CN106133155A - 经冷轧的扁钢产品及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷轧的扁钢产品及其制造的方法。该扁钢产品具有≤320MPa的屈服极限Rp0.2，≥20％的断裂伸长率A80以及这样的组织，该组织具有62‑82％的铁素体、10‑30％的马氏体、1.5‑8％的残余奥氏体以及总共≤10％的其余组织成分。就此，扁钢产品由钢合金构成，该钢合金含有(以重量％计)：0.06‑0.1％的C、0.15‑0.4％的Si、1.5‑2％的Mn、0.2‑0.5％的Cr、0.1％的Al、≤0.03％的P、≤0.006％的S、≤0.008％的N、其它工艺上不可避免的杂质以及余量铁，杂质包含≤0.0006％的B、≤0.02％的V以及分别≤0.01％的Nb、Ti以及分别≤0.1％的Mo、Ni和Cu，其中C、Si、Mn和Cr的总含量≥2.3％并且≤2.8％并且Si和Al的总含量≤0.4％。为了制造这样的扁钢产品，首先制造冷轧的扁钢产品，将其随后在连续运行中加热至760‑860℃并在此处经过退火时间Gt，为此取决于扁钢产品的厚度适用Gtu≤Gt≤Gto,其中Gtu[s]＝3.56*D²[s/mm²]‑5.1*D[s/mm]+9.8s，Gto[s]＝‑21.4*D²[s/mm²]+132.8*D[s/mm]+47s。

Description

经冷轧的扁钢产品及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有至少320MPa的屈服极限的经冷轧的扁钢产品及其制造方法。

背景技术

本文讨论的这类扁钢产品通常是轧制产品，例如钢带或板材以及由此制成的坯料和板坯。

只要没有明确地另外说明，本申请中说明的钢组合成分的含量均以重量计。因此所有为详细限定的、与钢合金相关的“％数据”是指以“重量％”计的数据。

只要没有明确地另外说明，组织成分的数据分别基于面积百分比(面积％)。

高强度的扁钢产品尤其是在汽车制造领域中具有不断增加的重要性，因为这些扁钢产品实现了特别轻的车身结构和车架结构。取决于易腐蚀性、使用位置以及扁钢产品所使用的环境的侵蚀性，在此使用具有金属的保护涂层的扁钢产品。高强度的扁钢产品较小的重量并不仅仅有利于相应的驱动单元的技术性能的优化利用，而且也有助于能源效率、成本优化以及环境保护。

在扁钢产品中能够通过添加更大量的增强强度的合金成分以及合适的制造工艺而达到高的强度。尽管如此，与高合金成分以及复杂的制造工艺关联的成本与以经济的、更加工艺可靠的方式制造的尽可能低价的产品的要求是相对立的。因此该技术领域力求，通过节省高价的合金元素、例如微合金元素和钼，来降低高强度的扁钢产品的制造成本。

为了对于昂贵的增强强度的合金元素的最小化进行补偿而能够添加到高强度的钢中的低价获得的合金元素通常导致了晶界氧化的倾向并且在钢板的表面构成了氧化物，该氧化物影响了加工性能和表面特性。因此，尽管能够以已知的低成本的合金概念在许多情况下实现高要求的强度，却并不能确保对于汽车制造所设想的扁钢产品而言所期望的其它的性能，例如良好的韧性、良好的抗脆断性能、优化的冷成型和焊接的适用性。

在高于500℃的温度条件下由此这样产生晶界氧化，即，氧气通过沿着晶界从表面起始到钢基中的扩散过程而侵入。就此，氧气与这些具有比铁更高的氧亲和性的元素构成了氧化物，这些元素例如是硅、铝、锰和铬。这导致了晶界的明显的弱化以及在后期导致了整体晶粒从复合物上脱落。这特别在成型过程中造成了切口并且这样导致了过早的材料缺陷。这也类似地适用于覆层的材料。晶界氧化的切口效应也在覆层材料中产生。这额外地适用于这种情况，即，通过单个晶粒或整个粒面层的脱落，使得表面覆层的附着力严重减小并且导致了在表面复层中的缺陷直至造成表面覆层的完全剥落。

在EP 2 392 683 B1中描述了一种确定用于汽车制造应用的并且应该具备烘烤硬化特性的扁钢产品的实施例。由该公开已知的扁钢产品由钢制成，所述钢除了铁以及不可避免的杂质以外(以重量％计)含有大于0.015％且小于0.100％的C、0.01％-0.3％的Si、大于1.0％且小于1.90％的Mn、0.015％-0.05％的P、最高至0.03％的S、0.01-0.5％的不可溶解的Al、最高至0.005％的N、小于0.30％的Cr、0.0003-0.005％的B、小于0.014％的Ti、最高至0.1％的Mo、最高至0.4％的V,最高至0.015％的Nb,最高至0.15％的W,最高至0.1％的Zr,最高至0.5％的Cu、最高至0.5％的Ni、最高至0.2％的Sn、最高至0.2％的Sb,最高至0.01％的Ca、最高至0.01％的Ce以及最高至0.01％的La。与此同时，所述钢的合金应该满足条件：2.2≤(％Mn+1.3％x％Cr+8％P+150B*≤3.1以及0.42≤8x％P+150B*)≤0.73。B*是根据公式B*＝％B+％Ti x 0.2025+％Al x 0.01计算出的，并且当根据该公式而为了B*得出大于0.0022％的B*的数值时，将其设为0.0022％。在所述公式中，以％Mn、％Cr、％P、％B、％Ti以及％Al表示的是合金中相应的Mn含量、Cr含量、P含量、B含量、Ti含量以及Al含量。

