CN108138253B - 扁钢产品和通过这种扁钢产品的成型生产的钢制构件 - Google Patents

扁钢产品和通过这种扁钢产品的成型生产的钢制构件 Download PDF

Info

Publication number
CN108138253B
CN108138253B CN201680058258.4A CN201680058258A CN108138253B CN 108138253 B CN108138253 B CN 108138253B CN 201680058258 A CN201680058258 A CN 201680058258A CN 108138253 B CN108138253 B CN 108138253B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flat product
coating
steel
content
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201680058258.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108138253A (zh
Inventor
哈拉尔德·霍夫曼
马蒂亚斯·舍尔默
英戈·托马斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of CN108138253A publication Critical patent/CN108138253A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108138253B publication Critical patent/CN108138253B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0278—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a particular surface treatment
    • C21D8/0284—Application of a separating or insulating coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/565—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of zinc

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

本发明涉及扁钢产品，保证良好强度、可热成型和冷成型及焊接性能和轻微的裂纹延迟形成趋势最优组合。扁钢产品有Zn镀层，其在因生产过程进入Zn镀层的组分外有5‑20重量％Ni或Mo，钢制基板的钢有强制组分：C0.1‑1.0％，Mn10‑30％，Al0.3‑2.5％；余下成分：铁和杂质；一种或多种选择组分：Ni0.1‑2％，Mo0.1‑2％，Si≤3％，Cr、Cu各≤5％，P≤0.1％，S≤0.03％，Ti、Nb、V、Zr、Co各≤0.5％，W≤0.5％，Sn、Sb、As总量≤0.5％，Ca≤0.015％，B≤0.1％，SEM≤1％，N≤0.1％，协调Zn镀层和钢制基板的组成使平均电势差值≤0.44V。

Description

扁钢产品和通过这种扁钢产品的成型生产的钢制构件
技术领域
本发明涉及一种由具有高锰含量的高强度钢生产的扁钢产品，该扁钢产品适用于成型并且具有针对由自由氢而引发的裂纹形成的良好的抗性。为了防腐蚀在该扁钢产品的钢制基板上覆有Zn镀层。
此外本发明涉及一种钢制构件，其通过成型这种的扁钢产品来生产。
在此，当提及扁钢产品时，那么由此也指通过辊轧处理得到的钢制带材，钢制板材和由此得到的扁坯，裁切件或类似的产品。
只要在此涉及合金组成给出关于合金元素含量的数据，那么这些数据总是关于重量，除非有其它明确说明。
背景技术
在用于车身构件和类似应用所确定的钢和由其生产的扁钢产品中必需确保其能够良好焊接并且尤其不会具有由焊接过程所引起的、在各个焊接位置区域中出现裂纹形成(“焊缝开裂”)的趋势。
“焊缝开裂”是指通过浸入晶界的介质(例如来自镀层的锌，来自焊接添加材料的Cu)引起的晶界弱化，由于冷却应力，这种晶界弱化会导致裂纹。由此，例如在焊接镀锌板材时会出现作为防腐蚀镀层施加在钢制基板上的锌由于高的焊接温度而熔化并在晶界处侵入钢板。在接下来的冷却中在这些晶界上出现可引起晶间开裂的应力。
