專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于通過(guò)冷壓和剪切獲得成品工件的熱軋微合金化鋼帶材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及低碳微合金化鋼帶材，所述帶材顯示出如下特性在生產(chǎn)沖壓或切割的成品工件中能夠取代冷軋帶材，所述冷軋帶材至今仍用于獲得具有降低的重量和良好機(jī)械強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：例如從JP2003253381、WO03/087"4、US6.488.790可知曉用于生產(chǎn)熱軋微合金化帶材的方法。所述微合金化或HSLA"高強(qiáng)度低合金"鋼得名的原因是包含少量的鈮、釩、鈦和硼的添加，它們幾乎不超過(guò)總量的0.2%。這些元素并不是作為合金添加劑進(jìn)入鐵的晶格，它們的作用是與基體中的碳和氮結(jié)合并因此形成細(xì)分散的碳化物、氮化物和碳氮化物。這些化合物促進(jìn)晶粒細(xì)化，并利用它們?cè)阼F素體晶粒中的析出使得基體硬化。還已知，這些鋼特別用于如下應(yīng)用希望降低將要獲得的結(jié)構(gòu)的重量，而不負(fù)面地影響其機(jī)械強(qiáng)度。它們的特別特征是顯示出接近破壞載荷值的屈服點(diǎn)值，這兩個(gè)值之間的比值高于70%。因此，有可能通過(guò)降低應(yīng)力抵抗截面荻得這些結(jié)果，同時(shí)與此相反，因屈服和破壞載荷的接近，材料可具有高彈性，當(dāng)承受強(qiáng)的彈性回復(fù)時(shí)引起成品工件在受壓時(shí)呈現(xiàn)不期望的外形。因此，用途限于不需要成品工件具有過(guò)嚴(yán)公差的情況。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供具有>0.7mm厚度的熱軋、微合金化低碳鋼的帶材，該帶材特別在酸洗和表皮光軋時(shí)，顯示出與生產(chǎn)沖壓或剪切的成品工件的冷軋帶材基本相同的冶金學(xué)和幾何特性，以及涉及平面性和可變形性，例如有待用作該冷軋帶材的有效的替代品。依據(jù)本發(fā)明的帶材優(yōu)選地(而不專(zhuān)門(mén)地)通過(guò)薄板坯型的生產(chǎn)線內(nèi)設(shè)備制成，如本申請(qǐng)人的WO2004/026497所公開(kāi)的，其示意顯示在圖1中，且如權(quán)利要求1所述其特征在于整個(gè)組織中百分?jǐn)?shù)>90%的晶粒具有優(yōu)于ASTME112標(biāo)準(zhǔn)10級(jí)的細(xì)度，屈服點(diǎn)和破壞載荷之比>70%。將由下面參照附圖的描述而更加清楚依據(jù)本發(fā)明的微合金化鋼帶材的目的、優(yōu)勢(shì)和特征，其中圖1示意顯示了薄板坯鑄造和生產(chǎn)線內(nèi)軋制設(shè)備，該設(shè)備特別適宜于生產(chǎn)依據(jù)本發(fā)明的微合金化鋼帶材；圖2顯示了在一些依據(jù)本發(fā)明的帶材巻中分別在每個(gè)帶材巻的頭部、中間和尾部統(tǒng)計(jì)地檢測(cè)到的特定尺寸鐵素體晶粒存在的頻率的點(diǎn)線圖；圖3顯示了依據(jù)本發(fā)明鋼的應(yīng)變極限趨勢(shì)的圖解，具有355N/mm2的保證屈服栽荷。具體實(shí)施方式如上所述，依據(jù)本發(fā)明的微合金化鋼帶材優(yōu)選地(而不專(zhuān)門(mén)地)在如圖1示意顯示的薄板坯設(shè)備中生產(chǎn)，其中特別參考作為國(guó)際公開(kāi)W02004/026497目的的設(shè)備?？