此外，以前述的方式合金的已知的扁钢产品的组织应该具有由铁素体组成的组织以及由马氏体、残余奥氏体以及可选的珠光体或贝氏体组成的第二相。第二相的面积比例应该总共为3-15面积％并且马氏体和残余奥氏体所占第二相的总面积比例的面积比例为大于70％。此外，在晶界三相点处应该存在50％或更大的第二相的面积比例，其中将与三个或更多个铁素体晶界接触的晶粒定义为存在于晶界三相点处的第二相的晶粒。

从EP 2 392 683 B1中描述的实施例中显而易见的是，这种方式获得的已知的扁钢产品具有430-594MPa的抗拉强度以及201＝274MPa的屈服极限。为了制造这样的扁钢产品而在EP 2 392 683 B1中建议一种方法，其中，在Ar3-过渡点与Ar3-过渡点+150℃之间的终轧温度下，将加热至1100-1300℃的钢扁坯热轧，在热轧后以至少20K/S的冷却速率将其冷却至640℃并且随后在400-620℃的条件下卷绕。随后，将该热轧带钢以50％-85％的变形度冷轧。在大于740℃且小于840℃的退火温度下将所得到的冷轧带钢在连续的镀锌以及镀锌层扩散退火处理生产线中进行退火，随后以平均2-30K/S的冷却速率使其从退火温度冷却至保持在450-500℃的镀锌浴的温度。使这样退火处理的钢带通过镀锌浴。离开镀锌浴的扁钢产品随后根据已知方法的第一种变型直接以5-100K/S的平均冷却速率冷却到≤100℃的温度或者根据已知方法的第二种变型进行合金处理，其中在470-650℃的温度范围内保持30秒，以便于随后还是以5-100K/S的平均冷却速率冷却到≤100℃

发明内容

在前述的技术背景下本发明的任务在于提出一种扁钢产品，该扁钢产品在基于能够廉价获得的合金元素的合金成分的条件下具有对于汽车制造用途而言理想的性能组合。

同样地，也应该说明一种用于制造这样的扁钢产品的方法。

就该产品方面，本发明通过一种经冷轧的扁钢产品达成该任务，该扁钢产品具有在权利要求1中所述的特征。

就该方法方面，前述的任务的解决方案在于，在根据本发明的扁钢产品的制造中实施在权利要求5中说明的工序。

本发明基于一种钢合金，该钢合金的合金成分以及合金含量这样以窄界限相互匹配，即，在使用廉价的合金元素以及工艺可靠的要进行的制造的情况下分别达到了最大化的机械性能以及优化的表面特性。

根据本发明的钢合金的合金成分以及合金含量在此这样选择，即，在保证根据本发明规定的工序的情况下可靠地制造出具有一种性能组合的高强度的扁钢产品，该扁钢产品特别适合于轻结构的用途，尤其是汽车制造中的用途。

在根据本发明的扁钢产品中以0.06重量％至0.1重量％的含量而含有碳。为了通过形成足够量的马氏体而实现所期望的强度，至少0.06重量％的含量是必要的。与此相对，大于0.1重量％的含量则会对焊接适用性造成负面的影响。

在根据本发明的钢中，存在以0.15重量％-0.4重量％的含量的硅。0.15重量％的硅含量有助于铁素体的硬化。然而大于0.4重量％的Si含量则带来这样的风险，即，在与制造扁钢产品相关的所实施的退火处理中，在钢带表面形成硅氧化物，该硅氧化物可能会使后续加工以及可选地对于扁钢产品进行的覆层变得困难。

锰以1.5重量％的最含量确保了根据本发明的扁钢产品具有所需的强度。然而大于2重量％的Mn含量则会导致增大的制造时的复杂性。此外，大于2重量％的锰会有形成不期望的熔析的倾向。

在钢的制造期间将铝用于脱氧以及用于与氮结合。为此，最高至0.1重量％的含量是必要的。在0.02-0.05重量％的铝含量的情况下所期望的效果会更加工艺可靠地出现。

在根据本发明的扁钢产品中，铬同样地将强度增强。为此，需要至少0.2重量％的含量。然而过高的Cr含量会导致延伸性能的减弱。因此将铬含量限制在在最高0.5重量％。

根据本发明，这样确保碳、硅、锰和铬的存在带来的组合的强度增强作用，即，使得这些元素的在前述规定以内设置的的含量％C、％Si、％Mn、％Cr的总和至少为2.3重量％(％C+％Si+％Mn+％Cr≥2.3重量％)。以这种方式，可靠地达到所要求的强度，而无需为此向根据本发明的扁钢产品的钢中加入微合金元素或其它增强强度的元素。相反，如果C、Si、Mn和Cr的含量总和超过2.8重量％，扁钢产品的强度则不会继续增大。然而这却会引起断裂伸长率的不期望的减小。在这种情况下，根据本发明的扁钢产品的表面特性也会变差，因为C、Si、Mn和Cr的总含量过高会在高卷绕温度或退火温度的情况下显著促使晶界氧化。对于硅而言，这特别适用，并且额外地对于铝也适用。基于该原因，在根据本发明的扁钢产品中由Al含量％Al以及Si含量％Si构成的总和应最高为0.4重量％。

