CN109415790B - 强度和成型性优异的复合钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方面涉及一种强度和成型性优异的复合钢板，其特征在于，包括母材和设置在所述母材的两侧面的复合材，所述母材为奥氏体类高锰钢，以重量％计，包含：C：0.3～1.4％、Mn：12～25％、其余的Fe及不可避免的杂质，所述复合材为马氏体类碳钢，以重量％计，包含：C：0.09～0.4％、Mn：0.3～4.5％、其余的Fe及不可避免的杂质。

Description

强度和成型性优异的复合钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种强度和成型性优异的复合钢板及其制造方法。更具体地，涉及一种通过冲压成型能够用于汽车结构部件等的强度和成型性优异的复合钢板。
背景技术
近年来，根据用于减缓地球变暖的二氧化碳的法规，强烈要求汽车的轻量化的同时，为了提高汽车的碰撞稳定性，持续进行汽车用钢板的高强度化。为了生产这样的高强度钢板，通常使用低温转变组织。但是，当为了实现高强度而使用低温转变组织时，在1GPa级以上的拉伸强度下难以确保20％以上的延伸率，因此难以将冷压成型应用于具有复杂形状的部件中，因此存在难以自由地设计符合所需用途的部件的问题。
另一方面，当为了通过冷压成型制造复杂形状的部件而使用铁素体类超低碳钢或低碳钢时，虽然能够确保所要求的成型性，但是难以确保400MPa级的拉伸强度，因此，为了确保所要求的强度，需要增加钢材的厚度，因此存在无法实现车辆的轻量化的问题。
另一方面，专利文献1中公开了一种方法，该方法通过添加大量的碳(C)和锰(Mn)等奥氏体稳定化元素来将钢组织保持为奥氏体单相，并且利用转变过程中产生的孪晶来同时确保强度和成型性，为了确保奥氏体单相组织，通常添加0.5重量％以上的碳和15重量％以上的Mn。
但是，在这种情况下，由于添加大量的Mn，钢板的制造成本增加，在确保超高强度的方面上存在局限，并且难以通过Mn氧化物来确保镀覆性。
另外，为了开发满足目标的强度和成型性的钢材，需要投入大量的开发成本和时间。
因此，需要开发一种钢板，该钢板的强度和成型性优异而且容易确保目标的强度和成型性，从而能够自由地设计符合所需用途的部件，并且镀覆性优异。
现有技术文献
(专利文献1)韩国公开专利公报第2007-0023831号
发明内容
(一)要解决的技术问题
根据本发明的一个方面，其目的在于，提供一种强度和成型性优异的复合钢板及其制造方法。
另外，本发明的问题并不局限于上述的内容。本发明的问题可以通过整个说明书的内容来理解，对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，能够容易理解本发明的附加的问题。
(二)技术方案
本发明的一个方面涉及一种强度和成型性优异的复合钢板，所述复合钢板包括母材和设置在所述母材的两侧面的复合材，所述母材为奥氏体类高锰钢，以重量％计，包含：C：0.3～1.4％、Mn：12～25％、其余的Fe及不可避免的杂质，所述复合材为马氏体类碳钢，以重量％计，包含：C：0.09～0.4％、Mn：0.3～4.5％、其余的Fe及不可避免的杂质。
本发明的另一方面涉及一种强度和成型性优异的复合钢板的制造方法，所述方法包括以下步骤：准备母材，所述母材为奥氏体类高锰钢，以重量％计，包含：C：0.3～1.4％、Mn：12～25％、其余的Fe及不可避免的杂质；准备复合材，所述复合材为马氏体类碳钢，以重量％计，包含：C：0.09～0.4％、Mn：0.3～4.5％、其余的Fe及不可避免的杂质；在两个所述复合材之间配置所述母材，以获得层叠物；将所述层叠物的边缘焊接，然后加热至1050～1350℃的温度范围；以750～1050℃的温度范围，对被加热的所述层叠物进行精轧，以获得热轧钢板；在50～700℃下，对所述热轧钢板进行收卷；将收卷的所述热轧钢板酸洗，然后以35～90％的冷压下率进行冷轧，以获得冷轧钢板；以及在550℃以上且所述复合材的A3+200℃以下的温度范围内，对所述冷轧钢板进行退火。
另外，所述问题的解决方法并没有列出本发明的所有特征。参照下面的具体实施方式，可以更详细地理解本发明的各种特征和基于所述特征的优点和效果。