捎^察到下述工作步驟，鑄造步驟的下游a)液芯壓下；b)直接鄰接連續(xù)鑄造的粗加工步驟；c)在感應(yīng)爐中加熱；e)精軋；f)坯體受控冷卻；g)在軸上巻繞。這樣的設(shè)備可以在終軋前的步驟中保持預(yù)帶材(d)的溫度高于900°C。高于上述900'C的預(yù)帶材軋制允許通過(guò)充分利用它們的如下作用將大部分微合金化添加劑保持溶于Y鐵(奧氏體相)中在終軋后的冷卻步驟期間限制奧氏體晶粒長(zhǎng)大和增強(qiáng)鐵素體相中的析出硬化。應(yīng)注意，這些方面在傳統(tǒng)工藝中通常被忽視，其中來(lái)自連續(xù)鑄造的板坯被冷卻并隨后為終禮而加熱。因此，微合金化添加劑的作用顯著降低，因?yàn)樵诶鋮s時(shí)，這些析出物粗大且不受控，因此降低了微細(xì)且擴(kuò)散的析出物的期望作用。這種條件即使在隨后的板坯加熱的過(guò)程中也不會(huì)恢復(fù)，除非達(dá)到高的增溶溫度(高于1200°C)，然而這也會(huì)導(dǎo)致其它負(fù)面結(jié)果，如晶粒生長(zhǎng)和帶材的表面脫碳并因此使它們的性質(zhì)惡化。結(jié)果，HSLA的生產(chǎn)，尤其是〈2mm的厚度的HSLA的生產(chǎn)，利用傳統(tǒng)的系統(tǒng)只能通過(guò)更復(fù)雜和麻煩的工藝循環(huán)來(lái)進(jìn)行，因?yàn)樵跓彳埡?，必須冷軋帶材，以及在具有受控冷卻的退火線中處理。依據(jù)本發(fā)明的微合金化鋼帶材顯示出等于或高于70%的屈服和破壞栽荷之比，以及在冷條件下良好的成型和切割能力。這些特性是因?yàn)橛欣娘@微組織狀態(tài)使得該產(chǎn)品能夠允許成為同等厚度冷軋微合金化鋼帶材的有效替代，較少添加微合金化和合金化元素，如鈮、釩、鈦、錳和鉻(如表l所示)，獲得了其它優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試顯示，本發(fā)明的帶材的特征在于，在整個(gè)組織中高于90%的百分比下具有優(yōu)于ASTME112標(biāo)準(zhǔn)10級(jí)的細(xì)晶粒組織，如可從圖2中的曲線得到，清楚地顯示了大部分晶粒(特別是在帶材的頭部)，具有與ASTME112標(biāo)準(zhǔn)10級(jí)相應(yīng)或更低(因此具有更好的細(xì)度)的尺寸。晶粒細(xì)度和均勻性的這些特性使這種熱軋帶材特別抵抗疲勞測(cè)試。如從圖3可見(jiàn)，顯示了在依據(jù)本發(fā)明的帶材中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，應(yīng)變抗力高于用傳統(tǒng)工藝所得產(chǎn)品的應(yīng)變抗力，并且與同級(jí)冷軋帶材的應(yīng)變抗力相當(dāng)。應(yīng)注意，這既發(fā)生于"最終應(yīng)變"范圍，即對(duì)于載荷極限值，在該值下當(dāng)工件經(jīng)受低于107的N次循環(huán)時(shí)發(fā)生破壞，又發(fā)生于"不確定應(yīng)變"范圍內(nèi)，即由實(shí)驗(yàn)測(cè)試確定的極限載荷，在該極限栽荷下，即使工件承受的應(yīng)變循環(huán)次數(shù)高于傳統(tǒng)用于鋼的次數(shù)(即N=107)工件也不會(huì)破壞。