CN110088310B - 用于制造热处理钢板的动态调整的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于制造热处理钢板的动态调整的方法。
Description
技术领域
本发明涉及用于在热处理线中制造热处理钢板的动态调整的方法，该热处理钢板具有化学钢组成和微结构m目标，该微结构m目标包括0％至100％的从下述中选择的至少一个相：铁素体、马氏体、贝氏体、珠光体、渗碳体和奥氏体。
背景技术
已知使用涂覆的钢板或裸钢板来制造机动车辆。多个钢种被用于制造车辆。钢种的选择取决于钢部件的最终应用。例如，IF(无间隙原子)钢可以被生产用于暴露部件，TRIP(相变诱导塑性)钢可以被生产用于座椅和地板横梁或者A柱，以及DP(双相)钢可以被生产用于后轨或车顶横梁。
在这些钢的生产期间，对钢进行关键处理以获得具有用于一种特定应用的例外机械性能的期望部件。这种处理可以是例如在沉积金属涂层之前的连续退火或者淬火和分配处理。在这些处理中，由于钢的微结构和机械性能主要取决于所执行的冷却处理，因此冷却步骤是重要的。通常，在已知处理的列表中选择包括要执行的冷却步骤的处理，该处理是根据钢种选择的。
然而，在这些处理期间，可能会在线出现一些计划外的偏差。例如，炉内温度、钢板厚度、线速度可能变化。
专利申请US4440583涉及通过使用冷却装置实现的用于钢带的受控冷却的方法，该冷却装置包括：沿带材行进方向设置的多个喷嘴，喷嘴将冷却剂喷射至热运行带材上；以及流速控制阀，其附接至用于将冷却剂供应至喷嘴的管道。通过使用包含带材厚度、冷却开始和结束温度以及期望的冷却速率的等式，计算获得期望的冷却速率所需的传热速率，并且根据冷却剂喷射区域之前和之后的闲置经过(idle-pass)的区域中的自然冷却效果来校正所获得的传热速率。然后，根据其与传热速率的预先建立的关系，导出并且设置冷却剂的流速。使用带材的运行速度、冷却开始和结束温度以及期望的冷却速率来计算沿带材行进路径的冷却剂喷射区域的长度。喷嘴被设置成打开和关闭，使得冷却剂仅从与计算值对应的多个喷嘴喷射。当在受控冷却正在起作用的同时带材厚度变化时，基于上述设置重新计算传热速率，以相应地校正冷却剂流速。当带材速度变化时，重新计算冷却剂喷射区域的长度以校正喷嘴的开关模式。
在该方法中，当出现偏差时，重新计算传热速率或冷却剂喷射区域的长度以对该偏差进行校正。该方法没有考虑包括化学组成、微结构、性能、表面纹理等的钢板特性。因此，即使每个钢板具有其自身的特性，也存在对任何种类的钢板应用相同校正的风险。该方法使得对多个钢种进行非个性化的冷却处理。
因此，校正不适于一种特定的钢，并且因此在处理结束时，无法获得期望的性能。此外，在处理之后，钢的机械性能可能有大的离差。最后，即使可以制造各种钢种，但是所处理的钢的质量也很差。
发明内容
因此，本发明的目的是通过提供一种用于在热处理线中制造热处理钢板的动态调整的方法来解决上述缺点，该热处理钢板具有特定的化学钢组成和要达到的特定微结构m目标。具体地，目的是通过提供适于每个钢板的处理来在线调整冷却处理，这种处理在尽可能最短的计算时间内被非常精确地计算，以提供具有例外性能的钢板，这种性能具有可能的最小的性能离差。
该目的通过提供根据权利要求1所述的方法来实现。该方法还可以包括权利要求2至37中的任何特征。
另一目的通过提供根据权利要求38所述的线圈来实现。该方法还可以包括权利要求39或41中的特征。
另一目的通过提供根据权利要求42所述的热处理线来实现。
最后，该目的通过提供根据权利要求43所述的计算机程序产品来实现。
本发明的其他特征及优点将通过下面对本发明的详细描述而变得明显。
附图说明
为了说明本发明，将特别地参照以下附图来描述非限制性示例的各种实施方式和试验：
图1示出了根据本发明的示例。
图2示出了钢板的连续退火——包括加热步骤、均热步骤、冷却步骤和过时效步骤。
图3示出了根据本发明的优选实施方式。
图4示出了根据本发明的其中在通过热浸来沉积涂层之前对钢板执行连续退火的一个示例。
具体实施方式
将定义以下术语：
-CC：重量百分比的百分数形式的化学组成，
-m目标：微结构的目标值，
-m标准：所选择的产品的微结构，
-P目标：机械性能的目标值，
-mi：钢板的初始微结构，
-X：重量百分比形式的相分数，
-T：摄氏度形式的温度(℃)，
-t：时间(s)，
-s：秒，
-UTS：极限抗拉强度(MPa)
-YS：屈服应力(MPa)
