CN101326299A - 具有优异成形性和涂覆特性的高强度冷轧钢板，由其制成的锌基金属镀钢板及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及主要用作车体的结构组件和加固件的高强度冷轧钢板和高强度涂锌钢板，这些钢板具有优异的成形性和涂覆特性。这些钢板包含：0.01－0.2重量％的碳(C)、0.01－2重量％的硅(Si)、0.5－4.0重量％的锰(Mn)、小于0.1重量％的磷(P)、小于0.03重量％的硫(S)、小于1.0重量％的可溶性铝(Sol.Al)、0.001－0.1重量％的氮(N)、0.005－1.0重量％的锑(Sb)、以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质。本发明还涉及涂锌钢板，以及这些钢板的制造方法。根据本发明可得到优秀的涂覆性质，且抗张强度大于490MPa。另一方面，确保其成形性，其TS*El平衡大于15,000。再者，可得到BH值大于80MPa的优秀的烘烤硬化特性。

Description

具有优异成形性和涂覆特性的高强度冷轧钢板，由其制成的锌基金属镀钢板及制造方法
技术领域
本发明涉及主要用作车体的结构组件和加固件的钢板，由其制成的锌基金属镀钢板(涂锌的钢板)及其制造方法。更具体地说，本发明涉及抗张强度大于490MPa、具有优异的涂覆特性的高强度冷轧钢板，由其制成的锌基金属镀钢板(涂锌的钢板)及其制造方法。
背景技术
最近，随着机动车乘客安全性法规的强化和扩展，积极地进行了大量研究和学习以实现车体重量的减轻和车体加固，从而改善车体的耐冲击性。为迎合这一趋势，积极采用了抗张强度大于490MPa的高抗张强度钢板以同时实现车体重量的减轻和车体加固。
此外，因为大多数汽车钢板通过推压精加工(press finishing)来成形，它们需要具有优异的推压成形性。也非常需要高延展性来确保优异的推压成形性。也就是说，汽车钢板是高抗张强度钢板，对于汽车钢板需要考虑的最重要的问题是高延展性。
汽车钢板的加固造成钢板成形性和涂覆特性的严重损害，因此在实际应用中受到很多困难的限制。
另外，汽车钢板还需要很高的抗腐蚀性，因此，传统上将具有优异抗腐蚀性的热浸镀锌钢板用作汽车钢板。就是说，因为通过连续的热浸镀锌生产线(其中再结晶退火和涂覆在同一生产线上进行)来生产这类钢板，因此能够以较低的生产成本来生产具有优异抗腐蚀性的此类钢板。
此外，因为合金热浸镀锌钢板除优异抗腐蚀性之外还具有优异的可焊接性和成形性，因此应用广泛，这类钢板是在热浸镀锌之后再进行热处理。
因此，为了实现车体的进一步减重和加固，本领域需要发展一种具有优异成形性、抗张强度高的冷轧钢板和通过连续的热浸镀锌生产线生产的具有优异抗腐蚀性、抗张强度高的热浸镀锌钢板。
作为与具有优异成形性、抗张强度高的热浸镀锌钢板有关的代表性传统工艺，可能会提到韩国专利公开号No.2002-0073564。该专利涉及具有软铁素体(ferrite)和硬马氏体(martensite)的组合结构的钢板，公开了生产具有改善的延长率和r值(兰克福特值)的热浸镀锌钢板。然而，因为加入了大量的硅(Si)，上述传统工艺难以确保优异的涂覆特性，并且因为加入了大量的钛(Ti)和钼(Mo)该工艺还存在与生产成本提高相关的一些问题。
此外，还未接受审查的日本专利公开号2004-292891公开了一种生产高抗张强度钢板的方法。该传统工艺涉及由含有铁素体作为初相、剩余的奥氏体(austenite)作为第二相、贝氏体(bainite)和马氏体作为低温转换相的组合结构组成的钢板，并揭示了具有改善的延展性和拉伸性能(stretch flangeability)的钢板的生产方法。
然而，因为加入了大量的硅(Si)和铝(Al)，这种传统工艺难以实现所希望的涂覆质量，并且在钢板生产和连续铸造过程中也难以确保所需的表面质量。
此外，为了获得高强度，钢板的冷却需要以大于100℃/秒的速率进行，因此在冷却锅中钢板有发生部分变形的风险，从而使该工艺难以确保钢板的平坦度。
此外，作为缓解高抗张强度钢板的涂覆特性问题的传统工艺，可提到未审查的日本专利公开号2002-088447，其涉及由包括铁素体作为初相的组合结构组成的钢板，公开了获得良好的可使用性和涂覆特性的方法。然而，为了获得良好的可使用性，在涂覆之前有一个或多个热处理程序，造成该专利工艺的生产成本高而在实际应用中有很多困难。
发明内容
技术问题