通过根据本发明而对于本发明的扁钢产品的合金含量进行调整，达到了这一前提条件，即，将晶界氧化限制在从钢基表面起始测量的5μm的深度。如果晶界氧化经更深的深度延伸，则会导致表面特性的明显变差。这表现为，例如作为防腐蚀保护而涂覆的覆层的较差的附着力。因此，由于比5μm更深地穿入钢基的晶界氧化，造成了上方的晶粒层的剥落以及在钢板的后续加工中造成问题。特别是在成型中，能够由此出现更高的切口效应，该切口效应能导致构件缺陷。而通过根据本发明使得碳、硅、锰和铬的含量总和限制在最大2.8重量％(2.3重量％≤％C+％Si+％Mn+％Cr≤2.8重量％)并且通过将硅含量％Si和铝含量％Al限制在最大0.4重量％(％Al+％Si≤0.4重量％)，则避免了上述的风险。

并没有在钢中设置其它合金元素。在根据本发明的钢板中，特别是B、V、Nb、Ti、Mo、Ni、Cu以非常小的比例存在，以至于这些元素对于扁钢产品的特性不具有任何影响并且算作工艺上不可避免的杂质。然而通过以有效量加入这些元素却会提高根据本发明的扁钢产品的强度。然而作为交换，则要接受扁钢产品的断裂伸长率以及n值降低这一结果。因此，对于钼、铜和镍而言含量上限为0.1重量％，对于铌和钛而言含量上限分别为0.01重量％，对于钒而言含量上限为0.02重量％以及对于硼而言含量上限为0.0006重量％。而P、S和N也算作根据本发明的扁钢产品的钢基的不可避免的杂质。

以较大含量的伴随元素磷会使得根据本发明的扁钢产品的成形性以及特别是在焊接中的接合性能变差。因此磷含量应该不超过0.03重量％的上限。以理想的方式，将P含量限制在小于0.02重量％。

由于MnS的形成，较大含量的硫同样也会对根据本发明加工的钢的成形性造成决定性的负面影响。基于该原因，根据本发明的扁钢产品的S含量最大允许为0.006重量％。为了可靠地排除硫对于根据本发明加工的钢的特性造成的负面影响，可以将S含量限制在最大0.003重量％。

根据本发明的类型的扁钢产品中，氮作为伴随元素以较小的、属于杂质的范围内的含量而存在。过高的氮含量却会决定性地使耐老化性变差。为了避免这种情况，在根据本发明加工的钢中，将氮含量的上限定为0.008重量％。

根据本发明的扁钢产品的屈服极限Rp0.2至少为320MPa。在实地试验中，根据本发明的扁钢产品通常达到了320-450MPa的屈服极限Rp0.2。

根据本发明的扁钢产品的抗拉强度在此为至少580MPa，其中就此根据本发明的扁钢产品的抗拉强度在实际应用中通常处于580-720MPa的范围内。

同时，根据本发明的扁钢产品具有分别最小20％的断裂伸长率A80，其中根据本发明的扁钢产品的断裂伸长率A80通常在20-36％的范围内。

为根据本发明的扁钢产品所测得的n值至少为0.13。在实际应用中，这些n值处于0.13-0.2。这些n值根据DINISO 10275:2009-06结合DIN EN ISO 6892-1:2009而作为n_10-20/Ag值来确定。

通过如前述地在根据本发明的扁钢产品中将晶界氧化限制在从成品扁钢产品的表面起始的、最大5μm的深度，根据本发明的扁钢产品具有对于通过成型或接合而进行的后续加工而言的良好的适合性。

根据本发明的扁钢产品由于自身的理想的表面特性而以特别的方式适合于，为了改善自身的耐腐蚀性而以已知的方式进行覆层。就此特别涉及到的是金属的覆层，例如基于Zn、Mg或Al的覆层。

根据本发明的扁钢产品的组织包含有62-82面积％的铁素体、10-30面积％的马氏体、1.5-8面积％的残余奥氏体以及总共最大为10面积％的其它组织组成部分，所述其它组织组成部分例如包含了珠光体、贝氏体以及渗碳体，也包括碳化物。

除了该结构中占主导的铁素体以及外存在的、10-30面积％的马氏体含量一方面确保了，在根据本发明的扁钢产品中达到所要求的强度值。同时这个马氏体含量还限制了，不会出现对于断裂伸长率造成影响的、强度的过度增大。

此外，在根据本发明的扁钢产品的组织中的1.5-8面积％的残余奥氏体有助于达到≥20％的高的最小断裂伸长率A80。以牺牲马氏体的含量作为代价而得到超过8面积％的残余奥氏体的含量，由此又产生了这样的风险，即，不能够达到根据本发明的扁钢产品的所要求的强度。

除了占主导的铁素体以及马氏体和残余奥氏体以外，还存在的其它组织组成成分是非常小的，以至于所述其它组织组成成分不会导致对于钢的机械性能、特别是其屈服极限Rp0.2的任何显著影响。

除了铁素体以外，在根据本发明的扁钢产品的组织中存在的其它相以及组织组成部分的总和，也即马氏体、残余奥氏体以及其它组织组成成分的总和以理想的方式为至少18面积％。以这种方式能够工艺可靠地确保了根据本发明合金的扁钢产品达到所要求的强度。