用于车身构件的扁钢产品在实际使用中出现的负载下长时间使用后也不允许倾向于形成氢致开裂，即所谓的“延迟开裂”，其可能会对构件和由其生产的车身的强度和稳定性有危险的后果。在此，在实际应用中确定，在镀锌构件中，尽管有通过镀锌层所提供的腐蚀防护，在明显较短的时间段之后仍出现了第一批裂纹，这些裂纹由逸出的氢诱发。
此处所涉及的这种类型的高锰含量超高延展性钢容易在成型为构件后延迟开始形成裂缝原则上是已知的。氢致开裂的抗性在所谓的冲杯实验中测量(EP 2 402 472 A1)。这里，从冷轧扁钢产品上截取具有所定义直径，例如150mm的板材圆片，由这些板材圆片利用同样具有所定义直径的冲头深冲为钵状杯子，冲头的直径通常为圆片直径的一半(圆片直径/杯子直径比例＝2.0(“拉深比”))。在冲杯实验中制出的“杯子”在其自由边缘区域中具有不存在防腐蚀镀层的裸露切边。同时，在该切边上由于此处出现的变形而存在高应力。由此，总体上，在所涉及的边棱上出现了对于氢致开裂特别高敏感性的前提条件，这些条件使得这些杯子非常适合作为测试对象。
镀锌杯子上的基本反应机制可以看作在两个分步中进行的反应，如G.Reumont等人的“The effects of an Fe-Zn intermetallic-containing coating on the stresscorrosion cracking behavior of a hot-dip galvanized steel”,Elsevier ScienceB.V.,Surface and Coatings technology 139(2001)，265-271页中所述。由此，锌层的金属以离子的形式进入溶液。对应于电荷数，电子保留在材料中。同时，这些电子将存在于腐蚀介质中的氢离子在材料表面上还原为氢原子。这些氢原子以被吸收的形式存在并能够被吸收进材料中。被吸收的氢在钢中可通过形成裂纹而导致迅速损坏。由其是具有超过1000MPa抗拉强度的钢非常容易发生这种现象，如在H.Mohrbacher的“Delayed crackingin ultra-high strength automotive steels:Damage mechanismus and remediesbymicrostructural changes”,NiobelConbvba,Schelde Belgium中说明的那样。
根据ASTM F 2078对外源氢和固有氢进行了区分。由此，固有氢的作用(IHE＝内部氢脆，Internal Hydrogen Embrittlement)基于在使用阶段之前就已经引入的氢，也就是说引起损伤的氢已经由于生产所限而存在于钢制基板中。
具有TRIP效应的钢失效机制是已知的。奥氏体，这里优选残余奥氏体可以比铁素体组织结构多溶解约一个数量级的氢。如果在TRIP效应中残余奥氏体转化为了马氏体，那么氢会被从马氏体中排出，这导致了高的局部氢含量并由此导致了形成裂纹的危险，这种裂纹的形成在高负载情况下会导致相应构件的失效。
本发明尤其涉及避免由固有氢(IHE)和外源氢引起的裂纹形成(EHE，外部氢脆，External Hydrogen Embrittlement)的措施。
在文献中讨论了关于由氢引起的失效的不同理论。但目前还没有一种理论可以最终被普遍接受。
但试验显示，通过含锌的、用热浸镀或者电解沉积施加的镀层(“Z”或“ZE”)会促进氢致开裂。由此，当在含锌镀层上存在损伤时，在设置有锌镀层的钢板上也会出现腐蚀效应，氢形成和钢制基板的氢吸收。在实际使用中，这种损伤例如通过石块击打产生。当从镀锌扁钢产品上裁切板坯并将其成型为构件时，不可避免产生的板材切边同样会受到威胁。从这些受损的位置出发最终会产生裂纹并促进其扩张。
由其在用于车身构件的这种钢中，当由这种钢制成的相应的扁钢产品为了生产相应的车身构件而多次变形时，这种钢本身不允许产生氢致开裂。否则在这种构件中，在实际使用中出现的负载下，通常在一段较长的使用时间后才会出现的“延迟开裂”也会对相应构件的强度和稳定性产生危险的后果。
已经做过多次尝试，为车身制造和类似应用领域提供具有良好的成型性和机械特性的钢，这些钢在目的性的应用方面做了优化，并且同时对氢致延迟开裂不敏感。
由EP 2 090 668 A1中已知一种钢的组成，其具有TWIP特性并为此在铁和不可避免的杂质以外还具有(单位为重量％)0.05-0.78％的C和11-23％的Mn以及额外地具有分别最大5％地Al和Cr，最大2.5％的Ni，最大5％的Si，和最大0.5％的V。Ni含量和Mn含量总和优选在11.0-23重量％，尤其在11-15.9重量％范围内，但对此未给出理由。这里，避免由于钢制基板中的氢的存在而引起的延迟开裂的问题并没有被提及。与此相应，EP 2 090 668 A1中没有任何实施例含有有效含量的Ni。