特別地，發(fā)現(xiàn)對(duì)于S355MC鋼在N-10'循環(huán)(對(duì)應(yīng)于357N/mm2)檢測(cè)到的應(yīng)變抗力更優(yōu)，具有5-10%的余量(margin)，與50%的無(wú)破壞幾率一致。另外，在平面彎曲產(chǎn)生的應(yīng)變下破壞點(diǎn)((7w)和屈服點(diǎn)之間的比值c7Fp/Rp。.2接近1，且等于0.96，因此經(jīng)常高于與對(duì)比熱軋材料基準(zhǔn)相關(guān)的比值(在O.88和0.90之間)，實(shí)際對(duì)應(yīng)于對(duì)同級(jí)冷軋帶材檢測(cè)到的相同比值的值。這些帶材的特別細(xì)的顯微組織使得這些帶材適宜于最終切割和通過(guò)沖孔在其中形成孔，以及冷成型復(fù)雜形狀，特別是對(duì)于具有最低保證屈服載荷(在275和700N/imi^之間)的高強(qiáng)度鋼，以等于厚度的彎曲半徑折疊180°。具有復(fù)雜形狀工件的冷成型因帶材的恒定剖面和其偏差低于0.05miii的平行度而更加容易。不同的鋼等級(jí)具有包含在下表1中所列極限內(nèi)的化學(xué)分析結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從上表可以推出，微合金化元素(V、Ti和Nb)的總量不超過(guò)0.2%。權(quán)利要求1.熱軋、微合金化的低碳鋼帶材，具有≥0.7mm的厚度和細(xì)晶粒顯微組織，在精軋的上游，將所述鋼帶材的預(yù)帶材保持在≥900℃的溫度，特別適宜于通過(guò)冷壓和切割獲得成品工件，其具有275和700N/mm2之間的屈服載荷，其特征在于，至少90％的晶粒具有優(yōu)于ASTME112標(biāo)準(zhǔn)10級(jí)的細(xì)度，應(yīng)變下的破壞極限和屈服載荷的比值σFP/Rp0.2≥90％，以及屈服載荷和破壞載荷之間的比值≥70％，只有在進(jìn)行酸洗和表皮光軋時(shí)，這些冶金學(xué)和幾何學(xué)特性基本與冷軋帶材的特性相同。2.依據(jù)權(quán)利要求1的熱軋、微合金化鋼帶材，其特征在于厚度的z^差《0.05mm。3.依據(jù)權(quán)利要求1的熱軋鋼帶材，其特征在于在不確定和最終應(yīng)變時(shí)都具有較高的應(yīng)變抗力。4.依據(jù)權(quán)利要求1的鋼帶材，其特征在于不包含硼添加劑作為微合金化元素。5.依據(jù)權(quán)利要求4的鋼帶材，其特征在于微合金化元素如V、Ti和Nb的總含量不超過(guò)0.2%。全文摘要通過(guò)在決不低于900℃的預(yù)帶材溫度下熱軋獲得微合金化的低碳鋼帶材，所述鋼帶材顯示出這樣的冶金學(xué)和幾何學(xué)特性，以及涉及平面度和可變形性，使得該帶材適宜于獲得具有低重量且良好機(jī)械抗力的結(jié)構(gòu)，因此能用于替代冷軋帶材來(lái)生產(chǎn)成品的沖壓或切割的工件。具有＞0.7mm厚度的所述鋼帶材，具有＞70％的屈服載荷/破壞載荷比，在整個(gè)組織高于90％的比例中具有優(yōu)于ASTME112標(biāo)準(zhǔn)10級(jí)的細(xì)晶粒組織，及應(yīng)變下的破壞極限與屈服點(diǎn)之比σ<sub>FP</sub>/R<sub>p0，2</sub>＞90％。文檔編號(hào)C21D8/02GK101336303SQ200680051826公開(kāi)日2008年12月31日申請(qǐng)日期2006年1月26日優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日發(fā)明者喬瓦尼·阿爾維迪申請(qǐng)人:喬瓦尼·阿爾維迪