为了确保达到所期望的高断裂伸长率，与此同时能够将除了铁素体以外所存在的其它相限制在最高38面积％。就此也适用，在大于38面积％的其它相的总含量的条件下，会使根据本发明的扁钢产品的抗拉强度明显提高，然而因此却同样使得最小断裂伸长率明显减小。

在此总体而言并且就下文所示出的实施例而言所说明的根据本发明的扁钢产品的机械性能分别根据DIN EN ISO 6892-1:2009、按照DIN EN ISO 6892-1:2009的试样形状2(测量长度80mm、样本宽度20mm)而测得。长形试样在此来自带轴，也即来自于在带宽度的中央的位置。这些n值的确定在此也根据DIN ISO 10275:2009-06结合DIN EN ISO 6892-1:2009而作为n_10-20/Ag值来进行。

为了确定晶界氧化的从钢基的表面起始所测量的深度，由制成的扁钢产品沿着辊压方向从带轴通过带厚度制成30mm长的切片。为此，例如将试样嵌入合成橡胶中、在纵切面中打磨并且通过金刚石悬浮液抛光，这些试样的晶粒具有1μm的平均粒度。随后，以水或酒精将切片清洁，以便得到没有污点和条痕的表面。

在磨片图像中能够通过沿着晶界的暗影看出晶界氧化。在以1000：1放大的情况下在显微镜下以辊轧方向、经至少100μm的测量长度测量晶界氧化的深度。为了评估晶界氧化而采用穿透深度的最大值，也即，晶界氧化在钢基中最远穿透的位置上所测得的数值，并且具体为相对位置相对于表面而言的位置。对于晶界氧化的深度而就此制定并且根据本发明要遵循的标准因此意味着，所涉及的深度值构成在各个根据本发明的扁钢产品中不应超过的最大值。因此这并不等同于，该晶界氧化沿着特定的、更大的面积具有该数值。相反地，这个穿透深度是相对于更大面积而言分别经0μm(不能确定任何晶界氧化)直至根据本发明不超过5μm的相应最大值的范围区间而分布。

为了确定组织组成部分能够额外地以已知的方式这样准备为了晶界氧化的试验而制作的纵向切片，即，能够看出相应的组成部分。为此，能够通过适合的介质来蚀刻该纵向切片，例如通过含有3体积％的硝酸含量的硝酸酒精溶液。就此在反光显微镜中以1000倍放大的条件下以钢板的厚度的1/3或2/3的试样位置来进行观察。

残余奥氏体的确定通过显微衍射仪在同一个长形磨片上进行。在该测量期间，加速电压为35kV并且电流强度为30mA。就此探测下限为1％的残余奥氏体。

根据本发明的用于制造根据本发明的扁钢产品的方法包括一下工序：

a)将钢熔体熔融，该钢熔体(以重量％计)由0.06％-0.1％的C、0.15％-0.4％的Si、1.5％-2％的Mn、0.2％-0.5％的Cr、最高至0.1％的Al、最高至0.03％的P、最高至0.006％的S,最高至0.008％的N以及其它工艺上不可避免的杂质组成以及作为剩余部分由铁组成，其中C、Si、Mn和Cr的含量总和至少等于2.3％并且最大等于2.8％并且Si和Al的含量的总和最大等于0.4％，所述杂质包含≤0.0006％的B、≤0.02％的V、以及分别≤0.01％的Nb,Ti以及分别≤0.1％的Mo、Ni和Cu；

b)将钢熔体铸成半成品，该半成品是扁坯或薄扁坯；

c)将所述半成品彻底加热至1100-1300℃的温度；

d)可选地对经彻底加热的半成品去除铁鳞并且粗轧；

e)将半成品热精轧成经热轧的扁钢产品，其中在热精轧开始时的半成品的温度(AT)是1050-1150℃并且在热精轧结束时的已热精轧的扁钢产品的温度(ET)为800-950℃；

f)将已热精轧并且可选地事先保持经过间隔时间的扁钢产品冷却到500-650℃的卷绕温度(HT)；

g)将冷却到卷绕温度(HT)的经热轧的扁钢产品卷绕；

h)将经热轧的扁钢制品在卷材中冷却至室温；

i)将冷却后的热轧过的扁钢产品去除铁鳞；

j)将热轧过的扁钢产品冷轧成冷轧的扁钢产品，其中通过冷轧而达到的冷轧度为40-85％并且完成冷轧的扁钢产品的厚度是0.6-2.9mm；

k)在连续运行中对冷轧的扁钢产品进行退火，其中扁钢产品首先在一个或多个步骤中达到760-860℃的退火温度(GT)并且随后经退火时间(Gt)而保持在该退火温度范围内，该退火时间处于退火时间范围内，该退火时间范围的下限Gtu以及上限Gto取决于冷轧的扁钢产品的相应的厚度D而如下计算出：