在高韧性，高强度和减小的易开裂性之外还具有优化的成型性的轻质钢的实例在WO 2007/075006 A1中有说明。其中所给出的钢在铁和不可避免的杂质之外还具有(重量％为单位)0.2-1.5％的C，10-25％的Mn，0.01-3.0％的Al，0.005-2.0％的Si，最大0.03％的P，最大0.03％的S和最大0.040％的N以及分别选择性的0.1-2.0的Cr，0.0005-0.01％的Ca，0.01-0.1％的Ti，0.001-0.020％的B。这样进行合金的钢可以特别好地利用防腐蚀镀层来涂覆。
由EP 2 402 472 A1中已知较高强度、可冷成型的钢和由这种钢生产的扁钢产品，在这些钢和扁钢产品中，在良好的强度，热成型性和冷成型性的同时保证了焊接性能和较小的延迟开裂趋势的最优组合。为了达到这一点，该已知的钢包含(重量％为单位)：C：0.1-1.0％，Mn：10-25％，Si：最大0.5％，Al：0.3-2％，Cr：1.5-3.5％，S：＜0.03％，P＜0.08％，N：＜0.1％，Mo：＜2％，B：＜0.01％，Ni：＜8％，Cu：＜5％，Ca：最大0.015％，选自组别“V，Nb”中至少一种元素的含量如下：Nb：0.01-0.5％，V：0.01-0.5％以及选择性含有Ti：0.01-0.5％，并且其余为铁和不可避免的、由生产所导致的杂质。在此钢中可选择性地存在Ni，以提高钢的断裂延伸率和韧性。
发明内容
在先前所总结的现有技术的背景下，本发明的目的在于给出一种钢和由其生产的扁钢产品，其在具有在良好的强度，热成型性和冷成型性的同时保证了焊接性能和较小的延迟开裂趋势的最优组合。
在扁钢产品方面，本发明通过在权利要求1中给出的扁钢产品来解决该目的。
在钢制构件方面，上述目的如此解决，即通过成型根据本发明的扁钢产品来生产这种构件。
本发明有利的设计方案在从属权利要求中给出并且随后与总体发明思想一起详细说明。
因此，将设定用于冷成型的扁钢产品一方面涂覆金属锌镀层，该镀层基于锌，并在由于生产过程而进入到该Zn镀层中的组分外，选择性额外还含有分别5-20重量％的Ni或Mo。这里，Mo和Ni不仅可以单独地，也可以彼此组合地存在于根据本发明的镀层中。
根据本发明的扁钢产品的钢制基板另一方面由这样的钢制成，作为强制组分其含有(重量％为单位)
C：0.1-1.0％，
Mn：10-30％，
Al：0.4-2.5％，
其余为铁和不可避免的杂质，
并且该钢可额外地具有下列所述元素中的一种或者多种作为选择组分，其含量为：
Ni：0.1-2％，
Mo：0.1-2％，
Si：最大3％，
Cr，Cu：分别最大5％，
P：最大0.1％，
S：最大0.03％，
Ti，Nb，V，Zr，Co：分别最大0.5％，
W：最大0.5％，
Sn，Sb，As：总量最大0.5％，
Ca：最大0.015％，
B：最大0.1％，
稀土金属(SEM)：最大1％，
N：最大0.1％。
这里，根据本发明的扁钢产品的Zn镀层和钢制基板的组成如此彼此协调，使得该Zn镀层和该钢制基板之间的平均电势差值最大为0.44V。
本发明由这样的认知出发，即根据本发明的扁钢产品的钢制基板的元素和锌镀层的元素之间的电化学势差在减小氢致脆化方面有着特殊意义。由此对由根据本发明的扁钢产品在上面所说明的冲杯实验中成型出的杯子，在根据本发明设定为最大值的0.44V的平均电势差之下，在腐蚀性环境氛围中不会出现杯子损伤。
因此，在钢制基板和Zn镀层的组成根据这种规定协调过时，钢制基板中氢吸收的驱动力非常显著减小，使得在由该扁钢产品分别成型的构件的与周围环境相接触的、没有锌镀层的位置中产生更少的氢并且被吸收至该扁钢产品的钢制基板中。根据本发明的认知，在平均电势差的数值大于0.44V时，不能以对于实际使用来说所必需的可靠性来保证该效应。
与此相对，当平均电势差的数值低于0.44V时，可以看到氢致开裂抗性的明显改善，这种改善随着电势差的降低而增强。由此，在电势差的数值低于0.42V时，运行可靠地保证了保护效果。当电势差值低于0.2V时，可以看到锌镀层的保护效果强烈下降。因此，当电势差值为0.2-0.4V时，达到了具有最优化的针对氢致开裂，尤其针对IHE的高抗性的锌镀层的最优保护效果范围。
阴极保护效果通过电化学势来描述，其中小的差值表示高的保护效果，尤其也针对H2开裂。