因此，鉴于以上问题进行了本发明，通过在钢材中加入锑(Sb)，本发明提供了能够实现优异的涂覆特性和大于490MPa的高抗张强度的优点。此外，本发明提供确保钢板具有所需成形性这一优点。此外，本发明提供确保钢板涂覆后的烘烤硬化特性(bake hardenability)这一优点。
技术方案
根据本发明一个方面，通过提供一种冷轧钢板可实现上述及其它目的，所述钢板包含：0.01-0.2重量％的碳(C)、0.01-2.0重量％的硅(Si)、0.5-4.0重量％的锰(Mn)、小于0.1重量％的磷(P)、小于0.03重量％的硫(S)、小于1.0重量％的可溶性铝(Sol.Al)、0.001-0.1重量％的氮(N)、0.005-1.0重量％的锑(Sb)，以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质。
在本发明一种实施方式中，所述冷轧钢板可满足以下关于Si、Al和N的不等式：(Si/28+Al/27)/(N/14)≥10。这种情况下，冷轧钢板中可溶性铝(Sol.Al)和氮(N)的含量分别优选在0.01-1.0％和0.001-0.03％范围内。
在本发明一种实施方式中，所述冷轧钢板可满足以下关于N、Al、Ti、Nb、V和B的不等式：N*＝(N/14)/(Al/27+Ti/48+Nb/93+V/51+B/11)≥0.2。这种情况下，冷轧钢板中可溶性铝(Sol.Al)和氮(N)的含量分别优选在小于0.2％和0.01-0.1％范围内。
在本发明一种实施方式中，所述冷轧钢板还可包含至少一种选自下组的物质：
a)0.001-0.1％的钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)中的至少一种；
b)0.01-2.0％的铬(Cr)和0.001-1.0％的钼(Mo)；和
c)小于0.01％的硼(B)。
在本发明一种实施方式中，冷轧钢板的钢结构可具有铁素体作为初相和2-70％的马氏体部分作为第二相。
在本发明一种实施方式中，涂锌钢板包括上述冷轧钢板作为钢基板，且在钢基板的顶面和底面中的至少一个表面具有锌涂层。
涂锌钢板可具有至少一个锌涂层和合金热浸锌涂层，但不限于此。
在本发明一种实施方式中，提供一种生产冷轧钢板的方法，包括：将满足本发明钢材组成的厚钢板(steel slab)在1100℃-1300℃再加热(re-heat)；在Ar3转变点至1000℃范围内将所述厚钢板进行热精轧(hot finish rolling)；在450℃-750℃弯卷(wind)所述厚钢板；对所述厚钢板进行酸洗和冷轧；在750℃-900℃对所述钢板进行连续退火10-1000秒；以1-10℃/秒(第一次冷却)的速率使厚钢板冷却到600℃-720℃；以1-100℃/秒(第二次冷却)的速率将厚钢板冷却到100℃-400℃。
当需要制造涂锌钢板时，将冷轧钢板在450℃-500℃热浸镀锌少于10秒。
有益效果
根据本发明，钢板确保了大于490MPa的高抗张强度，并且还该改善了涂覆特性。另外，还确保了钢板优异的成形性。此外，增强了钢板涂覆后的烘烤硬化特性。因此，本发明的钢板可用作汽车的结构组件和加固件。。
附图简述
参考以下详细描述和附图将能够更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，附图中：
图1的图显示本发明中(Si/28+Al/27)/(N/14)和TS*E1之间的关系；
图2的图显示本发明中N*和TS*E1以及N*和BH之间的关系；和
图3的照片显示本发明中加入了Sb的表面-富集(surface-enriching)特性。
最佳实施方式
下文将更加详细地描述本发明。
本发明的发明人为了解决与加入大量的硅(Si)和锰(Mn)造成的表面缺陷有关的问题而进行了大量广泛而深入的研究和试验，结果是本发明的发明人发现，有可能通过加入适量的锑(Sb)而抑制氧化物在钢板表面的富集和粗糙化(coarsening)。也就是说，适当地加入锑(Sb)妨碍了氧化物迁移到晶界，从而显著降低了由于Si和Mn造成表面缺陷的可能性。因此，甚至在加入大量Si和Mn时也有可能确保优异的涂覆特性。
此外，当除上述涂覆特性之外还需要进一步改善成形性时，根据本发明的一种实施方式，优选控制氮(N)的含量以满足以下一个或两个不等式：
(Si/28+Al/27)/(N/14)≥10(1)
N*＝(N/14)/(Al/27+Ti/48+Nb/93+V/51+B/11)≥0.2(2)
此外，在本发明一种实施方式中，也由于钢板涂覆之后溶解氮(solute nitrogen)被固定而提高了烘烤硬化特性。
下文将描述根据本发明的钢材的组成成分。
钢材组成
碳(C)：0.01-0.2％