-基于锌的金属涂层是指包括高于50％的锌的金属涂层，
-基于铝的金属涂层是指包括高于50％的铝的金属涂层，以及
-TT：热处理，以及
-热路径、TT、TP目标、和TPx包括时间、热处理的温度和从下述中选择的至少一种速率：冷却速率、等温速率或加热速率，
-加热路径包括时间、温度和加热速率，
-均热路径包括时间、温度和均热速率，
-CPx和CPxint包括时间、温度和冷却速率，以及
-纳米流体：包括纳米颗粒的流体。
名称“钢”或“钢板”是指具有下述组成的钢板、线圈、板：该组成使得部件能够实现高至2500MPa并且更优选地高至2000MPa的抗拉强度。例如，抗拉强度高于或等于500MPa，优选地高于或等于1000MPa，有利地高于或等于1500MPa。由于根据本发明的方法可以应用于任何种类的钢，因此包括各种化学组成。
本发明涉及用于在热处理线中制造热处理钢板的动态调整的方法，该热处理钢板具有化学钢组成和微结构m目标，该微结构m目标包括0％至100％的从下述中选择的至少一个相：铁素体、马氏体、贝氏体、珠光体、渗碳体和奥氏体，该热处理线包括加热部分、均热部分和包含冷却系统的冷却部分，其中，执行包括至少加热步骤、均热步骤和冷却步骤的预定义热处理TT，该方法包括：
A.控制步骤，其中，至少一个检测器检测在TT期间发生的任何偏差，
B.计算步骤，在TT期间检测到偏差时执行该计算步骤，使得考虑该偏差来确定新的热路径TP目标以达到m目标，该计算步骤包括：
1)计算子步骤，其中，通过冷却功率的变化，基于TT、要达到m目标的钢板的初始微结构mi、加热路径、包括T均热的均热路径和T冷却来计算新的冷却路径CPx，使用所述CPx重新计算TT的冷却步骤，以获得新的热路径TPx，每个TPx与微结构mx对应，
2)选择步骤，其中，选择要达到m目标的一个TP目标，TP目标是从所计算的热路径TPx中选择的并且被选择成使得mx最接近m目标，以及
C.新的热处理步骤，其中，对钢板在线执行TP目标。
不希望受任何理论的束缚，看起来当应用根据本发明的方法时，可以通过提供包括取决于每个钢板的个性化冷却路径的个性化热处理来校正在热处理期间发生的任何偏差。因此，考虑了m目标，特别地考虑了冷却路径期间的所有相的比例、mi(包括沿钢板的微结构离差)和偏差，在短的计算时间内计算精确的新的热路径TP目标。实际上，根据本发明的方法考虑了热力学稳定相即铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体的计算，以及热力学亚稳相即贝氏体和马氏体的计算。因此，获得具有可能具有最小性能离差的预期性能的钢板。
优选地，微结构mx、m目标和mi相由从下述中选择的至少一种元素限定：尺寸、形状和化学组成。
优选地，TT还包括预热步骤。更优选地，TT还包括热浸涂覆步骤、过时效步骤或分配步骤。
优选地，要达到的微结构m目标包括：
-100％的奥氏体，
-5％至95％的马氏体、4％至65％的贝氏体，余量为铁素体，
-8％至30％的残余奥氏体、固溶体中0.6％至1.5％的碳，余量为铁素体、马氏体、贝氏体、珠光体和/或渗碳体，
-1％至30％的铁素体和1％至30％的贝氏体、5％和25％的奥氏体，余量为马氏体，
-5％至20％的残余奥氏体，余量为马氏体，
-铁素体和残余奥氏体，
-残余奥氏体和金属间相，
-80％至100％的马氏体和0％至20％的残余奥氏体
-100％的马氏体，
-5％至100％的珠光体和0％至95％的铁素体，以及
-至少75％的等轴铁素体、5％至20％的马氏体和量小于或等于10％的贝氏体。
有利地，钢板可以是任何种类的钢种，所述钢种包括双相DP、相变诱导塑性(TRIP)、淬火&分配钢(Q&P)、孪生诱导塑性(TWIP)、无碳化物贝氏体(CFB)、压制硬化钢(PHS)、TRIPLEX、DUPLEX和双相高延性(DP HD)。
化学组成取决于每种钢板。例如，DP钢的化学组成可以包括：
0.05％<C<0.3％，
0.5％≤Mn<3.0％，
S≤0.008％，
P≤0.080％，
N≤0.1％，
Si≤1.0％，
组成的剩余部分由铁和由开发产生的不可避免的杂质构成。
图1示出了根据本发明的下述示例，其中，在热处理线中对钢板执行TT，这种钢板具有化学组成CC和要达到的m目标。
根据本发明，在步骤A)中，检测热处理期间发生的任何偏差。优选地，该偏差是由于从下述中选择的工艺参数的变化造成的：炉温、钢板温度、气体量、气体组成、气体温度、线速度、热处理线中的故障、热浸浴的变化、钢板发射率和钢厚度的变化。