其可以在相应的Zn镀层上以本身已知的方式借助于短路电流测量来确定。为此，将两个试样，即一个设置有Zn镀层的试样和一个未镀层的试样彼此连接。在该原电池中，“不贵重”的一侧，也就是锌镀层被牺牲，以保护“更贵重”的一侧，即基板不受腐蚀。通过恒电位仪将相连接的试样极化至0V并测量产生的电流。从流通的电流的大小和持续时间可以确定电荷量。同时可以得到两个试样之间的电势差。镀层试样和未镀层试样之间的电势差是Zn镀层和钢制基板之间的电势差的度量，并在接下来将两者等同看待。
Ni和Mo在根据本发明的扁钢产品的钢制基板和Zn镀层中分别选择性地存在。通过在钢制基板的合金或者Zn镀层的合金中添加镍或者钼可以有效影响该钢制基板和Zn镀层之间的平均电势差。这里，根据需求，Mo和Ni可单独地或者一起存在于钢制基板中。
利用根据本发明的扁钢产品成型得到的杯子的测试显示，当只在Zn镀层中存在Ni或Mo时，通过往钢制基板或者Zn镀层的合金中添加Ni或Mo，氢致开裂抗性相对于不含Ni或Mo的试样可显著提高，由此在针对氢致开裂的抗性至关重要的应用情况中可选择本发明的该变体方案。通过Ni或Mo同时存在于钢制基板中可以找到在良好的防腐蚀保护和时间尽可能长的针对氢致开裂的抗性之间的最佳折衷。因此，当Ni和/或Mo以分别0.1-2重量％的含量存在于根据本发明的扁钢产品的钢制基板中或者以分别5-20重量％的含量存在于根据本发明的扁钢产品的Zn镀层中时是有利的，其中Ni和Mo以所述含量组合存在于钢制基板以及Zn镀层中促使了扁钢产品针对氢致开裂的高抗性和高防腐蚀保护的最优组合。
根据本发明的扁钢产品的钢制基板中含量为0.1-2重量％的Ni由此改善了耐腐蚀性并提高了针对氢致延迟开裂的抗性。当由根据本发明的钢制造的扁钢产品和由其成型得到的钢制构件经受高腐蚀性环境时，通过Ni在钢制基板中的存在由此也可以有效抑制氢致延迟开裂的趋势。此外，通过Ni存在于根据本发明的扁钢产品的钢制基板中提高了合金的层错能，这同样可以用于调整该钢制基板的TRIP特性或者TWIP特性。同时，Ni提高了屈服极限，抗拉强度和断裂延伸率并且对焊接没有负面影响。通过将钢制基板的Ni含量调整至0.2-0.5重量％可以在最优化的经济性的同时达到最优的效果。
为了调整得到根据本发明设定的钢制基板和Zn镀层之间的平均电势差也可以目的性地向Zn镀层中添加Ni。适合于此的含量在5-20重量％，尤其7-14重量％，典型地在9-11重量％范围内。这种含镍的Zn镀层在专业术语中也叫做“ZN镀层”。
根据本发明的Zn覆层中含量为5-20重量％的Mo作用与Ni类似。由此通过Mo在Zn镀层中的存在提高了防耐腐蚀性并且改善针对氢致开裂的抗性。
在此处所观测的保护效果方面，当在根据本发明的扁钢产品的钢制基板中存在0.1-2重量％的Mo和Al时被证明是特别有利的。Mo也提高了扁钢产品的屈服极限，抗拉强度和耐热性。超过2重量％便不再能够观测到Mo的正面效果的提升。
在根据本发明的钢中，含量为0.3-2.5重量％的Al改善了耐腐蚀性并提高了针对氢致延迟开裂的抗性。通过Ni和/或Mo和Al的联合存在可达到特别高的氢致延迟开裂抗性。此外，Al同样提高了合金的层错能。层错能的提高实现了TRIP特性或TWIP特性的形成。但当Al含量过高时焊接特性受到限制。此外，高Al含量会促进焊缝开裂趋势。当根据本发明的钢的Al含量为至少0.4重量％，尤其至少0.7重量％时，达到了Al对其特性的最优贡献，其中，通过将Al含量限制在最大2重量％可以避免所有负面影响。10-30重量％的高Mn含量导致了奥氏体结构。这里，Mn提高了合金的层错能，由此也可以通过Mn含量来调整根据本发明的钢的TRIP特性或TWIP特性。同时Mn提高了腐蚀趋势。因此，原则上是追求低Mn含量，以能够在小的腐蚀趋势下利用TWIP效应。因此，根据本发明的钢的Mn含量优选调整至15-25重量％。
0.1-1.0重量％的C含量使存在于根据本发明的钢的组织结构中的奥氏体稳定并能够通过提高层错能而用于调整TRIP特性或TWIP特性。同时，根据本发明设定含量的C有利于提高强度，而不会降低成型性。当C含量更高时，虽然强度会继续提高，但成型性和焊接性能下降。当含量超过1重量％时，缺口敏感性强烈上升。因此，最优的C含量在0.1-1重量％，尤其0.2-0.8重量％。
在根据本发明的钢中，Si可以最大3重量％，尤其最大2重量％的含量存在，以改善耐腐蚀性并由此改善针对氢致延迟开裂的抗性。Si同样可以提高屈服极限，同时成型性轻微降低。但Si限制了焊接性能并促进了焊缝开裂趋势。因此，根据本发明的钢的Si含量最优为最大2重量％。
含量为最大5重量％，尤其最大3重量％的Cr改善了耐腐蚀性，因为通过Cr也在由根据本发明的钢制成的钢制基板的表面上形成了一层薄的钝化层。然而，这种效果不如Al和Si强烈。当C和Cr含量高时存在这样的危险，即在根据本发明的扁钢产品为了调整其特性而最终进行的最终退火中产生铬的碳化物。这会对由根据本发明的钢制成的扁钢产品的腐蚀行为和机械特性产生非常不利的影响。因此将根据本发明的扁钢产品的Cr含量最优限制在最高3重量％，尤其小于3重量％。