碳(C)是提高钢板强度和确保由铁素体和马氏体组成的组合结构的非常重要的成分。当碳含量低于0.01％时，不可能获得本发明所需的钢材强度。另一方面，当碳含量高于0.2％，钢材韧性和可焊接性非常易于收到损害。因此，碳含量优选限于0.01-0.2％范围内。
硅(Si)：0.01-2.0％
硅(Si)是能够确保钢板所需强度同时不损害钢板延展性的有用元素。此外，硅是通过促进铁素体的形成和有助于碳富集到未转变的奥氏体中而促进马氏体形成的一种元素。当硅含量低于0.01％时，难以确保上述效果。另一方面，当硅含量高于2.0％时，可能会损害表面特性和可焊接性。因此，硅含量优选限于0.01-2.0％范围内。
锰(Mn)：0.5-4.0％
锰(Mn)是一种具有显著的固溶体强化效果的元素，同时还可促进形成由铁素体和马氏体组成的组合结构的形成。当锰含量低于0.5％时，难以确保本发明所需的钢材强度。另一方面，当锰含量高于4.0％时，导致容易产生与可焊接性和热轧性能有关的问题。因此，锰含量优选限于0.5-4.0％范围内。
磷(P)：小于0.1％
磷(P)用于强化钢板，但过量的磷可损害推压成形性。因此，磷含量优选限于小于0.1％范围内。
硫(S)小于0.03％
硫(S)是钢板中存在的一种杂质元素，可能抑制钢材的延展性和可焊接性。因此，硫含量优选限于小于0.03％范围内。
可溶性铝(Sol.Al)：小于1.0％
可溶性铝(Sol.Al)是与钢板中的氧结合从而发挥抗氧化作用的一种元素，也和硅(Si)组合，通过将铁素体中的碳分配到奥氏体中而有效地改善马氏体的硬化特性。如果可溶性铝的含量超过1.0％，抗氧化效果和马氏体硬化特性的改善饱和，生产成本提高。因此，可溶性铝的含量限于小于1.0％的范围。可溶性铝的含量优选在0.01-1.0％范围内，更优选小于0.2％。
氮(N)：0.001-0.1％
氮(N)是一种可有效稳定奥氏体的组分。当氮含量低于0.001％时，难以实现这种稳定效果。另一方面，当氮含量高于0.1％时，对奥氏体的稳定化效果没有显著增加，还会出现与可焊接性和生产成本增加相关的问题。因此，氮含量限于0.001-0.1％范围内。
优选氮含量在0.01-0.1％范围内。氮与钛(Ti)、铌(Nb)及铝(Al)结合形成氮化物，从而增加钢材的抗屈强度。本发明中，添加足够量的氮以增加涂覆后钢材的抗屈强度。氮是钢材抗屈强度急剧增加的主要原因，其方式是，在涂覆前氮以溶解N形式存在于晶体颗粒(grain)中，然后在涂覆后妨碍位错运动，从而提高屈服点。如果氮含量低于0.01％，难以实现这些效果。另一方面，如果氮含量超过0.1％，抗屈强度改善效果没有明显增加，还会出现与可焊接性和生产成本增加相关的问题。
根据本发明的一种实施方式，考虑到可焊接性和生产成本，氮含量优选在0.001-0.03％范围内，即使不能通过溶解氮来确保足够的强度。
锑(Sb)：0.005-1.0％
锑(Sb)在本发明中是一种非常重要的元素，是为确保优异的涂覆特性而加入的一种必需组分。如图2所示，Sb通过抑制氧化物如MnO、SiO2和Al2O3的表面富集而减少表面缺陷，并对由于温度升高和热轧过程的变化而导致的表面富集材料的粗糙化的抑制显示出优异效果。当锑含量低于0.005％时，难以确保上述效果。另一方面，锑含量的递增不会使这些效果有进一步的显著增加，而且会带来与生产成本和可加工性下降相关的问题。因此，锑含量优选限0.005-1.0％范围内。
除上述组成组分之外，选自以下的一种或多种元素也可再加入到钢材中：钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)、和铬(Cr)、钼(Mo)和硼(B)。
选自钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)的一种或多种：0.001-0.1％。
钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)是有效增加钢板强度并实现晶粒细化的元素。当Ti、Nb和V低于0.001％时，难以实现所需效果。另一方面，当Ti、Nb和V含量超过0.1％时，可能导致生产成本的增加，并且过量的沉淀物会导致铁素体的延展性下降。因此，Ti、Nb和V的含量优选限于0.001-0.1％范围内。
铬(Cr)：0.01-2.0％
铬(Cr)是为改善钢材硬化特性并确保高强度而加入的一种组分。当铬含量低于0.01％时，难以确保这些效果。另一方面，当铬含量超过2.0％时，可能导致这些效果的饱和和延展性的损害。因此，铬含量优选限于0.01-2.0％范围内。