(三)有益效果
根据本发明，可以提供一种复合钢板及其制造方法，所述复合钢板的屈服强度为700MPa以上，拉伸强度与延伸率的乘积为25000MPa％以上，并且成型性优异，从而能够优选应用于车辆用钢板等，并且能够采用冷压成型。
另外，通过控制复合材与母材的厚度比，容易确保目标的强度和成型性，能够自由地设计符合所需用途的部件，并且镀覆性优异。
附图说明
图1是将奥氏体类高锰钢作为母材B，将马氏体类碳钢作为复合材A和C的复合钢板的示意图。
图2是利用扫描电子显微镜拍摄发明例1的截面的照片，a)以1500倍率进行拍摄，b)以8000倍率进行拍摄。
图3是示出表1的马氏体钢1至4，高锰钢1至4，以及发明例1至发明例41的拉伸强度和延伸率的曲线图。
最佳实施方式
下面，对本发明的优选的实施方式进行说明。但是，本发明的实施方式可以变更为其他多种方式，本发明的范围不会限定于以下说明的实施方式。并且，本发明的实施方式是为了向所属技术领域的普通技术人员进一步完整地说明本发明而提供的。
本发明人认识到现有的高锰钢类钢板通过添加大量的锰和碳来在常温下将钢的微细组织保持为奥氏体，从而能够确保成型性，但是由于添加大量的合金元素，制造成本昂贵、屈服强度低，从而存在碰撞特性差、镀覆性差的问题，为了解决所述问题，本发明人进行了深入的研究。
结果，制造出将成型性优异的奥氏体类高锰钢作为母材，并将强度优异且制造成本低的马氏体类碳钢作为复合材的复合钢板，并且确认所述复合钢板可以获得能够确保优异的强度和成型性，并且通过控制复合材与母材的厚度比，容易确保目标的强度和成型性，从而能够自由地设计符合所需用途的部件，并且镀覆性优异的效果，并由此完成了本发明。
强度和成型性优异的复合钢板
下面，对根据本发明的一个方面的强度和成型性优异的复合钢板进行详细说明。
根据本发明的一个方面的强度和成型性优异的复合钢板包括母材和设置在所述母材的两侧面的复合材，所述母材为奥氏体类高锰钢，以重量％计，包含：C：0.3～1.4％、Mn：12～25％、其余的Fe及不可避免的杂质，所述复合材为马氏体类碳钢，以重量％计，包含：C：0.09～0.4％、Mn：0.3～4.5％、其余的Fe及不可避免的杂质。
下面，分别对本发明的母材和复合材进行说明，然后对包括设置在所述母材的两侧面的复合材的复合钢板进行说明。
母材(奥氏体类高锰钢)
下面，对根据本发明的一个方面的构成复合钢板的母材的奥氏体类高锰钢的合金组成进行详细说明。除非有特别说明，否则各元素含量的单位表示重量％。
碳(C)：0.3～1.4％
碳是有助于奥氏体相的稳定化的元素，随着其含量增加，有利于确保奥氏体相。并且，碳增加钢的堆垛层错能，从而起到同时增加拉伸强度和延伸率的作用。当所述碳的含量小于0.3％时，为了确保奥氏体相的稳定性而需要添加的Mn的量过多，因此存在制造成本上升的问题，并且，存在难以确保拉伸强度和延伸率的问题。
另一方面发，当所述碳的含量超过1.4％时，电阻系数增加，可能导致焊接性降低。因此，本发明中，所述碳的含量优选控制在0.3～1.4％。
锰(Mn)：12～25％
锰是与碳一起稳定奥氏体相的元素，当锰的含量小于12％时，转变过程中形成α'-马氏体相，从而难以确保稳定的奥氏体相，另一方面，当锰的含量超过25％时，本发明所关注的与强度的增加相关的进一步的改善实际上不会发生，并且制造成本上升。因此，本发明中，Mn的含量优选控制在12～25％。
所述母材的其余成分为铁(Fe)。但是，在一般的制造过程中，从原料或周围环境不可避免地混入意想不到的杂质，因此不能排除这些杂质。一般制造过程的技术人员都能够知晓这些杂质，因此在本说明书中没有特别提及其全部内容。
除了所述组成成分以外，构成母材的奥氏体类高锰钢，以重量％计，还可以包含：Si：0.03～2.0％、Al：0.02～2.5％、N：0.04％以下(0％除外)、P：0.03％以下以及S：0.03％以下。
硅(Si)：0.03～2.0％
硅是为了通过固溶强化改善钢的屈服强度和拉伸强度而能够添加的成分。硅用作脱氧剂，因此，通常在钢中可以包含0.03％以上的硅，并且，当硅的含量超过2.0％时，电阻系数增加，焊接性变差。因此，硅的含量优选控制在0.03～2.0％。
铝(Al)：0.02～2.5％