在根据本发明的扁钢产品的钢制基板中，P应以尽可能低的含量存在于根据本发明的钢中，以避免有害影响。因此将P含量限制在最高0.1重量％，尤其限制在最高0.05重量％。
在根据本发明的扁钢产品的钢中，S原则上也是不被希望的。其减弱了热辊轧过程中的热成型性并且会劣化耐腐蚀性。因此，将根据本发明的钢的S含量限制在0.03重量％，优选至0.01重量％。
属于组别“Ti，Nb，V，Zr”的元素可以分别最高0.5重量％，尤其分别最高0.3重量％的含量存在于根据本发明的扁钢产品的钢制基板中。其允许产生具有高析出物密度的精细组织结构。根据本发明的扁钢产品的屈服极限和抗拉强度可以由此提高。
钨在根据本发明的扁钢产品的钢制基板中以最大0.5重量％的含量存在。这里，W同样有利于具有高析出物密度的精细组织结构的产生。通过其存在可以提高根据本发明的钢制基板的屈服极限和抗拉强度。同时，通过W的存在提高了耐热性。
Co可以以最大2重量％的含量添加到根据本发明的扁钢产品的钢制基板中，以提高根据本发明的钢的重结晶温度和耐热性。
含量为最大0.1重量％的B有利于精细组织结构的形成，但同时降低冷成型性和抗氧化性。因此优选将B含量限制在0.01重量％。
稀土(“SEM”)可以最大1重量％的含量存在于根据本发明的钢中，以改善抗氧化性。当根据本发明的钢的SEM含量为0.5重量％时可以达到成本和效果之间的最优平衡。
含量为最大5重量％，尤其最大3重量％的Cu改善了耐腐蚀性，但却在高含量时劣化热成型性和抗氧化性。此外，高Cu含量会提高焊缝开裂的趋势。因此优选将Cu含量限制在2重量％。
Ca可以最大0.015重量％，尤其0.005重量％的含量存在于根据本发明的钢中，以结合硫并由此保证了良好的耐腐蚀性。
最大0.1重量％，尤其0.02重量％含量的N在根据本发明的钢中具有与C类似的效果，即稳定奥氏体并且提高层错能，屈服极限和抗拉强度。在含Al的合金中追求尽可能低的N含量，以避免形成不利的Al氮化物，其会劣化机械特性和成型性。
根据本发明的扁钢产品的钢制基板的Sn含量，Sb含量和As含量应尽可能得小，无论如何总和最大为0.5重量％，因为这些元素再高的含量会降低该钢制基板的延展性。
为了防腐蚀，在根据本发明的扁钢产品上以本身已知的方式涂覆以Zn层。如前所述，该镀层可以单独由锌构成或者以锌合金层的形式施加。在已经说明的选择性添加Ni或Mo的正面影响之外，该Zn镀层可含有额外的组分。这里指的尤其是那些在生产过程的进行中例如通过存在于钢制基板中合金组分的扩散而进入镀层的元素。这里尤其是指铝，其在覆层中尤其与Ni和/或Mo联合对氢致开裂抗性产生正面影响。这种效应尤其在Al以大于0.3重量％的份额存在于根据本发明的扁钢产品的Zn镀层中时出现。其它由于生产所限而进入Zn镀层中的组分尤其还包括Fe，其在Zn镀层中的含量通常少于0.3重量％。在Zn层中可能存在的其它属于无用的、技术所限的杂质的元素含量总和少于0.2重量％，如Be，B，Si，P，S，Ti，V，W，Mo，Cr，Mn，Sb，Cd，Nb，Cu，Sr。
该Zn镀层可以本身已知的方式通过热浸镀(热镀锌)或者以电解的方式施加，其中电解沉积由于在此控制Zn镀层组成的精确性，尤其是当该Zn镀层在本发明规定的框架内含有Ni或Mo时被证明是尤其有利的。这里，3-20um，尤其5-9um，典型6-8um的镀层层厚在实际中证明是合适的。
具体实施方式
接下来借助于实施例进一步说明本发明。
准备六个冷轧扁钢带材E1-E6，其钢制基板根据本发明的规定合金化，并准备两个分别具有在根据本发明的规定之外的组成的扁钢产品V3和V5作为对比。扁钢产品E1-E6以及V3和V5的钢制基板的组成在表1中给出。
扁钢产品E1-E6以及V3和V5中的每一个都通过电解沉积而施加有Zn镀层。
通过按照在表2中示出的参数的深冲由扁钢产品E1-E6以及V3和V5成型为杯子。
然后将所得到的杯子放入具有5体积％的NaCl，其余为水的水溶液中。这里，将这些杯子置于持续的空气输入中，以保证均匀的氧输入。将这些杯子留在该水溶液中，直至首次出现裂纹。
同样，测量扁钢产品E1-E6以及V3和V5中的每一个的各个相应的Zn镀层相对于相应的钢制基板的平均电势差。为此，分别将三个试样对分别放入一个电解测量单元中，这些试样对分别由同一个钢制基板的一个未镀层试样和一个镀层试样组成。镀层和未镀层试样的表面有着1.2到1.8μm之间的粗糙度Ra。测量在室温下用由0.5％的NaCl溶液组成的电解液进行。测量面积分别为19.6cm2，试样间距分别为16.5cm。未镀层试样的表面作为阴极并且镀层试样的表面作为阳极进行连接。在每个试样对上进行短路电流测量。该测量在分别为75小时的时间段中进行，其中第一个小时的测量值不予考虑，因为在记录的开始会出现波动。每个测量分别给出属于该测量试样对的电势差。对于各个测量试样对相关的三个单独的电势差取算术平均并给出标记为平均电势差mP的测量结果。