Gtu[s]＝3.56*D²[s/mm²]–5.1*D[s/mm]+9.8s

Gto[s]＝-21.4*D²[s/mm²]+132.8*D[s/mm]+47s；

l)将已经退火的扁钢产品在一个或多个步骤中冷却至400-550℃的中间温度ZT，其中冷却至少在550-650℃的温度范围内以2-100K/S的冷却速率进行；

m’)将冷却至中间温度ZT的扁钢产品熔融浸镀；

或者

m”)以0.1-50K/S的冷却速率RK将扁钢产品从中间温度直接冷却至室温。

因此，在工序a)中将与根据本发明为扁钢产品设定的合金相应而组成的钢熔融，将该钢浇铸成半成品。这能够在常规的扁坯铸造或者在薄扁坯铸造中进行。

随后，将相应的半成品在工序b)中彻底加热至1100-1300℃。在已将熔体浇铸成扁坯的情况下，为此将得到的扁坯再次加热至1100-1300℃，而通过薄扁坯铸造而得到的薄扁坯则以理想的方式自铸造热度而保持在该温度范围内。如果需要，自然也能够就此实施再次加热。

只要这鉴于要热轧制成的扁钢产品的厚度方面必要，在1100-1300℃的条件下彻底加热的半成品在工序d)中就可选地以通常的方式去除铁鳞并且粗轧。当加工较大厚度的扁坯时，通常去除铁鳞以及粗轧是必要的。相反地，当对具有当前常见的尺寸的薄扁坯进行加工的情况下，通常则能够免除该步骤，特别是粗轧。

将在必要的情况下经粗轧的半成品热精轧成具有最大6mm的厚度的热轧的扁钢产品(工序e))。在半成品进入到热精轧装置中时的温度AT为1050–1150℃。已经热精轧的扁钢产品以800-950℃的温度ET离开热精轧装置。

在热精轧后，所得到的经热轧的扁钢产品在工序f)中以30-300K/S、特别是70K/S的平均冷却速率冷却到500-650℃的卷绕温度。就此决定性的是保证卷绕温度，而冷却的实施则可以匹配于现有的设施。因此，优选地借助于水来进行冷却，其中水冷却能够通过多段间隔时间来中断，在这些间隔时间中仅仅通过周围气氛(空气)对钢带进行冷却。就此，能够考虑水冷却阶段和空气冷却阶段的尽可能各种不同的组合。

此外，证实为适当的是，在精轧结束与冷却开始之间保持1-15秒的平均间隔时间，在该间隔时间中经热轧的扁钢产品停留在空气中。以这种方式，在热轧带钢中达到了均匀的再结晶状态，在冷却中该状态带来了组织的均匀的转换。这既对于热轧带钢的机械性能的一致性又对于热轧带钢的平整度具有正面作用。

在通过冷却所达到的卷绕温度HT的条件下，随后将各个经热轧的扁钢产品卷绕成卷材(工序g))。低于500℃的卷绕温度会导致明显更高的强度以及屈服极限并且不必要地使得随后的冷轧变得困难。高于650℃的温度则增加了晶界氧化的风险。因此应该在650℃的最大卷绕温度的条件下进行卷绕。鉴于根据本发明制成的扁钢产品的力求达到的特性而言，530-600℃的卷绕温度已证实为是特别有利的。

经热轧的扁钢产品随后在卷中冷却至室温(工序h))。

在卷材中冷却后，使经热轧的扁钢产品经过去除铁鳞处理，其中将扁钢产品通过酸洗或者以其它适合的方式去除在自身上附着的铁鳞(工序i))。

在鉴于对于表面特性的优化方面的一种实际应用的变型中，通过酸洗进行去除铁鳞，其中使扁钢产品经30-250秒的酸洗时间Bt引导通过注满酸洗用酸的酸洗池。酸洗用酸例如可以是加热至70-98℃的25％的硫酸(H2SO4)。就此在实际试验中，85-95℃的洗浴温度证实为是特别有利的。如果酸洗时间过短，则在铁鳞侵蚀加剧的情况下存在铁鳞残留物保留在钢带表面的风险。

酸洗处理的好处还在于，通过与酸洗伴随的材料剥蚀而将接近表面的可能由晶界氧化而侵蚀的覆层去除。然而在过长的酸洗时间的情况下会使得过多材料被去除，从而造成表面不规则性。这可能在完成冷轧的扁钢产品上造成带钢厚度的波动以及由此引起的不一致的机械性能。不规则构造的表面还会在应该以金属的保护层来覆盖成品扁钢产品的情况下导致不规则的覆层构造。这特别适用于通过热浸镀层来施加覆层的情况。

在接下来的工序j)中，将经热轧的扁钢产品冷轧成具有0.6-2.9mm的厚度的经冷轧的扁钢产品。通过该冷轧而达到的冷轧度KWG为40-85％(KWG＝(dW-D)/dW*100％，其中dW＝冷轧前的扁钢产品的厚度并且D＝完成冷轧的扁钢产品的厚度)。

经冷轧的扁钢产品随后在工序k)中经历在连续运行中完成的退火工序。就此使该钢带以一个或多个步骤达到760-860℃的退火温度GT并且经退火时间GT而保持该退火温度范围内，为此适用Gtu≤Gt≤Gto。以秒为单位给出的退火时间Gt的下限Gtu和上限Gto在此取决于以mm为单位给出的冷轧的扁钢产品的厚度d而如下计算：