铝是通常为了钢的脱氧而添加的元素，但是，在本发明中可以为提高钢的延展性和耐延迟断裂而添加铝，铝提高堆垛层错能而抑制ε-马氏体的生成，从而提高钢的延展性和耐延迟断裂特性。
铝是在钢水中以杂质存在的元素，为了将所述铝的含量控制在小于0.02％，会产生过高的费用，另一方面，当所述铝的含量超过2.5％时，钢的拉伸强度降低，铸造性变差。因此，本发明中，所述铝的含量优选控制在0.02～2.5％。
氮(N)：0.04％以下(0％除外)
氮(N)在奥氏体晶粒内凝固的过程中与Al反应而析出微细的氮化物，促进孪晶(Twin)的产生，因此，提高钢板成型时的强度和延展性。但是，当氮的含量超过0.04％时，析出过多的氮化物，从而热加工性和延伸率会降低。因此，本发明中，所述氮的含量优选控制在0.04％以下。
磷(P)：0.03％以下
磷是不可避免地含有的杂质，而且磷是成为通过偏析而降低钢的加工性的主要原因的元素，因此，磷的含量优选控制在尽可能低。虽然理论上将磷的含量控制在0％比较有利，但是在制造工艺中不可避免地含有磷。因此，重要的是控制上限，本发明中，将所述磷的含量的上限控制在0.03％。
硫(S)：0.03％以下
硫是不可避免地含有的杂质，而且所述硫形成粗大的硫化锰(MnS)，产生诸如法兰裂纹的缺陷，并且大幅降低钢板的扩孔性，因此，所述硫的含量优选控制在尽可能低。虽然理论上硫的含量控制在0％比较有利，但是在制造工艺中不可避免地含有硫。因此，重要的是控制上限，本发明中，将所述硫的含量的上限控制在0.03％。
另外，除了所述组成成分以外，构成母材的奥氏体类高锰钢，以重量％计，还可以包含：Ti：0.01～0.5％、B：0.0005～0.005％、Mo：0.05～1.0％、Cr：0.2～3.0％、Nb：0.01～0.5％及V：0.05～0.7％中的一种以上。
钛(Ti)：0.01～0.5％
钛与钢材内部的氮反应，并且氮化物沉淀而提高热轧成型性。另外，所述钛与钢材内的部分碳反应以形成析出相，从而起到增加强度的作用。为此，优选包含0.01％以上的钛，但是，当所述钛的含量超过0.5％时，形成过多的沉淀物，使得部件的疲劳特性变差。因此，所述钛的含量优选为0.01～0.5％。
硼(B)：0.0005～0.005％
当添加微量的硼时，强化钢坯的晶界，并提高热轧性。但是，当硼的含量小于0.0005％时，不能充分体现所述效果，当硼的含量超过0.005％时，无法期待性能的进一步提高，并且导致成本增加。因此，硼的含量优选为0.0005～0.005％。
铬(Cr)：0.2～3.0％
铬是增加强度的有效元素。为了获得所述效果，铬的含量优选为0.2％以上。另一方面，当所述铬的含量超过3.0％时，在热轧时晶界中形成粗大的碳化物，阻碍热加工性，因此铬的添加量控制在3.0％以下。因此，铬的含量优选为0.2～3.0％。
钼(Mo)：0.05～1.0％
可以为了增强析出强化效果而添加钼，所述钼使碳的扩散速度变慢，防止碳氮化物的粗大化，从而增加析出强化效果。为了获得所述效果，所述钼的含量优选为0.05重量％以上。另一方面，当钼的含量超过1.0％时，在高温下形成钼碳化物，引发钢坯的表面裂纹。因此，本发明中，所述钼的含量优选为0.05～1.0％。
铌(Nb)：0.01～0.5％
铌是与碳反应而形成碳化物的元素，可以为了通过晶粒度微细化和析出强化来增加钢的屈服强度而添加。为了获得所述效果，所述铌的含量优选为0.01％以上。另一方面，当铌的含量超过0.5％时，在高温下形成粗大的碳化物，引发钢坯的表面裂纹。因此，本发明中，所述铌的含量优选控制在0.01～0.5％。
钒(V)：0.05～0.7％
钒是与碳或氮反应而形成碳氮化物的元素，而且钒是可以为了通过晶粒度微细化和析出强化来增加屈服强度而添加的成分。为了获得所述效果，所述钒的含量优选为0.05％以上。但是，当所述钒的含量超过0.7％时，在高温下形成粗大的碳氮化物，导致热加工性降低。因此，本发明中，所述钒的含量优选控制在0.05～0.7％。
另一方面，优选地，本发明中构成母材的奥氏体类高锰钢不仅满足所述成分体系，而且作为钢板的微细组织确保奥氏体单相组织。通过确保如上所述的微细组织，可以同时确保强度和延伸率。在此，奥氏体单相是指微细组织中奥氏体为95面积％以上，其余由碳化物和不可避免的杂质组成。
复合材(马氏体类碳钢)
下面，对构成根据本发明的一个方面的复合钢板的复合材的马氏体类碳钢的合金组成进行详细说明。除非有特别说明，各元素含量的单位为重量％。