钼(Mo)：0.001-1.0％
钼(Mo)是为延迟奥氏体转变为珠光体并同时实现铁素体细化(refinement)和改善强度而加入的一种组分。当钼含量低于0.001％时，难以或者这些效果。另一方面，当钼含量超过1.0％时，可能导致这些效果的饱和和延展性的损害。因此，钼含量优选限于0.001-1.0％范围内。
硼(B)：小于0.01％
硼(B)是在退火过程中钢材冷却时延迟奥氏体转变为珠光体的一种组分。当硼含量超过0.01％时，由于硼在钢板表面的过量富集，可能导致涂层粘结的降解。因此，硼的含量优选限于小于0.01％范围内。
在本发明一种实施方式中，优选Si、Al和N满足不等式1：(Si/28+Al/27)/(N/14)≥10。这种情况下，钢板中可溶性铝(Sol.Al)和氮(N)的含量分别优选在0.01-1.0％和0.001-0.03％范围内。
不等式1对于本发明的成形性而言是非常重要的一个方程。如图1所示，当不等式的值小于10时，难以确保优异的TS*E1平衡。另一方面，当不等式的值为10或更高时，有可能确保大于15,000的TS*E1平衡。
就是说，适当地加入促进铁素体形成的Si和Al以积极地诱导铁素体形成，从而有助于碳富集到奥氏体中并改善硬化特性以促进马氏体转变。控制Al和N的比率以适于形成AlN沉淀物，从而防止在热轧过程中形成珠光体带，导致珠光体的细化和分散，因此实现马氏体在最终退火过程中的精细分散。所以，有可能确保钢材的高强度和高延展性。
在本发明一种实施方式中，当加入Al、Ti、Nb、V和B中的一种或多种组分时，优选满足以下不等式：N*＝(N/14)/(Al/27+Ti/48+Nb/93+V/51+B/11)≥0.2。这种情况下，钢板中可溶性铝(Sol.Al)和氮(N)的含量优选分别在小于0.2％和0.01-0.1％范围内。
N*代表氮与Al、Ti、Nb等结合形成氮化物后剩余的氮含量，在本发明中起到重要作用。如图2所示，当N*值低于0.2时，难以确保优异的TS*E1平衡和BH值。另一方面，当N*值为0.2或更高时，可能确保大于15,000的TS*E1平衡和大于80MPa的BH值。就是说，表示在形成氮化物之后剩余氮的N*与碳类似用作稳定奥氏体的元素，因此在冷轧过程中促进马氏体转变。此外，马氏体中富集的碳导致钢材强度增加。因此，在同等强度可获得改善的延长率。另外，在涂覆钢板之后，溶解氮还改善了烘烤硬化特性。
在优选实施方式中，本发明的钢材由上述组分和余量铁与不可避免的杂质组成。如果需要，也可加入其它合金元素。因此，应理解，本发明的钢材不排除加入了其它合金元素的钢材，尽管本发明实施方式中没有提及(这类钢材)。
根据本发明，提供了具有上述组成的冷轧钢板。此外，提供了在冷轧钢板的顶面和底面的至少一个表面上具有锌涂层的涂锌钢板。
下文将更详细地描述冷轧钢板的最终结构和对其进行热处理后的涂锌钢板。
在本发明一种实施方式中，具有上述组成的钢材可进行适合于冷轧钢板和热浸镀锌钢板的热处理，以控制钢材的微结构，从而赋予其所需的物理特性。本发明制造的钢板具有作为初相的铁素体和作为第二相的2-70％的马氏体部分。当马氏体部分低于2％时，难以获得本发明所需的高抗张强度。另一方面，当马氏体部分高于70％时，可导致延长率的急剧下降。因此，马氏体部分优选限于2-70％范围内。此外，本发明中，当除马氏体之外，贝氏体作为第二相的含量小于5％时，也可能确保本发明所需的物理特性。
下文将更加详细地描述具有上文具体描述的组成和结构的冷轧钢板的制造方法。
热轧
首先，如上述组成的一块厚钢板在1100℃-1300℃再加热(re-heat)，当再加热温度低于1100℃时，不能充分实现Ti和Nb的结构均一性和再分散(re-dissolution)。另一方面，当再加热温度高于1300℃时，可能导致非常易于发生钢板结构的粗糙化(coarsening)和发生与制造工艺相关的问题。因此，再加热温度优选限于1100℃-1300℃范围内。
然后，在Ar3转变点至1000℃温度范围内进行厚钢板的热精轧。当热精轧温度低于Ar3转变点时，很可能导致耐热变形性的显著增加以及与制造工艺相关的问题。另一方面，当热精轧温度高于1000℃时，有可能产生氧化物鳞状体(scales)过厚和钢板结构粗糙化的风险。因此，热精轧温度优选限于Ar3转变点至1000℃范围内的温度。
热精轧结束后，如上所述轧制的厚钢板在450℃-750℃进行弯卷。如果弯卷温度低于450℃，过量形成的马氏体或贝氏体将导致热轧钢板的强度过量增加，从而引起与生产工艺相关的问题，如因为冷轧中负荷过重而导致的不理想的性状。另一方面，当弯卷温度高于750℃时，可能导致表面严重富集例如Si、Mn和B等元素，从而降低了热浸镀锌的可湿性。因此弯卷温度优选限于450℃-750℃范围内。