Gtu[s]＝3.56*D²[s/mm²]–5.1*D[s/mm]+9.8s

Gto[s]＝-21.4*D²[s/mm²]+132.8*D[s/mm]+47s

不允许低于最小退火时间Gtu和760℃的最小退火温度，因为如若不然则会以较小比例形成奥氏体。这在接下来的冷却中会导致较小比例的马氏体以及因此导致屈服极限以及抗拉强度的降低。此外必须确保的是，特别在较厚的钢带的情况下达到完全的彻底加热。否则就会鉴于钢带宽度而言，在冷轧的扁钢产品的侧面边缘处会产生明显不同于其中部的组织。同样地也适用于在整个钢带厚度上进行的观测。在过短的退火时间Gt并且过低的退火温度GT的情况下，在表面的区域内会产生明显不同于扁钢产品的厚度的中部的组织。这造成了非常分散的机械性能。相反，通过遵循根据本发明就退火时间Gt以及退火温度GT制订的规定，则会得到一种扁钢产品，其特征在于具有特别均匀的特性分布。在超出最大退火时间Gto或退火温度GT高于860℃的情况下，则存在导致晶界氧化或在扁钢产品的表面形成不期望的氧化物的风险。通过本发明的方法所避免产生的不期望的氧化物包含：铁氧化物、锰氧化物、铝氧化物、硅氧化物或者铬氧化物。

为了去除铁鳞以及剥除附有晶界氧化物的表面覆层，在冷轧前将热轧的扁钢产品酸洗。为此，鉴于晶界氧化的最小化，在根据本发明的规定范围以内，使卷绕温度HT、退火温度GT、退火时间Gt以及酸洗时间Bt根据以下公式而协调匹配：

(HT*GT*Gt)/Bt²≤50000

在遵循该条件以及参照根据本发明的其余规定的条件下，能够确保将晶界氧化始终限制在钢基的表面处，其深度最大为5μm。同时通过遵从该条件可靠地避免了还会降低扁钢产品的强度的过粗的组织的形成。

在退火后，将冷轧的扁钢产品冷却至400至550℃的中间温度ZT(工序l))。这个冷却能够以一个或多个步骤来进行。决定性的是，在650℃至550℃的温度区间内保证至少2K/S并且最大100K/S的冷却速率。以这种方式能够在根据本发明合金的扁钢产品中尽可能地避免珠光体的形成。在组织中大比例的珠光体会导致强度的降低。如果冷却速率超过100K/S，则会由此形成过大比例的马氏体，过大比例的马氏体又会导致断裂伸长率的明显减小。

在400℃值550℃的中间温度的条件下，根据第一种变体能够进行扁钢产品的熔融浸渍镀层。优选地，为此使用具有至少75重量％的比例的锌的镀层浴。在熔融浸渍镀层后，可选地进行镀锌层退火处理，其中实施再加热至最大450-550℃。随后，实施接下来至室温的冷却。熔融浸渍镀层的条件与可选地实施的镀锌层退火处理的条件在此都与现有技术中常见的相应。

替代熔融浸渍镀层能够根据本发明的方法的第二种变体将扁钢产品从中间温度开始无需覆层处理地在一个或多个步骤中以0.1K/S至50K/S的冷却速率连续冷却至室温。可选地，在该变体中能够在冷却至室温以后进行电解覆层。

无关于是否扁钢产品设有覆层或者保持为未处理的，能够可选地平整轧制该扁钢产品，其中所述平整轧制应该以最大1.5％的冷轧度进行。如果应用更高的平整轧制度，屈服极限就会升高，然而为此却也要承担过高的断裂伸长率损失。

附图说明

在下文中，参照示出了实施例进一步说明本发明。

图1示意性地示出了从钢带轴取下的扁钢产品样本的显微照片的部分放大图，为了确定出晶界氧化物的最大穿透深度KGO而以沿着辊轧方向的切片的形式制成该显微照片。

具体实施方式

在以下文中单独说明的方式制成的扁钢产品上确定的相应的晶界氧化物的穿透深度KGO1、KGO2、……因此沿着以辊轧方向校准的、100μm的测量长度这样得出，即，所述穿透深度以在厚度方向T上(即横向于样本的纵向延伸L)测得的、在钢基ST的表面O与钢基ST中的点之间相应的间距的形式而得出，其中在所述点处，不再能够在相应的测量位置点确定出任何晶界氧化物。在此可能以金属的保护层B来覆盖钢基ST。在这种情况下，也从钢基ST的表面O起始来实施相应的穿透深度KGO1、KGO2、……的测量。

由此，从这样系统性地以沿着纵向L分布的间距所测定的测量值KGO1、KGO2、……的集合中确定出最大值(在图1中为测量值“KGO2”)并且将其以晶界氧化物的穿透深度“KGO”的形式对应于所研究的相应的扁钢产品。

为了检验本发明，将具有在表格1中给出的成分的根据本发明的熔体A-H以及额外两个并非参照本发明的对比熔体I、J熔融并浇铸成扁坯。

作为半成品的这些扁坯随后在试验1-37中彻底加热至粗轧温度VT并且以该温度以常规的方式粗轧。

随后，以热轧初始温度AT将这些扁坯引入热精轧设备，在该设备中同样以常规的方式将其热精轧成具有厚度dW的经热轧的扁钢产品。

经热精轧的扁钢产品以热精轧最终温度ET离开热精轧设备并且随后以30-300K/S的冷却速率冷却至卷绕温度HT。在此，在热轧的结束与冷却的开始之间分别有平均间隔时间Pt。

