抗拉强度Rm；-薄板包括金属涂层；和-薄板是镀锌的。
根据本发明的方法是首先热轧高强度钢以获得厚度通常等于2.5mm或更小的热轧带材。该轧制的目的是为了得到均匀的结构。
然后该方法是以10％和20％之间的压缩比冷轧热轧带材。以低压缩比进行该轧制，以免过度地和不可逆地改变基底金属的性能。特别地，不希望得到在热处理之后再结晶的结构。该压缩比可以在常规再轧线上得到，并具有在单轧制道次中进行的优点，同时节约了生产时间。它也可以通过镀锌线入口处的机座上的轧制道次进行，因而可以在单线上进行压缩和随后的消除应力退火热处理。应该注意的是，因为希望得到在退火热处理之后再结晶的结构-太低的压缩比不允许这种情况发生，所以不会用这样低的压缩比轧制普通冷轧钢。
在冷轧之后，带材在低于Ac3的温度下经受消除应力退火热处理。
消除应力退火热处理可以包括在速率V1下的第一快速加热阶段和接着的在速率V2下的第二较慢加热阶段，直到达到预期的均热温度。
该均热温度取决于处理的钢的性质。
在该均热之后，以冷却速率V3将带材冷却至室温。也可以将带材冷却至接近液体金属池如锌池的温度，并在以冷却速率V4将带材冷却至室温之前将该带材浸入该池中。
该循环的各种参数限定成允许结构恢复，也就是说允许冷轧期间产生的位错重新排列，以获得晶粒亚晶界。
由于冷轧期间的低压缩比和热处理参数，钢不经受再结晶。
因此，对于多相钢型的超高强度钢来说，速率V1在10℃/S和40℃/S之间，V2在5℃/S和25℃/S之间，均热温度在650℃和750℃/S之间，而均热时间在10秒和30秒之间。冷却速率V3在10℃/S和60℃/S之间，并且使带材在浸入镀锌池之前冷却至约470℃，然后以10℃/S和20℃/S之间的速率V4冷却。
具体实施例方式
现在将通过非限制性示例说明本发明。
所用的缩略词Rm抗拉强度，以MPa计；Re屈服强度，以MPa计；A延伸率，以％计；t厚度。
试验1将其成分在下面的表1中列出的某一等级的多相钢铸成板坯形式，该板坯被热轧至其厚度达到1.6mm。随后以10％的压缩比冷轧该热轧薄板，然后使3个样品A、B和C经受下面将要说明的消除应力退火热处理，其具体条件在表2中列出。
这种处理包括在38℃/S的速率V1下的第一加热阶段，直到达到在500℃和700℃之间变化的预热温度；和在10℃/S的速率V2下的第二加热阶段，直到达到在650℃和750℃之间变化的均热温度。在该温度下加热20秒。
随后将薄板在20℃/S的速率V3下冷却至470℃，然后通过使它经过液体锌池而进行镀锌。最后，将薄板在15℃/S的速率V4下冷却降至室温。
然后测定样品A、B和C的机械性能(这些在表2中示出)，同时也测定样D和样品E的机械性能，样品D由同一板坯产生，然后进行热轧但不进行冷轧，而样品E由同一板坯产生，经过热轧，然后以10％的压缩比进行冷轧，但是不经受消除应力退火热处理表1
成分的其余部分包括铁和熔炼产生的不可避免的杂质。
表2
这表明，10％的压缩导致显著的机械性能提高和延伸率下降。热处理不允许结构恢复，因此可以获得与基底金属相当的机械性能，但厚度更小。
还应该注意的是，也许由于薄板是在高于升高至740℃的温度Ac1的温度下通过，试验C产生尤其良好的结果。这样进入奥氏体-铁素体区域允许屈服强度降低到与基底金属类似的水平。
试验2再取其成分与试验1的多相钢的成分相同的某一等级的多相钢，将该多相钢铸成板坯形式，热轧该板坯至厚度为1.6mm。随后以20％的压缩比冷轧该热轧薄板，然后使两个样品F和G经受与试验1类似的消除应力退火热处理，其具体条件在表3中示出。
然后测定样品F和G的机械性能(这些在表3中示出)，同时也测定样H和样品I的机械性能，样品H由同一板坯产生，然后进行热轧但不进行冷轧，而样品I由同一板坯产生，经过热轧，然后以20％的压缩比进行冷轧，但是不经受消除应力退火热处理。
表3
这表明，其后将进行消除应力退火热处理的20％的压缩可以获得比基底金属的机械性能更高的机械性能。
根据本发明的方法有许多优点，尤其是在粗糙度方面的表面外观改善，和相对于热轧薄钢板的尺寸公差的改善。
权利要求
1.一种用于通过热轧之后接着冷轧而制造一种高强度薄钢板的方法，该高强度薄钢板具有450MPa或更高的抗拉强度Rm，该方法包括以下步骤-热轧高强度钢，以获得热轧薄板；然后-以10％和20％之间的压缩比冷轧所述热轧薄板；并且然后-使如此轧制的所述薄板在低于Ac3的温度下经受消除应力退火热处理。
2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高强度钢选自具有铁素体-贝氏体结构的锰合金钢、多相钢和微合金HYS钢。
3.一种如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高强度钢具有600MPa或更高的抗拉强度Rm。
4.一种如权利要求3所述的方法，其特征还在于，所述高强度钢具有800MPa或更高的抗拉强度Rm。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述消除应力退火热处理为在低于Ac1的温度下进行的退火。
6.一种如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述消除应力退火热处理为在高于Ac1的温度下进行的退火。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述消除应力退火热处理之后，通过使所述薄板穿过液体金属池而涂敷该薄板。
8.一种如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述液体金属池包含锌或锌合金。
9.一种可以通过如权利要求1-8中任一项所述的方法获得的冷轧高强度薄钢板，该薄钢板具有450MPa或更高的抗拉强度Rm和1.5mm或更小的厚度。
10.一种如权利要求9所述的薄钢板，其特征在于，所述高强度钢选自具有铁素体-贝氏体结构的锰合金钢、多相钢和微合金HYS钢。
11.一种如权利要求9或10所述的薄钢板，其特征在于，所述钢具有600MPa或更高的抗拉强度Rm。
12.一种如权利要求11所述的薄钢板，其特征在于，所述钢具有800MPa或更高的抗拉强度Rm。
13.一种如权利要求9-12中任一项所述的薄钢板，其特征在于，它包括金属涂层。
14.一种如权利要求13所述的薄钢板，其特征在于，它是镀锌的。
全文摘要
本发明涉及一种生产高强度薄钢板的方法，该高强度薄钢板被热轧以及接着被冷轧，并具有大于或等于450MPa的抗拉强度Rm。本发明方法包括下列步骤热轧高强度钢以便产生热轧钢板；以10％和20％之间的压缩比冷轧所述热轧钢板；并且最后，使所轧制的钢板在低于Ac3的温度下经受部分退火热处理。本发明还涉及如此获得的钢板。
文档编号C21D8/04GK1742103SQ200480002542
公开日2006年3月1日 申请日期2004年1月22日 优先权日2003年1月28日
发明者X·巴诺, J·科奎雷 申请人:于西纳公司