碳(C)：0.09～0.4％
碳是增加钢的淬透性的元素，而且所述碳是容易确保马氏体组织的元素，并且所述碳是在马氏体内位于侵入型位置从而通过固溶强化提高钢的强度的元素。当碳的含量小于0.09％时，马氏体在高温下开始转变，因此，在冷却过程中，碳扩散到位错，从而无法期待通过固溶强化提高钢的强度的作用。另一方面，当碳的含量超过0.4％时，有可能降低钢板的焊接性。因此，本发明中，所述碳的含量优选控制在0.09～0.4％。
锰(Mn)：0.3～4.5％
锰是通过增加淬透性来提高钢板的强度的元素。为了获得所述效果，锰的含量优选为0.3％以上。另一方面，当锰的含量超过4.5％时，可能通过偏析层结构降低钢板的成型性。因此，本发明中，Mn的含量优选控制在0.3～4.5％。
所述复合材的其余成分为铁(Fe)。但是，在一般的制造过程中，从原料或周围环境不可避免地混入意想不到的杂质，因此无法排除这些杂质。一般制造过程的技术人员都能够知晓这些杂质，因此在本说明书中没有特别提及其全部内容。
除了所述组成成分以外，构成复合材的马氏体类碳钢，以重量％计，还可以包含：Si：0.03～1.0％、Al：0.02～0.3％、N：0.04％以下(0％除外)、B：0.0005～0.005％、P：0.03％以下以及S：0.03％以下。
硅(Si)：0.03～1.0％
硅(Si)固溶在钢板内并起到提高钢的强度的作用。硅是在钢水中以杂质存在的元素，为了将硅的含量控制在小于0.03％时，会产生过高的费用，当硅的含量超过1.0％时，在退火时产生表面氧化物，使得钢板的表面质量变差。因此，所述硅的含量优选为0.03～1.0％。
铝(Al)：0.02～0.3％
铝是通常为了脱氧而添加的元素，为了将铝的含量控制在小于0.02％，会产生过高的费用，当铝的含量超过0.3％时，退火时产生表面氧化物，使得钢板的表面质量变差。因此，所述铝的含量优选为0.02～0.3％。
氮(N)：0.04％以下(0％除外)
氮(N)是不可避免地含有的元素，氮与钢中残留的铝反应而产生的AlN在连铸时会引起表面龟裂。因此，氮的含量优选控制在尽可能低，但是在制造工艺中必然会含有氮。因此重要的是控制氮的上限，本发明中，将所述氮的含量的上限控制在0.04％。
硼(B)：0.0005～0.005％
硼(B)是偏析在奥氏体类晶界中降低晶界能量的元素，并且所述硼是提高钢的淬透性的元素。为此，优选包含0.0005％以上的硼，但是，当硼的含量超过0.005％时，表面形成氧化物，使得钢板的表面质量变差。因此，所述硼的含量优选为0.0005～0.005％。
磷(P)：0.03％以下
所述磷是不可避免地含有的杂质，而且所述磷是成为通过偏析而降低钢的加工性的主要原因的元素，因此，磷的含量优选控制在尽可能低。虽然理论上磷的含量控制在0％比较有利，但是在制造工艺中必然会含有磷。因此，重要的是控制磷的上限，本发明中，将所述磷的含量的上限控制在0.03％。
硫(S)：0.03％以下
硫是不可避免地含有的杂质，所述硫形成粗大的硫化锰(MnS)，产生诸如法兰裂纹的缺陷，并且大幅降低钢板的扩孔性，因此，硫的含量优选控制在尽可能低。虽然理论上硫的含量控制在0％比较有利，但是在制造工艺中必然会含有硫。因此，重要的是控制硫的上限，本发明中，将所述硫含量的上限控制在0.03％。
另外，除了所述组成成分以外，构成复合材的马氏体类碳钢，以重量％计，还可以包含：Cr：0.1～1.0％、Ni：0.1～1.0％、Mo：0.05～1.0％、Ti：0.005～0.05％及Nb：0.005～0.05％中的一种以上。
铬(Cr)：0.1～1.0％
铬是提高钢的淬透性的元素，而且所述铬是促进低温转变相的生成以提高钢的强度的元素。为了获得所述效果，铬的含量优选为0.1％以上，当铬的含量超过1.0％时，与期望的强度提高效果相比，会引起制造成本的过度增加。因此，所述铬的含量优选为0.1～1.0％。
镍(Ni)：0.1～1.0％
镍是提高钢的淬透性的元素，而且所述镍是提高钢的强度的元素。为了获得所述效果，镍的含量优选为0.1％以上，当镍的含量超过1.0％时，与期望的强度提高效果相比，会引起制造成本的过度增加。因此，所述镍的含量优选为0.1～1.0％。
钼(Mo)：0.05～1.0％