将冷却至卷绕温度HT的经热轧的扁钢产品卷绕成卷材并且以卷材的形式冷却至室温。

接下来，在酸洗时间Bt以内使经热轧的扁钢产品通过加热至90℃的浸酸浴，该浸酸浴由25％的硫酸(H₂SO₄)组成。

随后将这样酸洗后的扁钢产品分别以冷轧度KWG冷轧成具有厚度D的冷轧的扁钢产品。

使已经冷轧的扁钢产品在连续的运行中经历退火处理，其中使这些扁钢产品经过退火时间Gt而保持在退火温度GT。

在退火后，使扁钢产品从退火温度GT起始以冷却速率AK冷却至中间温度ZT，从该中间温度开始，随后以冷却速率RK将这些扁钢产品冷却至室温。

使这些扁钢产品经历不同的表面处理。因此除了未处理的试样以外还将一些试样热浸涂层、将一些其它的试样热浸涂层并且镀锌层退火处理以及将另外一些其它的试样电解镀层。

最终，冷轧的扁钢产品经历平整轧制，其中以冷轧度D°来冷轧这些扁钢产品。

在表格2a和2b中，为了试验1-37而列出了相应处理的半成品的钢合金以及相应的工艺参数，即，粗轧温度VT、热轧初始温度AT、热轧最终温度ET、间隔时间Pt、卷绕温度HT、热带钢厚度dW、酸洗时间Bt、冷轧度KWG、冷轧的扁钢产品的厚度d、退火温度GT、退火时间Gt、冷却速率AK、冷却温度ZT、第二冷却阶段的相应的冷却速率RK、平整轧制程度D°以及结果Gt*GT*HT/Bt²。在列“OF”中，通过“U”表示出保持未覆层的样本，通过“SB”表示出仅仅热浸涂层的样本、通过“SB，GA”表示出热浸涂层并且镀锌层退火处理的样本，并且以“EB”表示出电解镀层的样本。在此既鉴于分别加工的扁坯的合金也鉴于以根据本发明的方式的工艺参数而进行这些试验1-32，而相比之下在试验33-37中，至少处理的钢的合金或者其中一个工艺参数并不是按照本发明的。

对于在试验1-37中所获得的冷轧的扁钢产品，以上文已经说明的方式来确定出屈服极限Rp0.2、抗拉强度Rm、断裂伸长率A80、n值、穿透深度KGO以及铁素体含量F、马氏体含量M、残余奥氏体含量RA、其它组成成分的“其它含量”的总和以及由马氏体含量M、残余奥氏体含量RA和“其它含量”的总和构成的总和∑。在表格3a和3b中总结出这些试验的结果。

这些结果示出了，根据本发明合金的并且在根据本发明实施的试验1-32中制成的扁钢产品在大于330MPa的屈服极限Rp0.2以及大于580MPa的抗拉强度的条件下分别达到了大于21％的断裂伸长率A80。

如在钢I的实施例中说明的，如果相应的扁钢产品的钢具有过高的C、Mn、Cr和Si的含量总和，那么即使就其余方面而言以根据本发明的方式制造该扁钢产品(参照试验33)，由非根据本发明的钢制成的扁钢产品相反地不能够达到所需求的至少20％的断裂伸长率。

与本发明的设置相反地，对比合金J含有有效含量的钛，这意味着，即使在其它方面都以与本发明一致的方式进行制造的情况下(试验33)，虽然提高了强度值，但是却不能够达到所需要的断裂伸长率。而能够为该实施例确定的n值也过低。

虽然基于根据本发明而合金的钢熔体A然而却由于与本发明建议相反的过短的酸洗时间而并非按照本发明而操作的试验37证实了，足够长的酸洗时间并不仅仅能够从钢带表面去除可氧化的残余物而是还能够这样地去除刚开始形成的晶界氧化物，即，使得晶界氧化物的深度保持限制在根据本发明所规定的区域内。

虽然同样地基于根据本发明合金的钢A但是就冷钢带的退火时间而言并没有根据本发明处理的对比试验36额外地证实了，过长的退火时间也会带来晶界氧化并且造成明确高于根据本发明允许的5μm的上限的穿透深度。通过在冷却后的过长的退火时间也使得在试验36中制成的扁钢产品的组织的除铁素体以外的其它的组成成分的总和过小，也即由马氏体、残余奥氏体以及其它相构成的总和过小。

最后，对比试验35显示，在达不到根据本发明规定的对冷轧的扁钢产品的退火的最小时长的情况下，会形成过少的奥氏体。这带来的后果是，形成过低含量的马氏体的含量以及因此引起形成除铁素体以外所含有的组织组成部分的过低的总和，由此使得相比于根据本发明制成的扁钢产品而言、在对比试验35中制成的扁钢产品的机械性能降低。

表格3a

表格3b

Claims (15)

1.一种冷轧的扁钢产品，所述扁钢产品具有至少320MPa的屈服极限Rp0.2、至少20％的断裂伸长率A80以及一种组织，所述组织具有(以面积％计的)62-82％的铁素体、10-30％的马氏体、1.5-8％的残余奥氏体以及总和最大为10％的其它组织组成部分，其中所述扁钢产品由如下组成的钢合金组成(以重量％计)：

