CN101889100B - 抗拉强度和延伸率优异的高碳钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高碳钢板及其制造方法，该高碳钢板具有优异的强度和延展性。根据本发明一个示例性实施例的高碳钢板包含0.2wt％至1.0wt％的碳(C)、0至3.0wt％的硅(Si)、0至3.0wt％的锰(Mn)、0至3.0wt％的铬(Cr)、0至3.0wt％的镍(Ni)、0至0.5wt％的钼(Mo)、0至3.0wt％的铝(Al)、0至0.01wt％的硼(B)、0至0.5wt％的钛(Ti)，其余基本为铁(Fe)和不可避免的杂质。碳、锰、铬和镍的含量满足下面的式1，硅和铝的含量满足下面的式2，式1为(3.0-2.5×C)wt％≤(Mn+Cr+Ni/2)≤8.5wt％，式2为Si+Al≥1.0wt％。

Description

抗拉强度和延伸率优异的高碳钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种高碳钢板及其制造方法。更具体地讲，本发明涉及一种具有优异的强度和延展性的高碳钢板及其制造方法。
背景技术
在低温下通过转变高碳高合金钢可以得到精细贝氏体和残余奥氏体的混合结构，并且利用这样的精细结构可以制造具有优异的强度和延伸率的钢板。
然而，为了在低温下得到贝氏体转变，需要超过一周的非常长的转变时间。因此，由于贝氏体的相转变速度太缓慢，所以这样的钢板不适合于大量生产。
在该背景部分中公开的上述信息只是为了加强对本发明背景的理解，因此，它可能包含未构成对本领域普通技术人员来讲在本国内已知的现有技术的信息。
发明内容
技术问题
本发明提供一种可以在短时间内制造并且具有优异的强度和延展性的高碳钢板。另外，本发明提供一种制造前述高碳钢板的方法。
技术方案
根据本发明一个示例性实施例的高碳钢板包含0.2wt％至1.0wt％的碳(C)、0至3.0wt％的硅(Si)、0至3.0wt％的锰(Mn)、0至3.0wt％的铬(Cr)、0至3.0wt％的镍(Ni)、0至0.5wt％的钼(Mo)、0至3.0wt％的铝(Al)、0至0.01wt％的硼(B)、0至0.5wt％的钛(Ti)，其余基本为铁(Fe)和不可避免的杂质。碳、锰、铬和镍的含量满足下面的式1，硅和铝的含量满足下面的式2。
(3.0-2.5×C)wt％≤(Mn+Cr+Ni/2)≤8.5wt％--(式1)
Si+Al≥1.0wt％--(式2)
高碳钢板具有精细结构，精细结构包括残余奥氏体，残余奥氏体在精细结构中的体积百分比可以为15wt％至50wt％。精细结构还包括贝氏体，可以包括50vol％至85vol％的贝氏体。高碳钢板的抗拉强度可以大于1000MPa，且其延伸率可以大于10％。
在本发明中，为了在热轧工艺中大量生产高碳钢板，减少了大于50％的钢转变成贝氏体所用的时间，从而可以在最长48小时内完成转变，优选地在小于三小时内完成转变。为此，提出了用于控制C、Mn、Cr、Ni、Si和Al的含量以及贝氏体转变温度的条件。在允许50％转变成贝氏体的时间小于最长48小时，优选地小于三小时的条件下，C、Mn、Cr、Ni和Al的含量以及贝氏体转变温度可以通过下面的式3来表示。
Log10[50％转变时间(秒)]＝-2.742+3.561×C+0.820×Mn+0.416×Cr+0.402×Ni-0.332×Al+1330/T+273≤Log10[3×3600]--(式3)
这里，T为用摄氏度表示的温度，并代表转变温度，50％转变时间为50％转变为贝氏体需要的最短时间。
优选地，转变温度设置为从贝氏体转变开始温度Bs至Bs-150℃。如果高于Bs，则不能得到贝氏体转变，如果低于Bs-150℃，则减少了残余奥氏体的量，使得难以得到大于10％的延伸率，并且转变速度变慢且增加了50％转变时间。
贝氏体转变开始温度满足下面的式4。
贝氏体转变开始温度(Bs)(℃)＝830-270×C(wt％)-90×Mn(wt％)-37×Ni-70×Cr(wt％)-83×Mo(wt％)--(式4)
根据本发明一个示例性实施例的制造高碳钢板的方法包括以下步骤：i)准备高碳钢板，所述高碳钢板包含0.2wt％至1.0wt％的碳(C)、0至3.0wt％的硅(Si)、0至3.0wt％的锰(Mn)、0至3.0wt％的铬(Cr)、0至3.0wt％的镍(Ni)、0至0.5wt％的钼(Mo)、0至3.0wt％的铝(Al)、0至0.01wt％的硼(B)、0至0.5wt％的钛(Ti)，其余基本为铁(Fe)和不可避免的杂质；ii)使高碳钢板奥氏体化；iii)在维持奥氏体结构的同时冷却高碳钢板；iv)在从贝氏体转变开始温度以下150℃至贝氏体转变开始温度的温度范围内使奥氏体化的高碳钢板等温转变。这里，碳、锰、铬和镍的含量满足下面的式1，硅和铝的含量满足下面的式2。
(3.0-2.5×C)wt％≤(Mn+Cr+Ni/2)≤8.5wt％--(式1)
Si+Al≥1.0wt％--(式2)
优选地，为了使50％转变为贝氏体所需的转变时间小于三小时，如下面的式3来控制钢板的成分和转变温度。
Log10[50％转变时间(秒)]＝-2.742+3.561×C+0.820×Mn+0.416×Cr+0.402×Ni-0.332×Al+1330/T+273≤Log10[3×3600]--(式3)
在高碳钢板的等温转变中，需要等温转变热处理时间来得到足够的贝氏体转变量，然而，得到高碳钢板的高于50vol％的贝氏体转变所需的时间为最长48小时，考虑到大量生产，优选为小于三小时。在等温转变过程中，可以以高于50vol％且低于100vol％的量来完成高碳钢板的贝氏体转变。
在热轧钢板的情况下，可以在贝氏体转变开始温度Bs与Bs-150℃之间的温度冷却热轧钢板、卷绕热轧钢板以及将热轧钢板冷却到环境温度的工艺中执行等温转变。以该方式，如果卷绕热轧钢板并进行等温转变，则通过钢卷内部的保温作用可实现最大48小时、优选地为3小时的等温转变作用，且能够利用热轧工艺进行大量生产。
高碳钢板包含通过等温转变工艺形成的包括贝氏体和残余奥氏体的理想的精细结构。
有益效果
因此，高碳钢板的强度和延展性优异。另外，通过调整高碳钢板的合金成分诸如碳含量并添加铝由短时间等温转变能够得到目标精细结构。
另外，可以通过量化每种合金元素的含量与转变温度之间的关系来设计可由热轧工艺制造的合金。另外，可以通过限定C、Mn、Cr和Ni之间的关系以及它们的含量范围来形成由贝氏体和残余奥氏体形成的精细结构。因此，可以提高高碳钢板的强度和延展性。
附图说明
图1为示意性地示出根据本发明一个示例性实施例的制造高碳钢板的方法的流程图。
图2为示出根据本发明一个示例性实施例的根据制造高碳钢板的方法的温度变化的曲线图。
图3为示出根据本发明一个示例性实施例的高碳钢板的残余奥氏体的比率与延伸率之间的关系的曲线图。
具体实施方式