钼是提高钢的淬透性的元素，而且所述钼是促进低温转变相的生成以提高钢的强度，并且在钢中形成碳化物来提高钢的强度的元素。为了获得所述效果，钼的含量优选为0.05％以上，当钼的含量超过1.0％时，与期望的强度提高效果相比，会引起制造成本的过度增加。因此，所述钼的含量优选为0.01～1.0％。
钛(Ti)：0.005～0.05％
钛(Ti)的含量优选为0.005～0.05％。钛与钢材内部的氮和碳反应而形成碳氮化物，从而起到增加强度的作用。为此，优选包含0.005％以上的钛，但是，当钛的含量超过0.05％时，形成过多的沉淀物，使得铸造性变差。因此，所述钛的含量优选为0.005～0.05％。
铌(Nb)：0.005～0.05％
铌(Nb)的含量优选为0.005～0.05％。与钛一样，铌是碳氮化物形成元素，铌与钢材内部的氮和碳反应而起到增加强度的作用。为此，优选包含0.005％以上的铌，但是，当铌的含量超过0.05％时，形成过多的沉淀物，使得铸造性变差。因此，所述铌的含量优选为0.005～0.05％。
另一方面，本发明中，构成复合材的马氏体类碳钢不仅满足所述成分体系，而且其微细组织中马氏体为65面积％以上，其余可以由残余奥氏体、铁素体、贝氏体和碳化物中的一种以上组成。通过确保如上所述的微细组织，可以确保优异的拉伸强度和屈服强度。
另外，通过回火处理而微细组织中回火马氏体为65面积％以上，其余可以由残余奥氏体、铁素体、贝氏体及碳化物中的一种以上组成。这是为了，通过根据回火处理的马氏体转变，去除钢的内部产生的残余应力，以提高钢的韧性。
复合钢板
根据本发明的一个方面的复合钢板包括所述母材和设置在所述母材的两侧面的复合材。
复合钢板被定义为冶金学上的将两种以上的金属材料的表面接合而一体化的层叠型复合材料。一般来说，复合钢板将诸如镍(Ni)或铜(Cu)的贵金属用作复合材，并且在极端的腐蚀环境等特殊目的下使用。
作为本发明的内部钢材的母材是因高合金量而强度和延伸率优异的奥氏体类高锰钢。奥氏体类高锰钢因大量的合金成分而制造成本昂贵，并且难以确保900MPa以上的屈服强度，因此，不适合用作需要具备耐碰撞特性的汽车结构部件。
作为本发明的外部钢材的复合材是屈服强度和拉伸强度优异的马氏体类碳钢。但是马氏体类碳钢的延伸率低，因此难以确保成型性。
本发明人发现以下现象：马氏体类钢材因成型时变形集中在局部而均匀延伸率低，因此显示出成型性差的特性，但是，如果制造为在内部包括均匀延伸率高的奥氏体类高锰钢的复合钢板，则防止马氏体类钢材的变形集中在局部而提高成型性。
因此，本发明中，将所述奥氏体类高锰钢作为母材，在母材的两侧面包括作为复合材的所述马氏体类碳钢，从而能够克服各自的缺陷，并且能够获得强度和成型性均优异的效果。
此时，所述母材的厚度可以是所述复合钢板的厚度的30～90％。
当所述母材的厚度超过所述复合钢板的厚度的90％时，存在强度降低的同时制造成本上升的问题。另一方面，当所述母材的厚度小于所述复合钢板的厚度的30％时，存在复合钢板的成型性变差的问题。
另外，所述复合钢板的厚度可以为0.6～30mm，更优选地，可以为1.0～20mm。
另外，所述复合钢板的屈服强度为700MPa以上，优选为900MPa以上，所述复合钢板的拉伸强度与延伸率的乘积可以为25000MPa％以上，由于确保所述屈服强度、拉伸强度和延伸率，因此能够优选应用在汽车结构部件等。
另一方面，所述复合钢板还可以包括镀覆层，所述镀覆层可以是选自由Zn系、Zn-Fe系、Zn-Al系、Zn-Mg系、Zn-Mg-Al系、Zn-Ni系、Al-Si系及Al-Si-Mg系组成的组中的一种。
强度和成型性优异的复合钢板的制造方法
下面，对本发明的另一方面的强度和成型性优异的复合钢板的制造方法进行详细说明。
本发明的另一方面的强度和成型性优异的复合钢板的制造方法包括以下步骤：准备母材，所述母材为满足所述合金组成的奥氏体类高锰钢；准备复合材，所述复合材为满足所述合金组成的马氏体类碳钢；在两个所述复合材之间配置所述母材，以获得层叠物；将所述层叠物的边缘焊接，然后加热至1050～1350℃的温度范围；以750～1050℃的温度范围，对被加热的所述层叠物进行精轧，以获得热轧钢板；在50～700℃下，对所述热轧钢板进行收卷；将收卷的所述热轧钢板酸洗，然后以35～90％的冷压下率进行冷轧，以获得冷轧钢板；以及在550℃以上且所述复合材的A3+200℃以下的温度范围内，对所述冷轧钢板进行退火。