炉温可以是加热温度、均热温度、冷却温度、过时效温度。
钢板温度可以在热处理的任何时间在热处理线的不同位置进行测量，例如：
-在加热部分中，该加热部分优选地为直焰式炉(DFF)、弧度管式炉(RTF)、电阻式炉或感应式炉，
-在冷却部分中，特别地，在冷却喷嘴中、在淬火系统中或在管嘴中，以及
-在等温部分中，该等温部分优选地为电阻式炉。
为了检测温度变化，检测器可以是高温计或扫描仪。
通常，热处理可以在氧化环境即包括氧化气体的环境中执行，该氧化气体例如是：O2、CO2或CO。热处理也可以在中性环境即包括中性气体的环境中执行，该中性气体例如是：N2、Ar、He或Xe。最后，热处理也可以在还原环境即包括还原气体的环境中执行，该还原气体例如是：H2或HNx。
气体量的变化可以由气压计来检测。
线速度可以由激光检测器来检测。
例如，热处理线中的故障可以是：
-在直焰式炉中：燃烧器不再工作，
-在辐射管式炉中：辐射管不再工作，
-在电炉中：电阻不再工作，或者
-在冷却部分中：一个或若干个冷却喷嘴不再工作。
在这样的情况下，检测器可以是高温计、气压计、耗电量或摄像装置。
钢厚度的变化可以由激光器或超声检测器来检测。
当检测到偏差时，通过冷却功率的变化，基于TT、要达到m目标的mi、加热路径、包括T均热的均热路径和T冷却来计算新的冷却路径CPx，使用所述CPx重新计算TT的冷却步骤以获得新的热路径TPx，每个TPx与微结构mx对应。与其中仅考虑热特性的常规方法相比，CPx的计算基于钢板的热特性和冶金特性。
图2示出了钢板的连续退火——包括加热步骤、均热步骤、冷却步骤和过时效步骤。检测到由于T均热的变化造成的偏差D。因此，如图2中仅第一冷却步骤所示，计算多个CPx并且因此计算TPx，使得从TPx中选择的TP标准达到m目标。在该示例中，所计算的CPx还包括第二冷却步骤(未示出)。
优选地，在步骤B.1)中，冷却系统的冷却功率从最小值变化至最大值或从最大值变化至最小值。例如，冷却系统包括至少一个冷却喷嘴、至少一个冷却喷雾或者至少二者。优选地，冷却系统包括至少一个冷却喷嘴，冷却喷嘴喷射流体，该流体为气体、含水液体或其混合物。例如，气体是从下述中选择的：空气、HNx、H2、N2、Ar、He、蒸汽水或其混合物。例如，含水液体是从下述中选择的：水或纳米流体。
优选地，冷却喷嘴以0Nm3/h与350000Nm3/h之间的流速喷射气体。冷却部分中存在的冷却喷嘴的数目取决于热处理线，其可以在1至25之间变化，优选地在1至20，有利地在1至15，并且更优选地在1至5之间变化。流速取决于冷却喷嘴的数目。例如，一个冷却喷嘴的流速在0Nm3/h与50000Nm3/h之间，优选地在0Nm3/h与40000Nm3/h之间，更优选地在0Nm3/h与20000Nm3/h之间。
当冷却部分包括冷却喷嘴时，冷却功率的变化基于流速。例如，对于一个冷却喷嘴，0Nm3/h与0％的冷却功率对应，以及40000Nm3/h与100％的冷却功率对应。
因此，例如，一个冷却喷嘴的冷却功率从0Nm3/h即0％变化至40000Nm3/h即100％。冷却功率的最小值和最大值可以是在0％至100％的范围内选择的任何值。例如，最小值为0％、10％、15％或25％。例如，最大值为80％、85％、90％或100％。
当冷却部分包括至少2个冷却喷嘴时，每个冷却喷嘴上的冷却功率可以是相同的或不同的。这意味着每个冷却喷嘴可以被彼此独立地配置。例如，当冷却部分包括11个冷却喷嘴时，前三个冷却喷嘴的冷却功率可以是100％，随后四个的冷却功率可以是45％，以及最后四个的冷却功率可以是0％。
例如，冷却功率的变化具有5％至50％的增量，优选地5％至40％，更优选地5％至30％，并且有利地5％至20％的增量。冷却功率增量例如为10％、15％或25％。
当冷却部分包括至少2个冷却喷嘴时，每个冷却喷嘴上的冷却功率增量可以是相同的或不同的。例如，在步骤B.1)中，所有冷却喷嘴上的冷却功率增量可以都是5％。在另一实施方式中，对于前三个喷嘴的冷却功率增量可以是5％，对于随后四个喷嘴的冷却功率增量可以是20％，以及对于最后四个喷嘴的冷却功率增量可以是15％。优选地，对于每个冷却喷嘴，冷却功率增量是不同的，例如，对于第一喷嘴是5％，对于第二喷嘴是20％，对于第三喷嘴是0％，对于第四喷嘴是10％，对于第五喷嘴是0％，对于第六喷嘴是35％等。