C:0.06％-0.1％,

Si:0.15％-0.4％,

Mn:1.5％-2％,

Cr:0.2％-0.5％,

Al:≤0.1％,

其中C、Si、Mn和Cr的含量总和至少等于2.3％并且最高等于2.8％并且Si和Al的含量总和最高等于0.4％，

P:≤0.03％,

S:≤0.006％,

N:≤0.008％,

其它工艺上不可避免的杂质，所述工艺上不可避免的杂质包含≤0.0006％的B、≤0.02％的V以及分别≤0.01％的Nb和Ti以及分别≤0.1％的Mo、Ni和Cu,

余量铁。

2.根据权利要求1所述的扁钢产品，其特征在于，所述扁钢产品的Al含量为0.02-0.05重量％。

3.根据前述权利要求中任意一项所述的扁钢产品，其特征在于，相对于分别所考虑的整体面积而言，所述扁钢产品的组织的马氏体、残余奥氏体以及其它组织组成部分的总和至少为18面积％。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的扁钢产品，其特征在于，相对于分别所考虑的整体面积而言，所述扁钢产品的组织的马氏体、残余奥氏体以及其它组织组成部分的总和最大为38面积％。

5.一种用于制造根据权利要求1至4中任意一项所述构造的扁钢产品的方法，所述方法包含以下工序：

a)将钢熔体熔融，所述钢熔体(以重量％计)由0.06％-0.1％的C、0.15％-0.4％的Si、1.5％-2％的Mn、0.2％-0.5％的Cr、最高至0.1％的Al、最高至0.03％的P、最高至0.006％的S,最高至0.008％的N以及其它工艺上不可避免的杂质组成以及作为剩余部分由铁组成，其中C、Si、Mn和Cr的含量总和至少等于2.3％并且最大等于2.8％并且Si和Al的含量的总和最大等于0.4％，所述杂质包含≤0.0006％的B、≤0.02％的V、以及分别≤0.01％的Nb,Ti以及分别≤0.1％的Mo、Ni和Cu；

b)将所述钢熔体浇铸成半成品，所述半成品是扁坯或薄扁坯；

c)将所述半成品彻底加热至1100-1300℃的温度；

d)可选地对经彻底加热的所述半成品去除铁鳞并粗轧；

e)将所述半成品热精轧成经热轧的扁钢产品，其中所述半成品在热精轧开始时的温度(AT)是1050-1150℃并且在热精轧结束时已热精轧的扁钢产品的温度(ET)为800-950℃；

f)将已热精轧并且可选地事先保持经过间隔时间的扁钢产品冷却到500-650℃的卷绕温度(HT)；

g)将冷却到卷绕温度(HT)的经热轧的扁钢产品卷绕；

h)将经热轧的扁钢产品在卷材中冷却至室温；

i)将冷却后的经热轧的扁钢产品去除铁鳞；

j)将经热轧的扁钢产品冷轧成经冷轧的扁钢产品，其中通过冷轧而达到的冷轧度为40-85％并且完成冷轧的扁钢产品的厚度是0.6-2.9mm；

k)在连续运行中对经冷轧的扁钢产品进行退火，其中扁钢产品首先在一个或多个步骤中达到760-860℃的退火温度(GT)并且随后经退火时间(Gt)而保持在该退火温度范围内，该退火时间处于退火时间范围内，该退火时间范围的下限Gtu以及上限Gto取决于经冷轧的扁钢产品的相应的厚度d而如下计算出：

Gtu[s]＝3.56*D²[s/mm²]–5.1*D[s/mm]+9.8s

Gto[s]＝-21.4*D²[s/mm²]+132.8*D[s/mm]+47s；

l)将已经退火的扁钢产品在一个或多个步骤中冷却至400-550℃的中间温度ZT，其中冷却至少在550-650℃的温度范围内以2-100K/S的冷却速率进行；

m’)将冷却至中间温度ZT的扁钢产品熔融浸镀；

或者

m”)以0.1-50K/S的冷却速率RK将扁钢产品从中间温度直接冷却至室温。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在热轧(工序e))与冷却(工序f))之间将以已热精轧的所述扁钢产品经1-15秒的间隔时间而保持在空气中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，以30-300K/S的冷却速率对经热轧的所述扁钢产品进行冷却。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述卷绕温度(HT)为530-600℃。

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其特征在于，为了去除铁鳞(步骤i))而将经热轧的所述扁钢产品这样酸洗，即，经30-250秒的酸洗时间Bt、将所述扁钢产品引导通过注有酸洗用酸的酸洗池。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据以下公式来协调所述卷绕温度HT、所述退火温度GT、所述退火时间Gt以及所述酸洗时间Bt：

(HT*GT*Gt)/Bt²≤50000。

11.根据权利要求5-10中任意一项所述的方法，其特征在于，所述扁钢产品设有熔融浸渍镀层(工序m’))并且随后经历镀锌层退火处理。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，为了镀锌层退火处理而将已经熔融浸渍镀层的扁钢产品加热至450-550℃的温度。

13.根据权利要求5-10中任意一项所述的方法，其特征在于，在已经退火过的扁钢产品冷却到400-550℃的中间温度ZT(工序l))后将所述扁钢产品直接冷却至室温(工序m”))并且随后以抗腐蚀保护层来电解覆层。

14.根据权利要求5-13中任意一项所述的方法，其特征在于，最后对所述扁钢产品进行平整轧制。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，经平整轧制而达到的冷变形程度最大等于1.5％。