母材和复合材的准备步骤和层叠步骤
在准备满足所述合金组成的母材和复合材之后，在两个所述复合材之间配置所述母材，以获得层叠物。此时，在层叠之前，可以清洗母材和复合材的表面。
此时，所述母材和复合材可以是板坯形状，所述母材和所述复合材的制造方法可以应用一般的制造工艺来生产，因此不作特别限制。作为一个优选的例子，对于所述母材，可以将从电炉或高炉中生产的钢水铸造并制造成板坯，对于所述复合材，可以将从高炉中生产的钢水精炼并铸造，控制不可避免地含有的杂质的含量，从而制造成板坯。
焊接及加热步骤
将所述层叠物的边缘焊接，然后加热至1050～1350℃的温度范围。
通过焊接层叠物的边缘，能够防止氧侵入母材与复合材之间，从而加热时能够防止氧化物的产生。
当所述加热温度小于1050℃时，热轧时难以确保精轧温度，并且因温度的降低而导致轧制荷重增加，从而难以充分轧制到预定的厚度。另一方面，当加热温度超过1350℃时，晶粒度增加，并且产生表面氧化，从而具有强度减少或表面变差的倾向，因此不优选。并且，连铸板坯的柱状晶界中产生液相膜，因此，在后续的热轧时可能产生龟裂。
热轧步骤
以750～1050℃的温度范围，对加热的所述层叠物进行精轧，以获得热轧钢板。
当所述精轧温度小于750℃时，轧制荷重变高，存在轧制机的负荷过高的问题。但是，当精轧温度超过1050℃时，轧制时可能产生表面氧化。
收卷步骤
在50～700℃下收卷所述热轧钢板。当收卷温度小于50℃时，为了降低钢板的温度，需要通过喷射冷水来进行冷却，因此导致不必要的工艺费用的上升。但是，当收卷温度超过700℃时，热轧钢板表面产生厚厚的氧化膜，这导致在酸洗过程中难以去除氧化层的问题。因此，所述收卷温度优选控制在50～700℃。
冷轧步骤
将收卷的所述热轧钢板酸洗之后，以35～90％的冷压下率进行冷轧，以获得冷轧钢板。
当所述冷压下率小于30％时，构成复合材的马氏体碳钢的再结晶无法顺利进行，因此存在加工性变差的问题。另一方面，当冷压下率超过90％时，因轧制负荷而发生板断裂的可能性变高。
退火步骤
在550℃以上且所述复合材的A3+200℃以下的温度范围内，对所述冷轧钢板进行退火。这是为了确保强度和通过再结晶的加工性。
当退火温度小于550℃时，作为母材的奥氏体类高锰钢的再结晶不会发生，因此无法确保充分的加工性。另一方面，当在超过所述复合材的A3+200℃的温度下进行退火时，复合材的晶粒度变粗大，因此会降低钢的强度。
因此，退火温度优选在550℃～所述复合材的A3+200℃的温度范围内。
此时，所述退火后的冷却速度可以是5℃/秒以上。这是因为当冷却速度小于5℃/秒时，难以确保65面积％以上的复合材的马氏体分率。
另外，强度和成型性优异的复合钢板的制造方法还可以包括以下步骤：将退火的所述冷轧钢板冷却至Ms(马氏体转变开始温度)以下之后，加热至A1以下的温度而进行回火。
另一方面，在所述退火步骤之后，可以进一步包括通过镀覆形成镀覆层的步骤，所述镀覆层可以是选自由Zn系、Zn-Fe系、Zn-Al系、Zn-Mg系、Zn-Mg-Al系、Zn-Ni系、Al-Si系及Al-Si-Mg系组成的组中的一种。
具体实施方式
下面，通过实施例对本发明进行更详细说明。但是，以下的实施例仅仅是为了更详细说明本发明而示例的，并不限定本发明的权利范围。本发明的权利范围由权利要求书中记载的内容和由此合理推导的内容而确定。
准备具有以下表1中表示的成分组成的奥氏体类高锰钢(A1～A4)、马氏体类碳钢(B1～B4)以及超低碳钢(C)的钢锭，并在1150℃的加热炉中再加热一小时之后，以900℃的精轧温度进行轧制，以制造热轧钢板。然后，在以450℃收卷所述热轧钢板之后，进行酸洗后以50％的冷压下率进行冷轧，以制造冷轧钢板。然后，在以下表2中记载的退火温度下进行退火之后，以表2中记载的冷却速度冷却至常温。利用万能拉力试验机对制造的各试片进行拉伸试验，测量屈服强度(YS)、拉伸强度(TS)及延伸率(EL)，并表示在下述表2中。另外，通过光学显微镜观察微细组织，并将构成微细组织的各相的面积分率表示在下述表2中。
从表2中可以确认，单独的马氏体类碳钢(B1～B4)而不是复合钢板的情况下，延伸率差，单独的奥氏体类高锰钢(A1～A4)的情况下，确保高的屈服强度和拉伸强度存在局限。