如果需要，可用冷轧将热轧钢板处理成冷轧钢板。
冷轧
对如上所述进行弯卷的热轧钢板酸洗和冷轧。在本发明一种实施方式中，冷轧优选以30-80％的缩减比进行。当冷轧缩减比低于30％时，难以实现所需的钢板厚度，也难以实现钢板的形状校正(shape correction)。另一方面，当冷轧缩减比高于80％时，可能非常易于发生钢板边缘的破裂，也增加了冷轧负荷。
如果需要，如上述制造的冷轧钢板可进行退火处理。
退火
接下来，可在750℃-900℃对冷轧钢板进行连续退火10-1000秒。连续退火是为了进行再结晶，同时形成铁素体和奥氏体以及碳的分布。当连续退火温度低于750℃时，难以实现充分的再结晶和充分的奥氏体形成，因此难以获得本发明所需的钢材强度。另一方面，当连续退火温度超过900℃，可能导致产率下降和过度形成奥氏体，从而降低了延展性。所以，连续退火温度优选限于750℃-900℃范围内。
此外，当连续退火温度少于10秒时，难以形成足够量的奥氏体。另一方面，当连续退火温度长于1000秒时，可能导致产率下降和过度形成奥氏体。因此，连续退火时间优选限于10-1000秒范围内。
此后，以1-10℃/秒的速率将如上所述连续退火的钢板冷却到600℃-720℃(初次冷却)。初次冷却步骤是为了通过确保铁素体和奥氏体中的平衡碳浓度而增加钢板的延展性和强度。当初次冷却的终止温度低于600℃或高于720℃时，难以获得本发明所需的钢材延展性和强度。因此，初次冷却的终止温度优选限于600℃-720℃范围内。
此外，当初次冷却的速率低于1℃/秒时，可能在冷却过程中非常易于形成珠光体。另一方面，当初次冷却的速率高于10℃/秒时，难以获得平衡碳浓度，因此难以获得所需的钢板延展性和强度。因此，初次冷却速率优选限于1-10℃/秒范围内。
初次冷却后，以1-100C/秒的速率将钢板冷却到100-400℃(二次冷却)，然后在该温度保持10-1000秒以形成由铁素体和马氏体组成的组合结构。当二次冷却速率低于1℃/秒时，可能导致形成大量作为二次相的珠光体或贝氏体，因此难以确保所需的延展性和强度。另一方面，当二次冷却速率高于100℃/秒时，需要的设备投资过多。因此，二次冷却速率优选限于1-100℃/秒范围内。
此外，当二次冷却的终止温度低于100℃时，难以稳定地确保由铁素体和马氏体组成的组合结构。另一方面，当二次冷却终止温度高于400℃时，形成大量作为二次相的珠光体和贝氏体，因此难以确保所需的延展性和强度。因此，二次冷却的终止温度优选限于100℃-400℃范围内。
此外，当二次冷却后保持的时间短于10秒时，难以稳定地确保组合结构的钢板。另一方面，当保持时间长于1000秒时，可能导致产率下降并难以获得所需的钢材强度。因此，保持时间优选限于10-1000秒范围内。此后，使钢板冷却到室温，以生产冷轧退火的钢板。
涂覆
合适时，可对热轧钢板、冷轧钢板和退火的冷轧钢板(下文简称为“钢板”)进行涂覆。在本发明一种实施方式中，锌涂层或合金锌涂层可施加到钢板的涂层上。对涂覆方法没有特别的限制，例如，可进行热浸涂覆、电解涂覆、蒸发沉积涂覆和包层涂覆(cladding)。从产率角度考虑，优选热浸涂覆。尽管将根据最佳实施方式描述涂覆方法，但本发明不限于此。
热浸镀锌
钢板的热浸镀锌优选在450℃-500℃的涂覆温度进行少于10秒钟。当涂覆温度低于450℃时，不能充分实现锌的涂覆。另一方面，当涂覆温度高于500℃时，可能会导致锌的过度涂覆。因此，涂覆温度优选限于450-500℃范围内。
此外，当热浸镀锌时间长于10秒时，可能导致锌的过度涂覆。因此，涂覆时间优选在少于10秒钟的范围内。热浸镀锌结束时，将钢板冷却到室温。
热浸镀锌之后，可将钢板冷却到室温以生产镀锌钢板，或可对钢板进行合金涂覆处理以生产合金镀锌(alloyed galvanized)钢板。可将合金镀锌钢板在440℃-580℃进行合金化(alloying)热处理少于30秒钟。当合金化热处理温度低于440℃或高于580℃时，可能导致不稳定的合金化。另外，当合金化热处理温度超过30秒时，可能导致过度合金化。
发明实施方式
实施例
现在将参考以下实施例更详细地描述本发明。提供这些实施例只是用于解释本发明，而不应理解为限制本发明的范围和精神。
实施例1