这里使用的术语只是意图描述本发明的具体的示例性实施例，并不意图限制本发明。这里，除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意图包括复数形式。另外，术语“包含”和“包括”说明陈述的特征、数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或添加。
除非另外明确地限定，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。在普通词典中定义的术语应该解释为具有与说明书的上下文和相关技术一致的意思，并且除非这里清楚地限定，否则不应该理想化地理解或过度刻板地理解。
在下文中，将参照图1至图3详细地描述本发明的示例性实施例。提供本实施例是为了举例说明本发明，本发明不局限于任何具体的实施例。
图1为示意性地示出根据本发明一个示例性实施例的制造高碳钢板的方法的流程图。
如图1所示，制造高碳钢板的方法包括准备高碳钢板的步骤S10、热轧高碳钢板的步骤S20、使高碳钢板奥氏体化的步骤S30以及使高碳钢板等温转变的步骤S40。
首先，在准备高碳钢板的步骤S10中准备高碳钢板，该高碳钢板包含0.2至1.0wt％的碳(C)、0至3.0wt％的硅(Si)、0至3.0wt％的锰(Mn)、0至3.0wt％的铬(Cr)、0至3.0wt％的镍(Ni)、0至0.5wt％的钼(Mo)、0至3.0wt％的铝(Al)、0至0.01wt％的硼(B)、0至0.5wt％的钛(Ti)，其余基本上是铁(Fe)和不可避免的杂质。
高碳钢板的含量为什么限定在上述范围内的理由如下。在下文中，wt％代表重量百分比，vol％代表体积百分比。
首先，碳(C)的量可以为从0.2wt％至1.0wt％。如果碳的量低于0.2wt％，则难以得到所需的强度，并且不能形成获得高延伸率所需的充足的残余奥氏体相。另外，如果碳的量高于1.0wt％，则高碳钢板的转变速度变慢，并且会形成先共析渗碳体(proeutectoid cementite)。
其次，Mn、Cr和Ni全部有助于形成残余奥氏体相，但减缓向贝氏体相的转变。这里，Mn的含量、Cr的含量和Ni的含量均低于3.0wt％。如果Mn的含量、Cr的含量和Ni的含量均高于3.0wt％，则会显著地降低向贝氏体的相转变的速度。
另外，可以通过控制C、Mn、Cr和Ni的含量来形成体积百分比高于15wt％的残余奥氏体相。为此，调整C、Mn、Cr和Ni的含量范围满足下面的式1。
(式1)
(3.0-2.5×C)wt％≤(Mn+Cr+Ni/2)≤8.5wt％
这里，如果Mn+Cr+Ni/2的量低于(3.0-2.5×C)wt％，则残余奥氏体相的稳定性不足，难以形成足够的期望的百分比，并且降低了其强度。另外，如果Mn+Cr+Ni/2的量高于8.5wt％，则向贝氏体相的转变变得太缓慢。
同时，将钼(Mo)的量调整到0.5wt％或更低。钼抑制珠光体的形成并防止由磷(P)导致的回火脆化。如果钼的添加量小，则会在冷却工艺和恒温维持工艺中形成珠光体相。另外，会发生回火脆化。另一方面，如果钼的量高于0.5wt％，则在轧制工艺中钢的脆性增加。
其次，将硅(Si)的量调整到3.0wt％或更低。硅与铝一起抑制渗碳体在贝氏体转变过程中析出。如果硅和铝的总量低于1.0wt％，则析出过多的渗碳体并且不能得到贝氏体和残余奥氏体的混合的精细结构。如果以高于3.0wt％的量添加硅，则产生包括冲击性能显著降低的有害的副作用。因此，将硅的添加量限制为最大3.0wt％。
将铝(Al)的量调整到3.0wt％或更低。铝与硅一起抑制渗碳体在贝氏体转变过程中析出。如果硅和铝的总量低于1.0wt％，则析出过多的渗碳体并且不能得到贝氏体和残余奥氏体的混合的精细结构。同时，铝(Al)使贝氏体转变速度更快，从而即使在碳含量高时也可得到足够的贝氏体转变速度。如果以高于3.0wt％的量添加铝，则会劣化铸造性能。因此，将铝的添加量限制为最大3.0wt％。
也就是说，如果硅和铝的总量低于1.0wt％，则析出过多的渗碳体并且不能得到贝氏体和残余奥氏体的混合的精细结构。因此，调整硅和铝的含量范围满足下面的式2。
(式2)
Si+Al≥1.0wt％
将硼(B)的量调整到0.01wt％或更低。硼(B)抑制在冷却和恒温维持过程中珠光体相或铁素体相的形成。如果在合金组成中具有钼或铬，且因此可以充分地抑制珠光体相或铁素体相的形成，则不需要添加硼(B)。如果硼的添加量太低，则硼的添加效果不明显。如果硼的添加量太高，则促进铁素体或珠光体的成核并会使淬透性劣化。因此，将硼的量调整到低于0.01wt％，即，低于100ppm。
将钛(Ti)的量调整为低于0.5wt％。如果钛的量高于0.5wt％，则铸造性能劣化。在冷却和恒温维持的过程中抑制珠光体相形成的情况下，钛(Ti)首先与钢中的氮反应形成TiC或TiN，从而改善硼的添加效果。在这种情况下，如果钛的量满足下面的式5，则钛Ti的量足够，式5涉及钢中钛Ti和氮(N)的化学计量学(stoichiometry)。
(式5)
Ti(wt％)＞N(wt％)×3.42
0.5wt％的钛(Ti)为比用于保护硼(B)所需的量高得多的量。然而，如果添加该量的钛Ti，则使贝氏体转变速度更快，并且可以一起得到使奥氏体晶粒细化和析出物硬化的作用。
这里，如果高碳钢板用作需要高强度和高延伸率的热处理部件或汽车部件，则它的抗拉强度应该为1000MPa-2000MPa，它的延伸率应该为10％-40％。当得到这样的强度和延伸率时，钢板适用于前述的目的。在将高碳钢板用于这样类型的钢的情况下，优选地，将上述组成中的碳含量控制为0.4wt％至1.0wt％，并将锰、铬和镍的含量调整为满足下面的式6。
(式6)
1.5wt％≤(Mn+Cr+Ni/2)≤8.5wt％
另外，如果高碳钢板用于由高强度的结构材料制成的吊杆、臂或车架，则它的抗拉强度应该为1000MPa-1500MPa，它的延伸率应该为10％-20％。当得到这样的强度和延伸率时，钢板适用于前述的目的。在将高碳钢板用于这样类型的钢时，优选地，将上述组分中的碳控制为0.2wt％至0.7wt％，并将锰、铬和镍的含量调整为满足下面的式7。
(式7)
3.0wt％≤(Mn+Cr+Ni/2)≤8.5wt％
除了前述元素，高碳钢板的其它成分包括铁(Fe)和不可避免的杂质。如上所述，在步骤S10中准备包含上述含量范围的元素的高碳钢板。
接下来，在步骤S20中加热高碳钢板并将其轧制到需要的厚度。在热轧高碳钢板的步骤中，通过传统的方法加热板坯并进行热轧。在热轧中，在高于Ar3转变点的温度执行终轧。将热轧的终轧温度设置为高于Ar3转变点以防止轧制在奥氏体和铁素体的两相区域中发生。如果在Ar3转变点以下的两相区域中执行热轧的终轧，则产生大量的先共析铁素体，并且不能确保本发明意图获得的精细结构、强度和延伸率。
上面的描述涉及下面的情况：通过热轧工艺制造高碳钢板并在Ar3转变点以上完成热轧工艺中的终轧，以使钢板的结构均匀地奥氏体化(图1的步骤S30)。