另一方面，准备具有以下表1中表示的成分组成的奥氏体类高锰钢(A1～A4)、马氏体类碳钢(B1～B4)以及超低碳钢(C)的钢锭，在清洗钢锭的表面之后，在两个碳钢之间配置高锰钢，并且制造具有以下表3的层叠比的三重层叠物。然后，沿着层叠物的界面，利用焊接棒进行电弧焊。在1150℃的加热炉中，将所述界面被焊接的层叠物再加热一小时，然后以900℃的精轧温度进行轧制，以制造热轧钢板。然后，在以450℃收卷所述热轧钢板之后，进行酸洗后以50％的冷压下率进行冷轧，以制造冷轧钢板。然后，在以下表3中记载的退火温度下进行退火之后，以表3中记载的冷却速度冷却至常温。利用万能拉力试验机，对制造的各试片进行拉伸试验，测量屈服强度(YS)、拉伸强度(TS)、延伸率(EL)及TS*EL值，并表示在下述表3中。
[表1]
Figure BDA0001915795560000161
Figure BDA0001915795560000171
[表2]
Figure BDA0001915795560000172
[表3]
Figure BDA0001915795560000173
Figure BDA0001915795560000181
可以确认，均满足本发明的组成和微细组织的发明例1至发明例41可以确保700MPa以上的屈服强度和25000MPa％以上的拉伸强度与延伸率的乘积。
与之相比，虽然比较例1满足本发明中提出的母材与复合材的厚度比，但是由于母材的微细组织由铁素体单相组成，因此无法确保700MPa以上的屈服强度和25000MPa％以上的拉伸强度与延伸率的乘积。
另一方面，虽然比较例2满足本发明中提出的母材与复合材的厚度比，但是由于复合材的微细组织由铁素体单相组成，因此无法确保700MPa以上的屈服强度和25000MPa％以上的拉伸强度与延伸率的乘积。
另外，虽然比较例3的母材和复合材的微细组织满足本发明中提出的条件，但是由于母材的厚度比为30％以下，因此无法确保700MPa以上的屈服强度和25000MPa％以上的拉伸强度与延伸率的乘积。
图1是将奥氏体类高锰钢作为母材2，将马氏体类碳钢作为复合材1、3的复合钢板的示意图。
图2是利用扫描电子显微镜拍摄发明例1的截面的照片，a)是以1500倍率进行拍摄，b)是以8000倍率进行拍摄。可以确认，以界面为边界，作为母材的高锰钢完成再结晶，从而具有均匀的微细组织，并且可以知道作为复合材的碳钢中马氏体钢特有的针状形组织发展。在母材与复合材的界面没有发现氧化物的存在，由此，确保界面结合力，因此加工时没有产生由界面分离而导致的断裂。
图3是示出表2的奥氏体类高锰钢(A1～A4)、马氏体类碳钢(B1～B4)及发明例1至发明例41的拉伸强度和延伸率的曲线图。可以确认，可以通过调节作为母材的高锰钢和作为复合材的马氏体类钢的合金组成、微细组织及厚度比来制造具有各种拉伸强度和延伸率的钢材，并且可以确认，根据本发明的钢材的屈服强度和成型性优异，从而能够制造拉伸强度与延伸率的乘积为25000MPa％以上的适于用作汽车结构部件的复合钢板。
以上参照实施例对本发明进行了说明，但是，本技术领域的普通技术人员能够理解在不脱离权利要求书中记载的本发明的思想和领域的范围内，可以对本发明进行多种修改和改变。

Claims (12)

1.一种强度和成型性优异的复合钢板，其特征在于，
所述复合钢板为包括母材和设置在所述母材的两侧面的复合材的复合钢板，
所述母材为奥氏体类高锰钢，以重量％计，包含：C：0.3～1.4％、Mn：12～25％、Si：0.03～2.0％、Al：0.02～2.5％、N：0.04％以下且0％除外、P：0.03％以下、S：0.03％以下、其余的Fe及不可避免的杂质，并且选择性地还包含：Ti：0.01～0.5％、B：0.0005～0.005％、Mo：0.05～1.0％、Cr：0.2～3.0％、Nb：0.01～0.5％以及V：0.05～0.7％中的一种以上，
所述复合材为马氏体类碳钢，以重量％计，包含：C：0.09～0.34％、Mn：0.3～4.5％、Si：0.03～1.0％、Al：0.02～0.3％、N：0.04％以下且0％除外、B：0.0005～0.005％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、其余的Fe及不可避免的杂质，并且选择性地还包含：Cr：0.1～1.0％、Ni：0.1～1.0％、Mo：0.05～1％、Ti：0.005～0.05％以及Nb：0.005～0.05％中的一种以上，