表3中示出了试样E1-E6以及V3和V5的、在冷轧中分别在横向于辊轧方向的方向上得到的机械特性“屈服极限Rp0.2”，“抗拉强度Rm”，“延伸率A50”以及组织结构类型，根据ASTM确定的组织结构的平均晶粒大小，Zn镀层的种类(ZE＝电解施加的锌镀层，其仅由锌和不可避免的杂质构成，不含Ni；ZN＝电解施加的锌镀层，其含有Ni并且其余由锌和不可避免的杂质构成；ZMO＝电解施加的锌镀层，其含有Mo并且其余由锌和不可避免的杂质构成)，各个Zn镀层的Ni含量或Mo含量，直至首次出现裂纹的保持时间tH，以及各个平均电势差的数值。
可以看到，由根据本发明的扁钢产品构成的杯子总是达到占据明显优势的直至首次出现裂纹的保持时间tH，而在由分别相对应的对比钢构成的杯子分别在相对短的操作时间之后就已经出现了裂纹。
这些试验尤其以普遍适用于本发明的方式显示出，通过在基板合金中目的性添加Ni或Mo以及通过在Zn镀层中目的性添加Ni或Mo，都以同样的方式出现了杯子保持时间根据本发明的提升。这里显示出，当在钢制基板中与Ni或Mo联合存在至少0.3重量％的Al，尤其明显多于0.7重量％的Al，尤其多于1重量％的Al时，利用电解施加的Ni合金化或Mo合金化的Zn镀层出现了有效改善氢致脆化保护的联合效果。此外可以看到，Ni或Mo优选包含在基板中，但当相应锌镀层和钢制基板之间的电势差足够高时，在不含Ni或Mo的Zn层中也已经出现了这种创造性的效果。由此，本发明实现了这里所涉及材料针对腐蚀，(同时)也针对氢致脆化的优化或改善。
影响参数 数值
拉深比β(圆片直径D<sub>a</sub>/杯子直径D) β＝2.0
深冲速度 2.5mm/min
模具镀层 是
模具半径 12mm
冲头半径 4.4mm
深冲前壁厚 1.1mm
深冲助剂 Catrol IIIoform PN226深冲油
表2

Claims (12)

1.扁钢产品，所述扁钢产品设定用于冷成型，
其中所述扁钢产品涂覆有Zn镀层，所述Zn镀层基于锌并在由于生产过程而进入到所述Zn镀层中的组分外额外还能够含有分别5-20重量％的Ni或Mo，
其中所述扁钢产品的钢制基板由这样的钢制成，
作为强制组分，所述钢含有重量％为单位的：
C：0.1-1.0％，
Mn：10-30％，
Al：0.3-2.5％，
其余为铁和不可避免的杂质，
并且所述钢额外地具有下列元素中的一种或者多种作为选择组分，其含量为：
Ni：0.1-2％，
Mo：0.1-2％，
Si：最大3％，
Cr，Cu：分别最大5％，
P：最大0.1％，
S：最大0.03％，
Ti，Nb，V，Zr，Co：分别最大0.5％，
W：最大0.5％，
Sn，Sb，As：总量最大0.5％，
Ca：最大0.015％，
B：最大0.1％，
稀土金属(SEM)：最大1％，
N：最大0.1％，
其中，所述Zn镀层和钢制基板的组成如此彼此协调，使得所述Zn镀层和所述钢制基板之间的平均电势差值最大为0.44V。
2.根据权利要求1所述的扁钢产品，其特征在于，所述Zn镀层以电解的方式沉积在所述钢制基板上。
3.根据权利要求2所述的扁钢产品，其特征在于，所述Zn镀层厚3-20μm。
4.根据权利要求1所述的扁钢产品，其特征在于，所述Zn镀层含有含量为5-20重量％的Ni或Mo作为强制组分。
5.根据权利要求1所述的扁钢产品，其特征在于，所述Zn镀层和钢制基板的组成如此彼此协调，使得所述Zn镀层和所述钢制基板之间的平均电势差值为0.2-0.42V。
6.根据权利要求1所述的扁钢产品，其特征在于，所述钢制基板的Al含量至少为0.7重量％。
7.根据权利要求1所述的扁钢产品，其特征在于，Ni或Mo以0.1-1重量％的含量作为强制组分存在于所述扁钢产品的钢制基板中。
8.根据权利要求6所述的扁钢产品，其特征在于，所述扁钢产品的钢制基板的Ni含量或Mo含量为0.2-0.5重量％。
9.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C含量为0.2-0.8重量％。
10.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Mn含量为15-25重量％。
11.钢制构件，所述钢制构件通过成型根据权利要求1至10中任意一项所述的扁钢产品来生产。