然而，本发明不局限于在热轧工艺中的形成，本发明可以应用到如下的情况：通过典型的热轧和冷轧工艺制造(以部件形式加工)钢板，并最终对加工的部件进行热处理。当对以该方式加工的部件进行最终热处理时，首先准备由高碳钢板制造的部件(图1的步骤S10)。然后，如图2所示，在高于Ac3的温度加热所加工的部件(图1的步骤S20)。最后，使它的结构均匀地奥氏体化(图1的步骤S30)。
以这样的方式，在图1的步骤S30中，可以通过典型的热轧工艺使正在轧制的钢板的结构奥氏体化，或可以通过加热制造的加工部件来使加工的部件的结构奥氏体化。
接下来，在以这样的方式使钢板或加工的部件奥氏体化之后，使钢板或加工的部件冷却以为图1的步骤S40中的等温转变做准备。
将通过热终轧或加热而具有均匀奥氏体结构的热轧钢板或加工的部件冷却到贝氏体转变开始温度Bs和马氏体转变开始温度Ms之间的温度，贝氏体转变开始温度Bs为等温转变的开始温度。
此时，在输出辊道上执行热轧钢板的冷却，并根据典型的热处理方法执行加工的部件的冷却。优选地，冷却速度为10℃/秒-50℃/秒。在本发明的钢组成的情况下，即使以这样的冷却速度执行冷却，在冷却过程中也不发生铁素体或珠光体转变，并且奥氏体相被维持直到温度变得低于贝氏体转变开始点Bs。
在如上执行冷却之后，在图1的步骤S40中，使处于奥氏体状态的冷却的加工的部件或高碳钢板进行等温转变。也就是说，如图2所示，在高于贝氏体转变温度Bs和马氏体转变温度的温度对高碳钢板执行等温转变。
这里，等温转变温度优选地在贝氏体转变温度Bs与Bs-150℃之间。如果高于Bs，不会获得贝氏体转变，如果低于Bs-150℃，则残余奥氏体的量减少，从而难以得到高于10％的延伸率，且转变速度降低，从而使50％转变时间大于48小时。
在热轧钢板的情况下，可以在贝氏体转变开始温度Bs与Bs-150℃之间的温度冷却热轧钢板、卷绕热轧钢板以及将热轧钢板冷却到环境温度的工艺中执行等温转变。
以该方式，如果卷绕热轧钢板并进行等温转变，则通过钢卷内部的保温作用可实现最大48小时、优选地为3小时的等温转变作用，如果满足本发明的式3，则能够利用热轧工艺进行大量生产。
这样的高碳钢板需要的最小等温热处理时间与高碳钢板向贝氏体相的转变的速度相关。也就是说，需要诱导贝氏体转变以充分地执行贝氏体转变。然而，如果恒温维持时间太长，则残余奥氏体会分解成铁素体和渗碳体相，从而会降低延伸率。因此，等温转变时间优选为一分钟至48小时，更优选地为一分钟至三小时。如果等温转变时间不到一分钟，则高碳钢板不易发生向贝氏体的转变。如果高碳钢板的等温转变时间超过48小时，则高碳钢板残余奥氏体的量减少。
同时，如果以大于50vol％且小于100vol％的量完成高碳钢板的贝氏体转变，则可以获得目标强度和延展性。因此，通过缩短高碳钢板的制造时间可以获得经济效益，完成高碳钢板的50vol％的贝氏体转变所用的时间与热处理温度和合金成分相关，如下式3所示。
(式3)
Log10[50％转变时间(秒)]＝-2.742+3.561×C+0.820×Mn+0.416×Cr+0.402×Ni-0.332×Al+1330/T+273≤Log10[3×3600]
这里，每种元素的含量的单位为wt％，T为转变温度(摄氏度)。另外，50％转变时间(秒)代表50％的钢转变为贝氏体所需的最短时间。
上述式3意味着可以通过调整合金成分来调整贝氏体转变速度。因此，在特定的卷绕温度或在特定的等温转变温度通过调整合金成分可以得到期望的转变速度。
在上面的式3中，如果将50％转变时间(秒)设置为3小时，则得到下面的式8。
(式8)
-2.742+3.561×C+0.820×Mn+0.416×Cr+0.402×Ni-0.332×Al+1330/T+273≤4.03
如果包含在高碳钢板中的元素成分满足前述的式8，则钢板超过50％的晶相在三小时内转变为贝氏体。通过利用式3和式8调整高碳钢板的含量范围和贝氏体转变温度，快速的贝氏体转变发生。
这里，如下面的式4所示，贝氏体转变温度与高碳钢板的含量范围相关。
(式4)
贝氏体转变温度(Bs)(℃)＝830-270×C-90×Mn-37×Ni-70×Cr-83×Mo
这里，每种元素的含量的单位为wt％。在本发明的示例性实施例中，通过调整碳的量以及Mn、Ni和Mo的量来设置贝氏体转变温度。因此，可以利用针对高碳钢板的组成适当地设置的贝氏体转变温度来优化等温转变温度。因此，即使高碳钢板的含量范围改变，也可通过调整等温转变时间和等温转变温度在短时间内有效地得到期望的高碳钢板精细结构。
如图2所示，在长时间地几乎恒定地维持高碳钢板的温度的同时，部分奥氏体相转变为贝氏体。因此，高碳钢板在等温转变后具有贝氏体和残余奥氏体的精细的混合结构。
在本发明的示例性实施例中，随着迅速地执行贝氏体转变，在180分钟的等温转变中，全部相的50vol％至85vol％转变为贝氏体，全部相的15vol％至50vol％作为残余奥氏体而留下。因此，尽管等温转变经历的时间短，但提供了具有残余奥氏体和贝氏体的理想混合物的精细结构。
如果贝氏体的体积百分比低于50vol％，则残余奥氏体中碳体积浓度太低且产生马氏体，从而降低了延伸率。另外，如果贝氏体的体积百分比高于85vol％，则残余奥氏体的量太低，从而降低了高碳钢板的延伸率。另外，如果奥氏体的量低于15vol％，则奥氏体的量太低，从而降低了高碳钢板的延伸率。另外，如果奥氏体的量高于50vol％，则残余奥氏体中的碳的浓度太低，并因此产生马氏体，从而降低了延伸率。
图3为示出根据本发明一个示例性实施例的高碳钢板的残余奥氏体的比率与延伸率之间的关系的曲线图。
如图3所示，根据高碳钢板的残余奥氏体的比率的延伸率表示为圆点。可以看出，残余奥氏体的体积百分比越大，延伸率越大。
图3示出了通过最小二乘法线性化的残余奥氏体的体积百分比和延伸率。如图3所示，得到了穿过原点且具有0.86894的斜率的直线。因此，如果残余奥氏体超过高碳钢板的11.6vol％，则高碳钢板的延伸率变得大于10％。因此，在考虑到误差的情况下，如果残余奥氏体高于15vol％，则可以得到具有大于10％的延伸率的高碳钢板。
因此，通过上面的方法制造的高碳钢板具有大于1000MPa的抗拉强度和大于10％的延伸率。因而，由于可以制造具有优异的强度和延伸率的高碳钢板，所以该高碳钢板适于应用到汽车部件等中。
在下文中，将通过实验示例更详细地描述本发明。这样的实验示例仅仅用于对本发明进行举例说明，本发明不局限于此。
实验示例
如在下面的表1中所示，使用从A至Z的26种类型的高碳钢板执行实验。每种高碳钢板的含量表示在下面的表1中。高碳钢板的组成全部满足本发明的含量范围。
然而，即使在成分满足本发明的含量范围时，如果不在Bs-150和Bs之间的温度执行贝氏体转变，则延伸率也小于10％。这些情况都通过对比示例进行描述。另外，超出本发明的含量范围的AA至AC钢的特性的评价结果通过对比示例进行描述，AA至AC钢的合金成分全部在表1中示出。
(表1)
Figure GPA00001151519400101
Figure GPA00001151519400111