将具有以下表1所示钢材组成的厚钢板进行真空熔炼，在加热炉中以再加热温度1150℃-1250℃加热1小时，然后进行热轧和弯卷。在850℃-950℃结束热轧。弯卷温度设为650℃。然后，将热轧钢板进行酸洗并以50-70％的冷轧缩减比进行冷轧。在表2所示条件下，将冷轧钢板进行连续退火、初次冷却和二次冷却。对于抗张强度测试，从连续退火的冷轧钢板中取出JIS 5检测条来检测其材料的质量。
此外，为了观察涂覆特性，将如上所述制造的连续退火的钢板加热到460℃，热浸镀锌5秒，500℃合金化处理10秒，然后冷却到室温，再用肉眼观察钢板是否被涂覆。
以下表3给出了本发明钢材和对比钢材的机械特性和涂覆特性。
表1
Figure A20068004634400161
Figure A20068004634400171
表2
  钢材种类   材料编号   退火温度(℃)  退火时间*(秒)   初次冷却速率(℃/秒)   初次冷却温度(℃)   二次冷却速率(℃/秒)   二次冷却温度(℃)
  发明钢材A   发明材料1   790  125   3.2   650   30   290
  发明钢材B   发明材料2   790  125   3.2   650   30   290
  发明钢材C   发明材料3   790  125   3.2   650   30   290
  发明钢材D   发明材料4   790  125   3.2   650   30   290
  发明钢材E   发明材料5   800  155   2.5   650   25   290
  发明钢材F   发明材料6   800  155   2.3   650   25   290
  发明钢材G   发明材料7   790  170   2.3   650   20   300
  发明钢材H   发明材料8   790  170   3.2   650   20   300
  发明钢材I   发明材料9   790  125   3.2   650   30   300
  发明钢材J   发明材料10   790   125   3.2   650   30   300
  对比钢材K   对比材料11   790   125   3.2   650   30   290
  对比钢材L   对比材料12   790   125   3.2   650   30   290
  对比钢材M   对比材料13   800   155   2.5   650   25   290
  对比钢材N   对比材料14   790   170   2.3   650   20   300
表3
Figure A20068004634400181
Figure A20068004634400191
如表1-3所示，满足本发明所述的钢材组成和制造方法的发明材料(1-10)显示不等式1的值大于10。即，如图1所示，发明材料可确保本发明所需的成形性，这可由不等式1的值大于10时TSxE1平衡大于15,000得到证明。此外，发明材料显示出大于490MPa的高抗张强度并如图3所示显示出加入锑(Sb)而带来的优异的涂覆特性。因此，本发明的钢材可用作具有大于490MPa的高抗张强度、高延展性和优异的涂覆特性的汽车结构组件和加固件。
另一方面，用不满足本发明组成范围的对比钢材(K-N)生产的对比材料(11-14)显示出不等式1的值小于10。即，如图1所示，对比材料不能确保本发明所需的成形性，这可由TSxE1平衡(balance)小于15,000得到证明。此外，对比钢材是不添加Sb的钢材，含有少量Si和Mn的对比钢材12显示出优异的涂覆特性，而对比材料13和14由于加入了大量的Si和Mn而显示涂覆特性较差。
实施例2
将具有如下表4所示钢材组成的厚钢板进行真空熔炼，在加热炉中以1150℃-1250℃的再加热温度加热1小时，然后热轧和弯卷。热轧在850℃-950℃终止。弯卷温度设置为650℃。然后，将热轧钢板进行酸洗并以50-70％的冷轧缩减比进行冷轧。在表5所示条件下对冷轧钢板进行连续退火、初次冷却和二次冷却。
对于抗张强度测试，从退火的冷轧钢板上取出JIS 5测试条并检验其材料的质量。另外，为了模拟涂覆在汽车部分上以后材料的质量，将2％的应变(strain)加到如上所述制备的JIS 5测试条上，然后该测试条在170℃的油中煮沸20分钟，然后进行抗张强度测试。由以下方程计算BH值：
BH＝YS(涂覆后)-强度(应用2％应变后)
此外，为了观察涂覆特性，将如上所述生产的连续退火钢板加热到460℃，热浸镀锌5秒，500℃合金化处理10秒，冷却到室温，然后用肉眼观察钢板是否被涂覆。
下表6给出了发明钢材和对比钢材的机械特性和涂覆特性。
表4