所述复合钢板的屈服强度为700MPa以上，拉伸强度和延伸率的乘积为25000MPa％以上。
2.根据权利要求1所述的强度和成型性优异的复合钢板，其特征在于，
所述母材的厚度为所述复合钢板的厚度的30～90％。
3.根据权利要求1所述的强度和成型性优异的复合钢板，其特征在于，
所述奥氏体类高锰钢的微细组织为奥氏体单相。
4.根据权利要求1所述的强度和成型性优异的复合钢板，其特征在于，
所述马氏体类碳钢的微细组织中马氏体为65面积％以上，其余包括残余奥氏体、铁素体、贝氏体及碳化物中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的强度和成型性优异的复合钢板，其特征在于，
所述马氏体类碳钢的微细组织中回火马氏体为65面积％以上，其余包括残余奥氏体、铁素体、贝氏体及碳化物中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的强度和成型性优异的复合钢板，其特征在于，
所述复合钢板还包括镀覆层。
7.根据权利要求6所述的强度和成型性优异的复合钢板，其特征在于，
所述镀覆层为选自由Zn系、Zn-Fe系、Zn-Al系、Zn-Mg系、Zn-Mg-Al系、Zn-Ni系、Al-Si系及Al-Si-Mg系组成的组中的一种。
8.一种强度和成型性优异的复合钢板的制造方法，包括以下步骤：
准备母材，所述母材为奥氏体类高锰钢，以重量％计，包含：C：0.3～1.4％、Mn：12～25％、Si：0.03～2.0％、Al：0.02～2.5％、N：0.04％以下且0％除外、P：0.03％以下、S：0.03％以下、其余的Fe及不可避免的杂质，并且选择性地还包含：Ti：0.01～0.5％、B：0.0005～0.005％、Mo：0.05～1.0％、Cr：0.2～3.0％、Nb：0.01～0.5％以及V：0.05～0.7％中的一种以上；
准备复合材，所述复合材为马氏体类碳钢，以重量％计，包含：C：0.09～0.34％、Mn：0.3～4.5％、Si：0.03～1.0％、Al：0.02～0.3％、N：0.04％以下且0％除外、B：0.0005～0.005％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、其余的Fe及不可避免的杂质，并且选择性地还包含：Cr：0.1～1.0％、Ni：0.1～1.0％、Mo：0.05～1％、Ti：0.005～0.05％以及Nb：0.005～0.05％中的一种以上；
在两个所述复合材之间配置所述母材，以获得层叠物；
将所述层叠物的边缘焊接，然后加热至1050～1350℃的温度范围；
以750～1050℃的温度范围，对被加热的所述层叠物进行精轧，以获得热轧钢板；
在50～700℃下，对所述热轧钢板进行收卷；
将收卷的所述热轧钢板酸洗，然后以35～90％的冷压下率进行冷轧，以获得冷轧钢板；以及
在550℃以上且所述复合材的A3+200℃以下的温度范围内，对所述冷轧钢板进行退火。
9.根据权利要求8所述的强度和成型性优异的复合钢板的制造方法，其特征在于，
所述母材的厚度为所述复合钢板的厚度的30～90％。
10.根据权利要求8所述的强度和成型性优异的复合钢板的制造方法，其特征在于，
在所述退火步骤之后，进一步包括通过镀覆形成镀覆层的步骤。
11.根据权利要求10所述的强度和成型性优异的复合钢板的制造方法，其特征在于，
所述镀覆层为选自由Zn系、Zn-Fe系、Zn-Al系、Zn-Mg系、Zn-Mg-Al系、Zn-Ni系、Al-Si系及Al-Si-Mg系组成的组中的一种。
12.根据权利要求8所述的强度和成型性优异的复合钢板的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将退火的所述冷轧钢板冷却至Ms(马氏体转变开始温度)以下，然后加热至A1以下的温度而进行回火。
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