在实验中，首先制造具有30mm厚度、200m宽度的高碳板，然后在1200℃下加热该高碳板180分钟。接下来，对高碳钢板进行热轧使其厚度为3.0mm。根据它的成分在900℃-1100℃的温度范围内使通过前述方法得到的高碳钢板奥氏体化大约30分钟，使得大部分结构转变为奥氏体，然后，冷却到目标温度从而来执行等温转变热处理。如下面描述的实验示例1至38和对比示例1至10来执行随后的处理，并测量根据实验的高碳钢板的强度和延展性。将高碳钢板的恒温热处理时间设置为贝氏体转变可以被充分地执行到高于50vol％的时间。
实验示例1
在300℃的盐浴中对A型高碳钢板进行等温热转变处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(342℃)以下42℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为1.8小时。高碳钢板热处理六小时的结果是：抗拉强度为1464MPa，延伸率为11.8％。
实验示例2
在340℃的盐浴中对A型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(342℃)以下2℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为1.2小时。高碳钢板热处理六小时的结果是：抗拉强度为1375MPa，延伸率为20.1％。
实验示例3
在250℃的盐浴中对B型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(316℃)以下66℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为2.8小时。高碳钢板热处理12小时的结果是：抗拉强度为1506MPa，延伸率为25.9％。
实验示例4
在350℃的盐浴中对C型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(469℃)以下119℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.2小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1258MPa，延伸率为15.1％。
实验示例5
在400℃的盐浴中对C型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(469℃)以下69℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1119MPa，延伸率为35.7％。
实验示例6
在300℃的盐浴中对D型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(403℃)以下103℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.7小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1383MPa，延伸率为10.7％。
实验示例7
在350℃的盐浴中对D型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(403℃)以下53℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.4小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1331MPa，延伸率为31.8％。
实验示例8
在280℃的盐浴中对E型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(305℃)以下25℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为3.0小时。高碳钢板热处理12小时的结果是：抗拉强度为1553MPa，延伸率为26.2％。
实验示例9
在300℃的盐浴中对E型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(305℃)以下5℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为2.4小时。高碳钢板热处理12小时的结果是：抗拉强度为1677MPa，延伸率为21.5％。
实验示例10
在250℃的盐浴中对F型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(314℃)以下64℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为2.0小时。高碳钢板热处理12小时的结果是：抗拉强度为1812MPa，延伸率为15.9％。
实验示例11
在280℃的盐浴中对F型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(314℃)以下64℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为2.0小时。高碳钢板热处理六小时的结果是：抗拉强度为1635MPa，延伸率为20.1％。
实验示例12
在300℃的盐浴中对F型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(314℃)以下14℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为1.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1598MPa，延伸率为26.7％。
实验示例13
在300℃的盐浴中对G型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(415℃)以下115℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.9小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1504MPa，延伸率为12.1％。
实验示例14
在350℃的盐浴中对G型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(415℃)以下65℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.5小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1343MPa，延伸率为22.2％。
实验示例15
在300℃的盐浴中对H型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(401℃)以下101℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.6小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1415MPa，延伸率为13.1％。
实验示例16
在350℃的盐浴中对I型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(418℃)以下68℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.5小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1452MPa，延伸率为21.4％。
实验示例17
在300℃的盐浴中对J型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(417℃)以下117℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变执行到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转达到50vol％所用的时间为0.8小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1491MPa，延伸率为18.1％。
实验示例18
在350℃的盐浴中对J型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(417℃)以下67℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.5小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1497MPa，延伸率为27.2％。
实验示例19
在350℃的盐浴中对K型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(452℃)以下102℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.5小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1333MPa，延伸率为14.6％。
实验示例20
在400℃的盐浴中对K型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(452℃)以下52℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1365MPa，延伸率为20.3％。
实验示例21
在300℃的盐浴中对L型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(321℃)以下21℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为1.8小时。高碳钢板热处理六小时的结果是：抗拉强度为1591MPa，延伸率为15.4％。
实验示例22
在400℃的盐浴中对M型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(534℃)以下134℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1170MPa，延伸率为11.0％。
实验示例23
在400℃的盐浴中对N型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(515℃)以下115℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.04小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1057MPa，延伸率为27.6％。
实验示例24
在350℃的盐浴中对O型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(417℃)以下67℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.3小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1354MPa，延伸率为13.0％。
实验示例25
在300℃的盐浴中对P型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(445℃)以下145℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.2小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1378MPa，延伸率为12.2％。
实验示例26
在350℃的盐浴中对P型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(445℃)以下95℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1343MPa，延伸率为13.8％。
实验示例27
在300℃的盐浴中对Q型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(389℃)以下89℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.3小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1343MPa，延伸率为13.8％。
实验示例28
在350℃的盐浴中对Q型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(389℃)以下39℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.3小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1388MPa，延伸率为14.4％。
实验示例29
在300℃的盐浴中对R型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(389℃)以下89℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为1.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1475MPa，延伸率为11.8％。