12.根据权利要求11所述的钢制构件，其特征在于，所述钢制构件通过冷成型生产。
CN201680058258.4A 2015-09-30 2016-09-16 扁钢产品和通过这种扁钢产品的成型生产的钢制构件 Expired - Fee Related CN108138253B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2015/072626 WO2017054867A1 (de) 2015-09-30 2015-09-30 Stahlflachprodukt und durch umformen eines solchen stahlflachprodukts hergestelltes stahlbauteil
EPPCT/EP2015/072626 2015-09-30
PCT/EP2016/071989 WO2017055107A1 (de) 2015-09-30 2016-09-16 Stahlflachprodukt und durch umformen eines solchen stahlflachprodukts hergestelltes stahlbauteil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108138253A CN108138253A (zh) 2018-06-08
CN108138253B true CN108138253B (zh) 2019-11-26

Family

ID=54266545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680058258.4A Expired - Fee Related CN108138253B (zh) 2015-09-30 2016-09-16 扁钢产品和通过这种扁钢产品的成型生产的钢制构件

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3356565B1 (zh)
CN (1) CN108138253B (zh)
WO (2) WO2017054867A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190138835A (ko) * 2017-04-11 2019-12-16 티센크루프 스틸 유럽 악티엔게젤샤프트 벨형 노에서 어닐링 처리된 냉간 압연한 평강 제품 및 그 제조 방법
KR102020386B1 (ko) 2017-12-24 2019-09-10 주식회사 포스코 고 강도 오스테나이트계 고 망간 강재 및 그 제조방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3582511B2 (ja) * 2001-10-23 2004-10-27 住友金属工業株式会社 熱間プレス成形用表面処理鋼とその製造方法
KR100646619B1 (ko) * 2001-10-23 2006-11-23 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 열간 프레스 방법, 이를 위한 도금 강철재 및 이의 제조방법
KR100742823B1 (ko) * 2005-12-26 2007-07-25 주식회사 포스코 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판 및 이를 이용한도금강판 및 그 제조방법
EP2090668A1 (en) 2008-01-30 2009-08-19 Corus Staal BV Method of producing a high strength steel and high strength steel produced thereby
EP2208803A1 (de) * 2009-01-06 2010-07-21 ThyssenKrupp Steel Europe AG Höherfester, kaltumformbarer Stahl, Stahlflachprodukt, Verfahren zur Herstellung eines Stahlflachprodukts sowie Verwendung eines Stahlflachproduktes
EP2402472B2 (de) * 2010-07-02 2017-11-15 ThyssenKrupp Steel Europe AG Höherfester, kaltumformbarer Stahl und aus einem solchen Stahl bestehendes Stahlflachprodukt