在优选实施方式中，冷却系统取决于相变而彼此独立地配置。例如，当冷却系统包括11个冷却喷嘴时，前三个冷却喷嘴的冷却功率可以被配置用于转变，随后四个冷却喷嘴的冷却功率可以被配置用于将奥氏体转变成珠光体，以及最后四个冷却喷嘴的冷却功率可以被配置用于将奥氏体转变成贝氏体。在另一实施方式中，对于每个冷却喷嘴，冷却功率增量可以是不同的。
优选地，在步骤B.1)中，T均热是从600℃至1000℃的范围内选择的固定数值。例如，取决于钢板，T均热可以是700℃、800℃或900℃。
在另一优选实施方式中，T均热在600℃至1000℃之间变化。例如，取决于钢板，T均热可以在650℃至750℃或在800℃至900℃之间变化。
有利地，当T均热变化时，在步骤B.1)之后，执行进一步的计算子步骤，其中：
a.T均热在600℃与1000℃之间的预定义的范围值中变化，以及
b.对于每个T均热变化，基于TT、要达到m标准的mi和T冷却计算新的冷却路径CPx，使用所述CPx重新计算TT的冷却步骤，以获得新的热路径TPx，每个TPx与微结构mx对应。
实际上，利用根据本发明的方法，在计算CPx时考虑了T均热的变化。因此，对于每个均热温度，计算多个新的冷却路径CPx并且因此计算新的TPx。
优选地，计算至少10个CPx，更优选地至少50个CPx，有利地至少100个并且更优选地至少1000个CPx。例如，计算的CPx的数目在2与10000之间，优选地在100与10000之间，更优选地在1000与10000之间。
在步骤B.2)中，选择要达到m目标的一个TP目标，TP目标从TPx中选择并且被选择成使得mx最接近m目标。优选地，m目标与mx中存在的相比例之间的差异为±3％。
优选地，在步骤B.2)中，当至少两个CPx的mx相等时，所选择的所选TP目标是具有所需最小冷却功率的TP目标。
有利地，当T均热变化时，所选择的TP目标还包括要达到m目标的T均热的值，TP目标从TPx中选择。
有利地，在步骤B.2)中，计算在mi与m目标之间的热焓H释放，使得：
H释放＝(X铁素体*H铁素体)+(X马氏体*H马氏体)+(X贝氏体*H贝氏体)+(X珠光体*H珠光体)+(H渗碳体*X渗碳体)+(H奥氏体*X奥氏体)
X是相分数。
不希望受任何理论束缚，H表示当执行相变时沿所有热路径释放的能量。据信，一些相变是放热的，并且一些相变是吸热的。例如，在加热路径期间铁素体向奥氏体的转变是吸热的，而在冷却路径期间奥氏体向珠光体的转变是放热的。
在优选实施方式中，在步骤B.2)中，计算所有热循环CPx，使得：
其中，Cpe：相的比热(J·kg-1·K-1)、ρ：钢的密度(g.m-3)、Ep：钢的厚度(m)、
热通量(W中的对流和辐射)、H释放(J.kg-1)、T：温度(℃)以及t：时间(s)。
优选地，在步骤B.2)中，计算与中间热路径CPxint和热焓Hxint对应的至少一个中间钢微结构mxint。在这种情况下，通过多个CPxint的计算来获得CPx的计算。因此，优选地，CPx是所有CPxint的总和，并且H释放是所有Hxint的总和。在该优选实施方式中，定期计算CPxint。例如，每0.5秒优选地0.1秒或更短对CPxint进行计算。
图3示出了下述优选实施方式，其中，在步骤B.1)中，计算分别与CPxint1和CPxint2以及Hxint1和Hxint2对应的mint1和mint2。确定在所有热路径期间的H释放以计算CPx。在该实施方式中，计算多个——即多于2个——CPxint、mxint和Hxint以获得CPx(未示出)。
在优选实施方式中，在步骤A.1)之前，选择从下述中选择的至少一种目标机械性能P目标：屈服应力YS、极限抗拉强度UTS、伸长率、孔扩展性、可成形性。在该实施方式中，优选地，基于P目标计算m目标。
不希望受任何理论的束缚，据信，钢板的特性由在钢生产期间应用的工艺参数限定。因此，有利地，在步骤B.1)中，考虑钢板在进入热处理线之前所经历的工艺参数以计算CPx。例如，工艺参数包括从下述中选择的至少一种元素：冷轧压下率、卷取温度、输出辊道冷却路径、冷却温度和线圈冷却速率。
在另一实施方式中，考虑钢板将在热处理线中经历的处理线的工艺参数以计算CPx。例如，工艺参数包括从下述中选择的至少一种元素：线速度、要达到的特定热钢板温度、加热部分的加热功率、加热温度和均热温度、冷却部分的冷却功率、冷却温度以及过时效温度。
优选地，T冷却是当冷却部分之后是包括热浸浴的热浸涂覆部分时的镀浴温度。优选地，镀浴是基于铝或基于锌的。在优选实施方式中，基于铝的镀浴包括小于15％的Si、小于5.0％的Fe、可选地0.1％至8.0％的Mg以及可选地0.1％至30.0％的Zn，剩余部分为Al。