实验示例30
在350℃的盐浴中对S型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(417℃)以下67℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1330MPa，延伸率为13.8％。
实验示例31
在350℃的盐浴中对T型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(401℃)以下51℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.2小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1363MPa，延伸率为15.0％。
实验示例32
在350℃的盐浴中对U型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(441℃)以下91℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1420MPa，延伸率为16.1％。
实验示例33
在350℃的盐浴中对U型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(472℃)以下122℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1326MPa，延伸率为14.3％。
实验示例34
在400℃的盐浴中对w型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(529℃)以下129℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.02小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1010MPa，延伸率为15.5％。
实验示例35
在370℃的盐浴中对X型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(444℃)以下74℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.05小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1145MPa，延伸率为14.6％。
实验示例36
在370℃的盐浴中对Y型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(508℃)以下138℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.02小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1195MPa，延伸率为11.7％。
实验示例37
在250℃的盐浴中对Z型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(292℃)以下42℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为23.4小时。高碳钢板热处理48小时的结果是：抗拉强度为1790MPa，延伸率为17.1％。
实验示例38
在280℃的盐浴中对Z型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(292℃)以下12℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为15.9小时。高碳钢板热处理48小时的结果是：抗拉强度为1567MPa，延伸率为23.6％。
对比示例1
在200℃的盐浴中对D型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(403℃)以下203℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为2.7小时。高碳钢板热处理24小时的结果是：抗拉强度为2059MPa，延伸率为9.5％。
对比示例2
在250℃的盐浴中对D型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(403℃)以下153℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为1.3小时。高碳钢板热处理六小时的结果是：抗拉强度为1748MPa，延伸率为9.4％。
对比示例3
在300℃的盐浴中对K型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(452℃)以下152℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.2小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1488MPa，延伸率为9.1％。
对比示例4
在350℃的盐浴中对M型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(534℃)以下184℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.2小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1279MPa，延伸率为9.1％。
对比示例5
在350℃的盐浴中对N型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(515℃)以下165℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1247MPa，延伸率为9.0％。
对比示例6
在250℃的盐浴中对O型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(417℃)以下167℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.8小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1412MPa，延伸率为7.7％。
对比示例7
在300℃的盐浴中对V型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(472℃)以下172℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.1小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1482MPa，延伸率为7.6％。