Figure A20068004634400201
Figure A20068004634400211
表5
  钢材种类   材料编号   退火温度(℃)  退火时间*(秒)   初次冷却速率(℃/秒)   初次冷却温度(℃)   二次冷却速率(℃/秒)   二次冷却温度(℃)
  发明钢材A   发明材料1   790   25   3.2   650   30   290
  发明钢材B   发明材料2   800   155   205   650   25   290
  发明钢材C   发明材料3   790   170   2.3   650   20   290
  发明钢材D   发明材料4   790   170   2.3   650   20   300
  发明钢材E   发明材料5   790   170   2.3   650   20   300
  发明钢材F   发明材料6   790   170   2.3   650   20   300
  发明钢材G   发明材料7   790   170   2.3   650   20   300
  发明钢材H   发明材料8   790   170   2.3   650   20   300
  发明钢材A   发明材料9   910   170   2.3   650   20   300
  发明钢材A   发明材料10   790   170   2.3   650   20   450
  对比钢材I   对比材料11   790   125   3.2   650   30   290
  对比钢材J   对比材料12   800   155   2.5   650   25   290
  对比钢材K   对比材料13   790   170   2.3   650   25   290
  对比钢材L   对比材料14   790   170   2.3   650   20   300
  对比钢材M   对比材料15   790   170   2.3   650   20   300
表6
Figure A20068004634400241
如表4-6所示，用满足本发明所述钢材组成的发明钢材(A-H)和本发明所述制造方法制造的发明材料(1-8)显示N*值大于0.2。即，如图2所示，发明材料可确保本发明所需的成形性和烘烤硬化特性，这一点可由N*值大于0.2时TSxE1平衡大于15,000和BH值大于80MPa得到证明。此外，发明材料显示出大于490MPa的抗张强度，如图3所示，可确保加入了锑(Sb)的具有优异涂覆特性的汽车钢板。
虽然出于阐释的目的公开了本发明优选实施方式，但本领域技术人员将理解可能有各种改动、添加或替换，而不偏离如所附权利要求书公开的本发明范围和精神。

Claims (22)

1.一种具有优异的成形性和涂覆特性的高强度冷轧钢板，包含：0.01-0.2重量％的碳(C)、0.01-2.0重量％的硅(Si)、0.5-4.0重量％的锰(Mn)、小于0.1重量％的磷(P)、小于0.03重量％的硫(S)、小于1.0重量％的可溶性铝(Sol.Al)、0.001-0.1重量％的氮(N)、0.005-1.0重量％的锑(Sb)、以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的钢板，其特征在于，Si、Al和N满足不等式(Si/28+Al/27)/(N/14)≥10。
3.如权利要求2所述的钢板，其特征在于，可溶性铝(Sol.Al)的含量在0.01-1.0％范围内，且氮(N)的含量在0.001-0.03％范围内。
4.如权利要求1所述的钢板，其特征在于，N、Al、Ti、Nb、V和B满足不等式N*＝(N/14)/(Al/27+Ti/48+Nb/93+V/51+B/11)≥0.2。
5.如权利要求4所述的钢板，其特征在于，可溶性铝(Sol.Al)的含量在小于0.2％范围内，且氮(N)的含量在0.01-0.1％范围内。
6.如权利要求1-5中任一项所述的钢板，其特征在于，它还包含至少一种选自下组的物质：
a)0.001-0.1％的钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)中的至少一种；
b)0.01-2.0％的铬(Cr)和0.001-1.0％的钼(Mo)；和
c)小于0.01％的硼(B)。
7.如权利要求1-5中任一项所述的钢板，其特征在于，所述钢板的钢结构具有作为初相的铁素体和作为第二相的2-70％的马氏体部分。