在另一优选实施方式中，基于锌的镀浴包括0.01％至8.0％的Al、可选地0.2％至8.0％的Mg，剩余部分为Zn。
熔融镀浴还可能包括不可避免的杂质和来自供给锭或来自钢板在熔融镀浴中通过而产生的残留元素。例如，可选地杂质从下述中选择：Sr、Sb、Pb、Ti、Ca、Mn、Sn、La、Ce、Cr、Zr或Bi，每种附加元素的重量含量在重量上低于0.3％。来自供给锭或来自钢板在熔融浴中通过而产生的残留元素可以是铁，其含量在重量上高达5.0％，优选地高达3.0％。
在另一优选实施方式中，T冷却是淬火温度Tq。实际上，对于Q&P钢板，淬火&分配处理的重要点是Tq。
优选地，T冷却在150℃与800℃之间。
有利地，每当新钢板进入热处理线时，自动执行新的计算步骤B.2)。实际上，由于每种钢的实际特性通常不同，即使相同的钢种进入热处理线，根据本发明的方法也能够使冷却路径适于每个钢板。可以检测新钢板，并且测量钢板的新特性并预先进行预选择。例如，检测器检测两个线圈之间的焊接。
优选地，当钢板进入热处理线时在板的第一米上执行热路径的适应性调整，以避免强烈的工艺变化。
优选地，在热处理期间执行自动计算以检查是否出现任何偏差。在该实施方式中，定期地，实现计算以验证是否发生轻微偏差。实际上，检测器的检测阈值有时太高，这意味着并非总是检测到轻微偏差。例如每隔几秒执行的自动计算并非基于检测阈值。因此，如果计算导致相同的热处理，即热处理在线执行，则TT将不会改变。如果由于轻微偏差，计算导致不同的处理，则处理将改变。
图4示出了根据本发明的其中在通过热浸来沉积涂层之前对钢板执行连续退火的一个示例。利用根据本发明的方法，当出现偏差D时，基于mi、所选择的产品、TT和m目标计算TPx。在该示例中，计算分别与mxint1至mxint4以及Hxint1至xint4对应的中间热路径CPxint1至CPxint4。确定H释放以获得CPx并且因此获得TPx。在该图中，示出了TP目标。
利用根据本发明的方法，当出现偏差时，对钢板执行新的热处理步骤TP目标。
因此，获得由下述钢板制成的线圈，该钢板包括预定义产品类型，所述预定义产品类型包括DP、TRIP、Q&P、TWIP、CFB、PHS、TRIPLEX、DUPLEX、DP HD，这种线圈在沿线圈的任意两点之间具有低于或等于25MPa，优选地低于或等于15MPa，更优选地低于或等于9MPa的机械性能的标准变化。实际上，不希望受任何理论的束缚，据信，包括计算步骤B.1)的方法考虑了沿线圈的钢板的微结构离差。因此，对钢板应用的TP目标使得微结构能够均匀化以及同样使得机械性能能够均匀化。
优选地，机械性能从YS、UTS或伸长率中选择。标准变化的低值是由于TP目标的精度而导致的。
优选地，线圈由基于锌或基于铝的金属涂层覆盖。
优选地，在工业生产中，在由下述钢板制成的两个线圈之间，机械性能的标准变化低于或等于25MPa，优选地低于或等于15MPa，更优选地低于或等于9MPa，所述钢板包括所述预定义产品类型，所述预定义产品类型包括DP、TRIP、Q&P、TWIP、CFB、PHS、TRIPLEX、DUPLEX、DP HD。
优选地，在工业生产中，由在相同线上连续生产、测量的钢板制成的2个线圈之间的机械性能的标准变化低于或等于25MPa，优选地低于或等于15MPa，更优选地低于或等于9MPa，该钢板包括预定义产品类型，所述预定义产品类型包括DP、TRIP、Q&P、TWIP、CFB、PHS、TRIPLEX、DUPLEX、DP HD。
使用用于实现根据本发明的方法的热处理线来执行TP目标。例如，热处理线是连续退火炉、压制硬化炉、批量退火或淬火线。
最后，本发明涉及计算机程序产品，该计算机程序产品包括一起协作以确定TP目标的至少冶金模块、优化模块和热模块，这样的模块包括软件指令，该软件指令在由计算机执行时执行根据本发明的方法。
冶金模块预测微结构(mx、m目标包括亚稳相：贝氏体和马氏体，以及稳定相：铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体)，并且更精确地预测所有处理期间相的比例，并且预测相变的动力学。
热模块根据用于热处理的装置(该装置例如是连续退火炉)、带的几何特征、包括冷却功率、加热功率或等温功率的工艺参数、当执行相变时沿所有热路径释放或消耗的热焓H来预测钢板温度。