对比示例8
在460℃的盐浴中对AA型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(605℃)以下145℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.01小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为717MPa，延伸率为14.0％。
对比示例9
在480℃的盐浴中对AB型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(606℃)以下126℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.01小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为752MPa，延伸率为12.2％。
对比示例10
在450℃的盐浴中对AC型高碳钢板进行等温转变热处理。也就是说，对高碳钢板进行在转变开始温度(542℃)以下92℃开始的等温转变热处理。利用膨胀仪测量贝氏体转变达到50vol％所用的时间。结果，贝氏体转变达到50vol％所用的时间为0.03小时。高碳钢板热处理三小时的结果是：抗拉强度为1150MPa，延伸率为8.5％。
在下面的表2中将示出上面的实验示例1至38和对比示例1至10。
(表2)
类别   钢类型   等温转变温度 t0.5(hr) Bs-T 抗拉强度 延伸率
  实验示例1   A   300℃   1.8   42℃   1464MPa   11.8％
  实验示例2   A   340℃   1.2   2℃   1375MPa   20.1％
  实验示例3   B   250℃   2.8   66℃   1506MPa   25.9％
  实验示例4   C   350℃   0.2   119℃   1258MPa   15.1％
  实验示例5   C   400℃   0.1   69℃   1119MPa   35.7％
  实验示例6   D   300℃   0.7   103℃   1383MPa   10.7％
  实验示例7   D   350℃   0.4   53℃   1331MPa   31.8％
  实验示例8   E   280℃   3.0   25℃   1553MPa   26.2％
  实验示例9   E   300℃   2.4   5℃   1677MPa   21.5％
  实验示例10   F   250℃   2.0   64℃   1812MPa   15.9％
  实验示例11   F   280℃   1.4   34℃   1635MPa   20.1％
  实验示例12   F   300℃   1.1   14℃   1598MPa   26.7％
  实验示例13   G   300℃   0.9   115℃   1504MPa   12.1％
  实验示例14   G   350℃   0.5   65℃   1343MPa   22.2％
  实验示例15   H   300℃   0.6   101℃   1415MPa   13.1％
  实验示例16   I   350℃   0.5   68℃   1452MPa   21.4％
  实验示例17   J   300℃   0.8   117℃   1491MPa   18.1％
  实验示例18   J   350℃   0.5   67℃   1497MPa   27.2％
  实验示例19   K   350℃   0.1   102℃   1333MPa   14.6％
  实验示例20   K   400℃   0.1   52℃   1365MPa   20.3％
  实验示例21   L   300℃   1.8   21℃  1591MPa   15.4％
  实验示例22   M   400℃   0.1   134℃  1170MPa   11.0％
  实验示例23   N   400℃   0.04   115℃  1057MPa   27.6％
  实验示例24   O   350℃   0.3   67℃  1354MPa   13.0％
  实验示例25   P   300℃   0.2   145℃  1378MPa   12.2％
  实验示例26   P   350℃   0.1   95℃  1343MPa   13.8％
  实验示例27   Q   300℃   0.3   89℃  1396MPa   13.2％
  实验示例28   Q   350℃   0.3   39℃  1388MPa   14.4％
  实验示例29   R   300℃   1.1   89℃  1475MPa   11.8％
  实验示例30   S   350℃   0.1   67℃  1330MPa   13.8％
  实验示例31   T   350℃   0.2   51℃  1363MPa   15.0％
  实验示例32   U   350℃   0.1   91℃  1420MPa   16.1％
  实验示例33   V   350℃   0.1   122℃  1326MPa   14.3％
  实验示例34   W   400℃   0.02   129℃  1010MPa   15.5％
  实验示例35   X   370℃   0.05   74℃  1145MPa   14.6％
  实验示例36   Y   370℃   0.02   138℃  1195MPa   11.7％
  实验示例37   Z   250℃   23.4   42℃  1790MPa   17.1％
  实验示例38   Z   280℃   15.9   12℃  1567MPa   23.6％
  对比示例1   D   200℃   2.7   203℃  2059MPa   9.5％
  对比示例2   D   250℃   1.3   153℃  1748MPa   9.4％
  对比示例3   L   300℃   0.2   152℃  1488MPa   9.1％
  对比示例4   N   350℃   0.2   184℃  1279MPa   9.1％
  对比示例5   O   350℃   0.1   165℃  1247MPa   9.0％
  对比示例6   P   250℃   0.8   167℃  1412MPa   7.7％
  对比示例7   W   300℃   0.1   172℃  1482MPa   7.6％