KR101329925B1 (ko) * 2011-08-26 2013-11-14 주식회사 포스코 도금밀착성이 우수한 고망간강 및 이로부터 용융아연도금강판을 제조하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN108138253A (zh) 2018-06-08
EP3356565A1 (de) 2018-08-08
WO2017055107A1 (de) 2017-04-06
WO2017054867A1 (de) 2017-04-06
EP3356565B1 (de) 2019-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI488976B (zh) A high-strength steel sheet excellent in shape freezing property, a high-strength galvanized steel sheet and a manufacturing method thereof
CN107075644B (zh) 高强度钢板及其制造方法
CN107075642B (zh) 高强度钢板及其制造方法
CN107075643B (zh) 高强度钢板、高强度热镀锌钢板、高强度热镀铝钢板和高强度电镀锌钢板、以及它们的制造方法
CN106574342B (zh) 高强度钢板及其制造方法、以及高强度镀锌钢板的制造方法
KR101615463B1 (ko) 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법
CN103003460B (zh) 延展性和扩孔性优良的高屈服比高强度热镀锌钢板及其制造方法
CN106574341B (zh) 高强度钢板及其制造方法、以及高强度镀锌钢板的制造方法
CN107148486B (zh) 高强度钢板、高强度热镀锌钢板、高强度热镀铝钢板和高强度电镀锌钢板、以及它们的制造方法
JP5698353B2 (ja) 高強度の冷間成形可能な鋼及び該鋼から製造された平鋼製品
KR20180095540A (ko) 연성 및 성형성이 개선된 고강도 강 시트를 제조하기 위한 방법, 및 얻어진 강 시트
KR20180095541A (ko) 연성 및 성형성이 개선된 고강도 코팅된 강 시트를 제조하기 위한 방법, 및 얻어진 코팅된 강 시트
KR102363483B1 (ko) 열간 프레스 부재 및 그 제조 방법 그리고 열간 프레스용 냉연 강판 및 그 제조 방법
KR20200004363A (ko) 열간 프레스 부재 및 그 제조 방법 그리고 열간 프레스용 냉연 강판 및 그 제조 방법
KR20200004364A (ko) 열간 프레스 부재 및 그 제조 방법 그리고 열간 프레스용 냉연 강판 및 그 제조 방법
KR102356747B1 (ko) 열간 프레스 부재 및 그 제조 방법 그리고 열간 프레스용 냉연 강판 및 그 제조 방법
KR102569628B1 (ko) 열간 프레스 부재, 열간 프레스용 냉연 강판 및 그들의 제조 방법
CN109963958A (zh) 高强度钢板及其制造方法
CN106460138A (zh) 设置有提供牺牲阴极保护的含镧涂层的钢板
KR20200013726A (ko) 열간 프레스 부재 및 그 제조 방법 그리고 열간 프레스용 냉연강판 및 그 제조 방법
JP2008019502A (ja) 加工性、塗装焼付硬化性及び常温非時効性に優れた高強度亜鉛めっき鋼板並びにその製造方法
BR112019013393A2 (pt) Peça estampada a quente e método de fabricação da mesma
CN108138253B (zh) 扁钢产品和通过这种扁钢产品的成型生产的钢制构件
CN109371320A (zh) 镀锌钢板及其制造方法
JP2014224317A (ja) 冷延鋼板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20191126

Termination date: 20210916

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee