产生薄膜形状的Si氧化物和Mn 氧化物,在进行热涂镀过程中,由于润湿性下降而产生未涂镀和涂镀剥离的现象,因此不优 选。但是,当Si添加量为3%以上时,高锰钢的延性急剧下降,因此将Si添加量的上限限制 在3%以下。并且,当Si添加量低于0. 1 %时,强度提高效果不明显,因此将Si添加量的下 限限制在0. 1 %以上。
[0031]Al:0.01 ~8%
[0032] 铝(A1)通常作为脱氧剂来添加,在本发明的高锰钢中,添加A1是为防止延迟断 裂(delayedfracture)。A1是稳定铁素体相的成分,而且在钢的滑动面上增加堆垛层错 能(stackingfaultenergy),抑制e(艾普西隆)-马氏体相的生成,从而提高延展性,提 高耐延迟断裂性能。不仅如此,即使Mn的添加量低的情况下,A1也能够抑制e(艾普西 隆)_马氏体相的产生,因此起到使Mn的添加量最少的作用。为在高锰钢中发挥这样的效 果,A1优选添加1 %以上。然而,当A1添加量超过8%时,抑制双晶的产生,从而降低延展 性,不仅在连续铸造时使铸造性能变差,而且由于A1是易氧化的元素,因此在热涂镀之前 进行的退火过程中发生表面氧化,妨碍与热锌之间的润湿性,因此将A1添加量的上限限制 在8%以下。
[0033] Cr:0.1~2%
[0034] 同Si-样,所述铬(Cr)在大气中形成钝化膜,具有防腐蚀的效果,在进行高温热 轧时,防止钢中的碳发生脱碳,并且在钢板的表面抑制a'-马氏体相的生成,从而提高钢 的成型性。因此,所述Cr优选添加0.1 %以上。但是,当作为铁素体稳定化的元素的Cr的 添加量超过2%时,反而会促进a 马氏体相的生成,从而降低钢的延展性。并且,从涂镀 的方面来说,添加Cr会在表面下方产生Cr氧化物,防止涂镀性差的Mn、Si及A1的表面凝 聚和氧化,从而能够改善涂镀性,但是当Cr添加量过高时,形成以Cr氧化物为主体的较厚 的复合氧化物,妨碍与热锌之间的润湿性,产生未涂镀或者涂镀剥离的现象,因此将Cr添 加量的上限限制在2%。
[0035] Ti:0. 01~0. 2%
[0036] 所述钛(Ti)固溶于柱状晶界,提高A1凝聚的低熔点化合物的熔化温度,在1300°C 以下阻止液态膜的形成,并且与氮的亲和力高,用作导致柱状晶界脆化的粗大的氮化铝 (A1N)析出核,从而强化柱状晶界。然而,当Ti的添加量低于0. 01 %时没有效果,超过0. 2 % 时过量的Ti偏析在晶界,导致产生晶界脆化,因此所述Ti的含量优选为0. 01~0. 2%。
[0037]B:0? 0005~0? 01%
[0038] 所述硼(B)在1000°C以上固溶于柱状晶界,抑制空孔的产生和移动,从而强化柱 状晶界。然而,当所述硼的添加量低于0. 0005%时没有效果,超过0. 01%时,会产生大量的 碳化物和氮化物,其用作氮化铝析出核,助长粗大的氮化铝的析出,从而使晶界脆化。并且, 从涂镀性方面来说,当硼的添加量为〇. 01%以上时,在涂镀之前进行的退火工序中,因晶界 凝聚和氧化而形成硼氧化物,从而产生未涂镀的现象,因此将硼的添加量限制在〇. 0005~ 0? 01%〇
[0039] Ni:0. 01~2%
[0040] 所述镍(Ni),其材质为提高奥氏体相的稳定度,从而抑制破坏成型性的a马 氏体相的生成。因此,在常温下也具有奥氏体相的高锰钢中,促进双晶的形成,加工时起到 提高强度和延展性的作用。并且,从涂镀性方面来说,由于Ni是稀有元素,因此在高温下Ni 自身不会发生氧化,而是析出在表面上,从而抑制基础铁中的Al、Mn、Si等易氧化的元素的 表面扩散,因此不仅减小表面氧化物的厚度,而且带来组分的变化,从而表现与热锌之间的 优异的润湿性。为实现这样的效果,Ni添加量至少为0. 01 %以上,但是当Ni的添加量增加 时,沿着晶界发生急剧的内部氧化,由此进行热轧时有可能产生断裂,而且成本也上升,因 此将Ni添加量的上限限制在2%。
[0041] Sn:0.06~0.2%
[0042] 所述锡(Sn)是稀有元素,在高温下Sn自身不会形成氧化膜,因此在热涂镀之前进 行退化处理时,析出在材料表面,从而抑制Al、Si、Mn等亲氧化性元素扩散至表面而形成氧 化物,具有改善涂镀性的效果。然而,当Sn的添加量为0. 06%以下时,效果不明显,随着添 加量的增加,虽然能够抑制选择氧化物的形成,但是当添加量为0.2%以上时,产生赤热脆 性,妨碍热轧加工性,因此将Sn的添加量的上限限制在0. 2 %以下。