  对比示例8   AA   460℃   0.01   145℃  717MPa   14.0％
  对比示例9   AB   480℃   0.01   126℃  752MPa   12.2％
  对比示例10   AC   450℃   0.03   92℃  1150MPa   8.5％
在表2中，t0.5代表贝氏体转变量达到50vol％所用的时间，Bs-T代表贝氏体转变开始温度与等温转变温度之间的差值，即，贝氏体转变开始温度减去等温转变温度得到的温度。
在本发明的实验示例1至38中，贝氏体转变开始温度与等温转变温度之间的差值总是为150℃或更小，高碳钢板的抗拉强度总是为1000MPa或更大，延伸率总是为10％或更大。
在本发明的实验示例1至36中，贝氏体转变量达到50vol％所用的时间为三小时或更少。在不满足式3的条件下，即，在贝氏体转变时间为三小时或更多的实验示例37和实验示例38中，虽然转变时间长并因此大量生产的可能性低，但可以得到抗拉强度为1000MPa或更高且延伸率至少10％的强度和延展性高的钢。
另一方面，在对比示例1至7中，在低于Bs-150℃的温度执行高碳钢板的热处理，因此，残余奥氏体的量不足且延伸率小于10％。
另外，在对比示例8中，因为碳含量低于0.2wt％，所以钢板的抗拉强度小于1000MPa。在对比示例9中，碳含量为0.25wt％，虽然所需的(Mn+Cr+Ni/2)含量为2.375wt％，但由于只添加了1.5wt％，所以(Mn+Cr+Ni/2)实际含量未达到该值。因此，得到的抗拉强度小于1000MPa。在对比示例10中，(Si+Al)的总量为大约0.8wt％，即，小于1.0wt％，且得到了在等温转变后不存在残余奥氏体的典型的贝氏体结构，钢材的延伸率未达到10％。
如上所述，在本发明的实验示例中，可以在短时间内制造具有优异的强度和延展性的高碳钢板。同时，在对比示例中，高碳钢板的延伸率降低或不能获得充足的抗拉强度。
虽然已经参照本发明的示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的思想和范围的情况下，可以对公开的实施例做各种修改。

Claims (14)

1.一种高碳钢板，所述高碳钢板包含0.2wt％至1.0wt％的C、大于0wt％且小于或等于3.0wt％的Si、大于0wt％且小于或等于3.0wt％的Mn、大于0wt％且小于或等于3.0wt％的Cr、大于0wt％且小于或等于3.0wt％的Ni、大于0wt％且小于或等于0.5wt％的Mo、大于0wt％且小于或等于3.0wt％的Al、大于0wt％且小于或等于0.01wt％的B、大于0wt％且小于或等于0.5wt％的Ti，其余基本为Fe和不可避免的杂质，
C、Mn、Cr和Ni的含量满足下面的式1，Si和Al的含量满足下面的式2，高碳钢板包含精细结构，精细结构包括残余奥氏体和贝氏体，残余奥氏体在精细结构中的体积百分比在高于15vol％且不高于50vol％的范围内，贝氏体的体积百分比为50vol％以上且低于85vol％，
式1：(3.0-2.5×C)wt％≤(Mn+Cr+Ni/2)wt％≤8.5wt％
式2：(Si+Al)wt％≥1.0wt％。
2.如权利要求1所述的高碳钢板，其中，
高碳钢板的抗拉强度大于1000MPa，且高碳钢板的延伸率大于10％。
3.如权利要求2所述的高碳钢板，其中，
Ti和N满足下面的式6，
式6：Ti(wt％)＞N(wt％)×3.42。
4.如权利要求2所述的高碳钢板，其中，
C、Mn、Cr、Ni和Al满足下面的式子：
Log10[50％转变时间]＝-2.742+3.561×C+0.820×Mn+0.416×Cr+0.402×Ni-0.332×Al+1330/T+273≤Log10[3×3600]
T是用摄氏度表示的温度并代表转变温度，50％转变时间为50％转变为贝氏体需要的最短时间，所述50％转变时间的单位为秒。
5.如权利要求2所述的高碳钢板，其中，
高碳钢板的组成中C的范围为0.4wt％至1.0wt％，
Mn、Cr和Ni的含量满足下面的式子：
1.5wt％≤(Mn+Cr+Ni/2)wt％≤8.5wt％。
6.如权利要求2所述的高碳钢板，其中，
高碳钢板的组成中C的范围为0.2wt％至0.7wt％，
Mn、Cr和Ni的含量满足下面的式子：
3.0wt％≤(Mn+Cr+Ni/2)wt％≤8.5wt％。
7.一种制造高碳钢板的方法，所述方法包括以下步骤：
i)准备高碳钢板，所述高碳钢板包含0.2wt％至1.0wt％的C、大于0wt％且小于或等于3.0wt％的Si、大于0wt％且小于或等于3.0wt％的Mn、大于0wt％且小于或等于3.0wt％的Cr、大于0wt％且小于或等于3.0wt％的Ni、大于0wt％且小于或等于0.5wt％的Mo、大于0wt％且小于或等于3.0wt％的Al、大于0wt％且小于或等于0.01wt％的B、大于0wt％且小于或等于0.5wt％的Ti，其余基本为Fe和不可避免的杂质；
ii)使高碳钢板奥氏体化；
iii)在维持奥氏体结构的同时冷却高碳钢板；
iv)在从贝氏体转变开始温度以下150℃至贝氏体转变开始温度的温度范围内使奥氏体化的高碳钢板等温转变，
其中，C、Mn、Cr和Ni的含量满足下面的式1，Si和Al满足下面的式2，高碳钢板包含精细结构，精细结构包括残余奥氏体和贝氏体，残余奥氏体在精细结构中的体积百分比在高于15vol％且不高于50vol％的范围内，贝氏体的体积百分比为50vol％以上且低于85vol％，
式1：(3.0-2.5×C)wt％≤(Mn+Cr+Ni/2)wt％≤8.5wt％
式2：(Si+Al)wt％≥1.0wt％。
8.如权利要求7所述的方法，其中，在等温转变中，执行等温转变一分钟至48小时。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在等温转变过程中，高碳钢板的贝氏体转变在高于50vol％且低于100vol％时结束。
10.如权利要求9所述的方法，其中，完成高碳钢板50vol％贝氏体转变所用的时间多于一分钟且少于三小时。
11.如权利要求8所述的方法，其中，贝氏体转变开始温度满足下面的式子：
贝氏体转变开始温度＝830-270×C(wt％)-90×Mn(wt％)-37×Ni(wt％)-70×Cr(wt％)-83×Mo(wt％)
其中，所述贝氏体转变开始温度的单位为℃。
12.如权利要求7所述的方法，其中，在输出辊道上以10℃/秒-50℃/秒的冷却速度执行冷却的步骤。
13.如权利要求12所述的方法，其中，通过卷绕高碳钢板执行等温转变。
14.如权利要求13所述的方法，其中，
贝氏体转变开始温度满足下面的式子：
贝氏体转变开始温度＝830-270×C(wt％)-90×Mn(wt％)-37×Ni(wt％)-70×Cr(wt％)-83×Mo(wt％)，
其中，所述贝氏体转变开始温度的单位为℃。
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