优化模块使用冶金模块和热模块遵循根据本发明的方法来确定达到m目标的最佳热路径即TP目标。现在将在仅用于提供信息而进行的试验中说明本发明。这些试验不是限制性的。
示例
在以下示例中，选择具有以下化学组成的DP780GI：
| C(％) | Mn(％) | Si(％) | Cr(％) | Mo(％) | P(％) | Cu(％) | Ti(％) | N(％) |
| 0.145 | 1.8 | 0.2 | 0.2 | 0.0025 | 0.015 | 0.02 | 0.025 | 0.06 |
冷轧的压下率为55％，以获得1.2mm的厚度。
要达到的m目标包括12％的马氏体、58％的铁素体和30％的贝氏体，其与以下P目标对应：460MPa的YS和790MPa的UTS。还必须达到460℃的冷却温度T冷却，以利用锌浴执行热浸涂覆。必须以+/-2℃的准确度达到该温度，以确保在Zn浴中的良好的可涂覆性。
对钢板执行的热处理TT如下所示：
-预热步骤，其中，钢板在37.5秒内从环境温度加热至680℃，
-加热步骤，其中，钢板在40秒内从680℃加热至780℃，
-均热步骤，其中，钢板在780℃的均热温度T均热下加热24.4秒，
-冷却步骤，其中，利用如下所示的喷射HNx的11个冷却喷嘴对钢板进行冷却：
-在460℃的锌浴中进行热浸涂覆，
-对钢板进行冷却直至顶辊在27.8s内为300℃，以及
-将钢板冷却为环境温度。
示例1：T均热的偏差
当均热温度T均热从780℃降低至765℃时，考虑到该偏差，确定新的热路径TP目标1以达到m目标。为此，基于TT、要达到m目标的DP780GI的mi、加热路径、包括T均热的均热路径和T冷却计算多个热路径CPx。
使用所述CPx重新计算TT的冷却步骤以获得新的热路径TPx。在计算TPx之后，选择要达到m目标的一个TP目标，TP目标是从重新计算的TPx中选择的并且被选择成使得mx最接近m目标。TP目标1如下所示：
-均热步骤，其中，由于热处理线的均热部分中的偏差，钢板在765℃的均热温度T均热下加热24.4秒，
-冷却步骤CP1，包括：
-冷却步骤，其中，利用如下所示的喷射HNx的11个冷却喷嘴对钢板进行冷却：
-在460℃的锌浴中进行热浸涂覆，
-对钢板进行冷却直至顶辊在27.8s内为300℃，以及
-将钢板冷却为环境温度。
示例2：具有不同组成的钢板
新的钢板DP780进入热处理线，因此基于以下新的CC自动执行计算步骤：
| C(％) | Mn(％) | Si(％) | Cr(％) | Mo(％) | P(％) | Cu(％) | Ti(％) | N(％) |
| 0.153 | 1.830 | 0.225 | 0.190 | 0.0025 | 0.015 | 0.020 | 0.025 | 0.006 |
考虑到新的CC，确定新的热路径TP目标2以达到m目标。TP目标2如下所示：
-预热步骤，其中，钢板在37.5秒内从环境温度加热至680℃，
-加热步骤，其中，钢板在40秒内从680℃加热至780℃，
-均热步骤，其中，钢板在780℃的均热温度T均热下加热24.4秒，
-冷却步骤CP3，包括：
-在460℃的锌浴中进行热浸涂覆，
-对钢板进行冷却直至顶辊在26.8s内为300℃，以及
-将钢板冷却为环境温度。
表1示出了利用TT、TP目标1和TP目标2获得的钢性能。
利用根据本发明的方法，可以在出现偏差时或在具有不同CC的新钢板进入热处理线时调整热TT。通过应用新的热路径TP目标1和TP目标2，可以获得具有期望预期性能的钢板，每个TP目标根据每个偏差被精确地适应性调整。
Claims (37)
1.一种用于在热处理线中制造热处理钢板的动态调整的方法，所述热处理钢板具有化学钢组成和微结构m目标，所述微结构m目标包括0％至100％的从下述中选择的至少一个相：铁素体、马氏体、贝氏体、珠光体、渗碳体和奥氏体，所述热处理线包括加热部分、均热部分和包含冷却系统的冷却部分，其中，执行包括至少加热步骤、均热步骤和冷却步骤的预定义热处理TT，所述方法包括：
A.控制步骤，其中，至少一个检测器检测TT期间发生的任何偏差，
B.计算步骤，在TT期间检测到偏差时执行所述计算步骤，使得考虑所述偏差来确定新的热路径TP目标以达到m目标，所述计算步骤包括：
1)计算子步骤，其中，通过冷却功率的变化，基于TT、要达到m目标的所述钢板的初始微结构mi、加热路径、包括T均热的均热路径和T冷却计算新的冷却路径CPx，使用所述CPx重新计算TT的冷却步骤，以获得新的热路径TPx，将所述冷却步骤替换为一个CPx以获得热路径TPx，每个TPx与微结构mx对应，