[0043] 准备具有如上所述的合金成分和组分范围的热轧钢板,然后通过对所述热轧钢板 进行冷轧来得到冷轧钢板。在将所述热轧钢板进行冷轧之前,为去除所述热轧钢板表面的 杂质或氧化铁皮等,优选进行进一步的酸洗工序。进行所述冷轧时,压下率的范围优选为 30~60%。根据本发明的发明人的研宄结果,发现在不同的压下率下对含有大量的锰以 及铝和硅的高锰钢热轧钢板进行冷轧时,材料随冷轧压下率发生变化。然而,本发明的高 锰钢加工硬化率大,因此可适用的冷轧压下率的上限约为60%左右,而且此时的总延伸率 为7%以上,因此在没有进一步的合金元素的热处理的情况下,能够确保滚压成型加工所需 的材质。另一方面,在本发明中,为满足在汽车构件滚压成型加工所需的1200MPa以上的抗 张强度和7%以上的延伸率,至少具有30%以上的压下率。因此,进行所述冷轧时,压下率 的范围优选为30~60%。为确保更加优异的加工性,所述压下率的范围更加优选为30~ 45 %,再更加优选为30~37 %。
[0044] 之后,将通过所述冷轧后得到的冷轧钢板,在-30~-80°C的露点温度为,450~ 650°C的温度条件下进行加热。进行所述加热时,如果露点温度超过_30°C,实际会形成氧化 性氛围,从而形成内部氧化物的同时形成厚的表面氧化物,因此产生未涂镀和涂镀剥离的 现象。相反,如果露点温度为_30°C以下,会形成还原氛围,从而防止Mn、Al、Si等合金元素 的表面扩散和氧化。尤其是,当高锰钢的露点温度越低时,越能够防止Mn的表面凝聚,因此 露点温度越低越好,但是为了将露点温度保持在低于_80°C的温度,需要去除气体的氧气和 水分,这需要很多净化装置,因此不优选。因此,露点温度的范围优选为-30~_80°C。
[0045]另一方面,将高强度高锰钢用作涂镀材料进行热镀锌时,在一般的涂镀条件下,在 涂镀之前需进行750°C以上的高温退火处理,由此因Mn、Al、Si等合金元素的表面凝聚和氧 化,形成厚的表面氧化物,从而在进行涂镀时与热锌之间的润湿性下降,导致产生未涂镀和 涂镀剥离的现象。然而,根据本发明的发明人的研宄发现,将超高强度高锰钢,如一般的退 火工序一样,在高温下进行热处理时,反而会产生未涂镀和涂镀剥离的现象,而在低温下进 行加热时能够解决上述的未涂镀和涂镀剥离的问题。更为具体地,当加热温度超过650°C 时,合金元素的表面凝聚增加,在表面上形成薄膜形状的厚的氧化膜,从而产生未涂镀和涂 镀剥离的现象,而且抗张强度和屈服强度也降至很低,失去超高强度钢的材质特性,相反, 在650°C以下的温度下进行热处理时,易氧化的合金元素的表面凝聚减少,表面氧化物的形 状为不连续的粒子状,而且厚度也薄,10Um以下,因此在进行涂镀时不会产生未涂镀和涂 镀剥离的现象,能够确保1200MPa的抗张强度和7%以上的延伸率,从而具有优异的材质特 性。如上所述,本发明的加热温度的范围低于一般的退火温度,而且温度越低时效果越好。 只是,当加热温度低于450°C时,表面氧化物非常薄,且呈粒子形状,因此可预想到其具有优 异的涂镀性,但是由于钢板的温度(钢板引入温度)低于涂镀液的温度,因此与热锌之间的 润湿性和反应下降,从而具有产生未涂镀或者因表面抑制层(inhibitionlayer)的形成很 微弱而产生涂镀剥离的缺点。因此,加热温度的范围优选为450~650°C。为提高钢板的强 度和涂镀性,所述加热温度的范围更加优选为450~600°C,再更加优选为450~550°C。
[0046] 之后,将所述加热的钢板冷却至450~500°C或保持所述温度。所述冷却或保持 工序是用于提高所述钢板的涂镀润湿性的工序,在引入涂镀液之前如果钢板的温度低于 450°C,则由于钢板温度低于涂镀液而与热锌之间的润湿性和反应下降,有可能产生未涂 镀,或者因表面抑制层(inhibitionlayer)的形成微弱而有可能产生涂镀剥离。相反,如 果钢板的温度超过500°C,则从基础铁熔析余量的Fe,与涂镀液的Zn或A1产生反应,从而 产生Fe_Zn底澄(bottom