8.一种高强度的涂锌钢板，包含如权利要求1-5中任一项所述的钢板作为钢基板并在所述钢基板的顶面和底面中的至少一个表面上有锌涂层。
9.一种生产具有优异的成形性和涂覆特性的高强度冷轧钢板的方法，包括：在1100℃-1300℃再加热具有以下组成的厚钢板：0.01-0.2重量％的碳(C)、0.01-2.0重量％的硅(Si)、0.5-4.0重量％的锰(Mn)、小于0.1重量％的磷(P)、小于0.03重量％的硫(S)、小于1.0重量％的可溶性铝(Sol.Al)、0.001-0.1重量％的氮(N)、0.005-1.0重量％的锑(Sb)、以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质；在Ar3转变点至1000℃范围内的温度对所述厚钢板进行热精轧；在450℃-750℃弯卷所述厚钢板；酸洗和冷轧所述厚钢板；在750℃-900℃连续退火所述厚钢板10-1000秒；以1-10℃/秒的速率将厚钢板冷却到600℃-720℃(初次冷却)；以1-100℃/秒的速率将厚钢板冷却到100℃-400℃(二次冷却)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，Si、Al和N满足不等式(Si/28+Al/27)/(N/14)≥10。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，可溶性铝(Sol.Al)的含量在0.01-1.0％范围内，且氮(N)的含量在0.001-0.03％范围内。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，N、Al、Ti、Nb、V和B满足不等式N*＝(N/14)/(Al/27+Ti/48+Nb/93+V/51+B/11)≥0.2。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，可溶性铝(Sol.Al)的含量在小于0.2％范围内，且氮(N)的含量在0.01-0.1％范围内。
14.如权利要求9-13中任一项所述的方法，还包含至少一种选自下组的物质：
a)0.001-0.1％的钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)中的至少一种；
b)0.01-2.0％的铬(Cr)和0.001-1.0％的钼(Mo)；和
c)小于0.01％的硼(B)。
15.如权利要求9-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述钢板的钢结构具有作为初相的铁素体和作为第二相的2-70％的马氏体部分。
16.一种生产具有优异的成形性和涂覆特性的高强度涂锌钢板的方法，包括将如权利要求9-13中任一项所述方法生产的冷轧钢板在450℃-500℃热浸镀锌少于10秒钟。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，Si、Al和N满足不等式(Si/28+Al/27)/(N/14)≥10。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，可溶性铝(Sol.Al)的含量在0.01-1.0％范围内，且氮(N)的含量在0.001-0.03％范围内。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，N、Al、Ti、Nb、V和B满足不等式N*＝(N/14)/(Al/27+Ti/48+Nb/93+V/51+B/11)≥0.2。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，可溶性铝(Sol.Al)的含量在小于0.2％范围内，且氮(N)的含量在0.01-0.1％范围内。
21.如权利要求16-20中任一项所述的方法，还包含至少一种选自下组的物质：
a)0.001-0.1％的钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)中的至少一种；
b)0.01-2.0％的铬(Cr)和0.001-1.0％的钼(Mo)；和
c)小于0.01％的硼(B)。
22.如权利要求16-20中任一项所述的方法，其特征在于，所述钢板的钢结构具有作为初相的铁素体和作为第二相的2-70％的马氏体部分。
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