2)选择步骤，其中，选择要达到m目标的一个TP目标，TP目标是从所计算的热路径TPx中选择的并且被选择成使得mx最接近m目标，以及
C.新的热处理步骤，其中，对所述钢板在线执行TP目标。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤A)中，所述偏差是由于从下述中选择的一个工艺参数的变化造成的：炉温、钢板温度、气体量、气体组成、气体温度、线速度、所述热处理线中的故障、热浸浴的变化、钢板发射率和钢厚度的变化。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述相由从下述中选择的至少一种元素限定：尺寸、形状和化学组成。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述微结构m目标包括：
- 100％的奥氏体，
- 5％至95％的马氏体、4％至65％的贝氏体，余量为铁素体，
- 8％至30％的残余奥氏体、固溶体中0.6％至1.5％的碳，余量为铁素体、马氏体、贝氏体、珠光体和/或渗碳体，
- 1％至30％的铁素体和1％至30％的贝氏体、5％和25％的奥氏体，余量为马氏体，
- 5％至20％的残余奥氏体，余量为马氏体，
-铁素体和残余奥氏体，
-残余奥氏体和金属间相，
- 80％至100％的马氏体和0％至20％的残余奥氏体
- 100％的马氏体，
- 5％至100％的珠光体和0％至95％的铁素体，以及
-至少75％的等轴铁素体、5％至20％的马氏体和量小于或等于10％的贝氏体。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述钢板能够是双相、相变诱导塑性、淬火&分配钢、孪生诱导塑性、无碳化物贝氏体、压制硬化钢、TRIPLEX、DUPLEX和双相高延性。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，TT还包括预热步骤。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，TT还包括热浸涂覆步骤、过时效步骤或分配步骤。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤B.1)中，所述冷却系统的冷却功率从最小值变化至最大值。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤B.1)中，所述冷却系统的冷却功率从最大值变化至最小值。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤B.1)中，T均热是从600℃至1000℃的范围内选择的固定数值。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤B.1)中，T均热在600℃至1000℃之间变化。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在步骤B.1)之后，执行进一步的计算子步骤，其中：
a.T均热在600℃与1000℃之间的预定义范围值中变化，以及
b.对于每个T均热变化，基于TT、要达到m标准的mi和T冷却计算新的冷却路径CPx，使用所述CPx重新计算TT的所述冷却步骤，以获得新的热路径TPx，每个TPx与微结构mx对应。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述选择步骤B.2)中，所选择的TP目标还包括T均热的值。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤B.2)中，当至少两个CPx的mx相等时，所选择的所选TP目标是具有所需最小冷却功率的TP目标。
15.根据权利要求1或2所述的方法，当在步骤B.1)中时，m目标与mx中存在的相比例之间的差异为±3％。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤B.1)中，计算在mi与m目标之间释放的热焓H，使得：
H释放＝(X铁素体*H铁素体)+(X马氏体*H马氏体)+(X贝氏体*H贝氏体)+(X珠光体*H珠光体)+(H渗碳体*X渗碳体)+(H奥氏体*X奥氏体)
X是相分数。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在步骤B.1)中，计算所有冷却路径CPx，使得：
其中，Cpe：相的比热(J·kg-1·K-1)、ρ：钢的密度(g.m-3)、Ep：钢的厚度(m)、
热通量(W形式的对流和辐射)、H释放(J.kg-1)、T：温度(℃)以及t：时间(s)。
18.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤B.1)中，计算与中间冷却路径CPxint和热焓Hxint对应的至少一个中间钢微结构mxint。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，在步骤B.1)中，CPx是所有CPxint的总和，并且H释放是所有Hxint的总和。
20.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤A.1.a)之前，选择从下述中选择的至少一个目标机械性能P目标：屈服应力YS、极限抗拉强度UTS、伸长率孔扩展性、可成形性。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，基于P目标计算m目标。
22.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤B.1)中，考虑所述钢板在进入所述热处理线之前所经历的工艺参数以计算CPx。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述工艺参数包括从下述中选择的至少一种元素：冷轧压下率、卷取温度、输出辊道冷却路径、冷却温度和线圈冷却速率。
24.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤B.1)中，考虑所述钢板将在所述热处理线中经历的所述处理线的工艺参数以计算CPx。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述工艺参数包括从下述中选择的至少一种元素：要达到的特定热钢板温度、线速度、冷却部分的冷却功率、加热部分的加热功率、过时效温度、冷却温度、加热温度和均热温度。
26.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述冷却系统包括至少一个冷却喷嘴、至少一个冷却喷雾或者至少二者皆有。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，当所述冷却系统包括至少一个冷却喷嘴时，所述冷却喷嘴喷射气体、含水液体或其混合物。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述气体从下述中选择：空气、HNx、H2、N2、Ar、He、蒸汽水或其混合物。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述含水液体从下述中选择：水或纳米流体。
30.根据权利要求28所述的方法，其中，所述冷却喷嘴以0Nm3/h与350000Nm3/h之间的流出流量喷射空气。
31.根据权利要求1或2所述的方法，其中，T冷却是当所述冷却部分之后是包括热浸镀浴的热浸涂覆部分时的镀浴温度。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述镀浴是基于铝的或者是基于锌的镀浴。
33.根据权利要求1或2所述的方法，其中，T冷却是淬火温度Tq。
34.根据权利要求1或2所述的方法，其中，T冷却在150℃与800℃之间。
35.根据权利要求1或2所述的方法，其中，每当新的钢板进入所述热处理线时，自动执行新的计算步骤B.1)。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，当所述钢板进入所述热处理线的所述冷却部分时在所述板的第一米上执行所述冷却路径的适应性调整。
37.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述热处理期间执行自动计算以检查是否出现任何偏差。
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