CN113242912A - 加工性优异的冷轧钢板、热浸镀锌钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加工性优异的冷轧钢板、热浸镀锌钢板、合金化热浸镀锌钢板及其制造方法，以重量％计，所述冷轧钢板包含碳(C)：0.06～0.15％、硅(Si)：1.2％以下(0除外)、锰(Mn)：1.7～2.7％、钼(Mo)：0.15％以下(0除外)、铬(Cr)：1.0％以下(0除外)、磷(P)：0.1％以下、硫(S)：0.01％以下、钛(Ti)：0.001～0.04％、铌(Nb)：0.001～0.04％、氮(N)：0.01％以下、硼(B)：0.01％以下(0除外)、余量的Fe和其它不可避免的杂质，所述冷轧钢板的厚度1/4t位置处的基体组织中硅(Si)、碳(C)、锰(Mn)、钼(Mo)、铬(Cr)的含量满足以下关系式1，以面积％计，微细组织由10～70％的铁素体、总计10～50％的贝氏体和残余奥氏体以及余量的新鲜马氏体组成，与贝氏体相邻的新鲜马氏体(Mb)的分数与总新鲜马氏体(Mt)的分数之比(Mb/Mt)为60％以上，[关系式1]([Si]+[C]×3)/([Mn]+[Mo]+[Cr])≥0.18(其中，[Si]、[C]、[Mn]、[Mo]、[Cr]分别是冷轧钢板厚度1/4t位置处的硅(Si)、碳(C)、锰(Mn)、钼(Mo)、铬(Cr)的重量％。)。

Description

加工性优异的冷轧钢板、热浸镀锌钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种主要用作汽车结构部件的拉伸强度为980MPa级以上的高强度冷轧钢板、热浸镀锌钢板及其制造方法。
背景技术
近年来，就汽车用钢板而言，根据各种环境管制和能源使用管制，需要使用强度更高的钢板以提高燃油效率或耐久性，在碰撞安全性和乘客的保护方面，拉伸强度为980MPa以上的高强度钢板用作车身结构或加强件的使用量正在增加。特别地，近年来，随着汽车的冲击稳定性管制扩大，为了提高车身的耐冲击性，在构件(member)、座椅导轨(seat rail)和柱(pillar)等的结构部件中采用屈服强度优异的高强度钢。
通常，强化钢的方法有固溶强化、析出强化、通过晶粒细化的强化、相变强化等。但是，所述方法中的固溶强化和通过晶粒细化的强化具有制造拉伸强度为590MPa级以上的高强度钢非常难的缺点。
析出强化型高强度钢是一种通过添加诸如Cu、Nb、Ti、V等碳氮化物形成元素来析出碳氮化物从而强化钢板，或者通过微细析出物抑制晶粒的生长从而细化晶粒来确保强度的技术。所述技术具有可以以相对低的制造成本容易地获得高强度的优点，但由于微细析出物而使得再结晶温度会急剧上升，因此具有需要进行高温退火以实现充分的再结晶并确保延展性的缺点。此外，通过在铁素体基体上析出碳氮化物来进行强化的析出强化钢存在难以获得600MPa级以上的高强度钢的问题。
此外，就相变强化型高强度钢而言，已经开发了在铁素体基体中包含硬质马氏体的铁素体-马氏体双相组织(Dual Phase)钢、利用残留奥氏体的相变诱导塑性的相变诱导塑性(Transformation Induced Plasticity，TRIP)钢或由铁素体和硬质的贝氏体或马氏体组织组成的复相(Complexed Phase，CP)钢等。
但一般情况下，随着钢板的强度增加，伸长率会降低，从而发生成型加工性降低的问题，因此随着强度的逐渐增加，在汽车部件的冲压成型过程中产生裂纹或褶皱，因此在制造复杂的部件方面达到了极限。
作为提高所述高张力钢板的加工性的现有技术，可以列举专利文献1中公开的发明。专利文献1中公开了一种高张力钢板的制造方法，该高张力钢板是由将马氏体作为主相的复合组织组成的钢板，为了提高加工性，将粒径为1～100nm的微细析出铜颗粒分散在组织内部。但是，在专利文献1的技术中，为了析出良好且微细的Cu颗粒，过量添加2～5％的Cu，因此可能会发生由Cu引起的红热脆性，并且制造成本会过度增加。
另一方面，专利文献2提出一种析出强化型钢板，该析出强化型钢板具有将铁素体(ferrite)作为基体组织并且包含2～10面积％的珠光体(pearlite)的微细组织，并且添加诸如Nb、Ti、V等的碳氮化物形成元素，从而通过析出强化和晶粒细化来提高强度。但是，虽然专利文献2的析出强化型钢板的扩孔性良好，但在提高拉伸强度方面存在局限性，并且屈服强度高，延展性低，因此冲压成型时产生裂纹。
此外，专利文献3提供一种冷轧钢板的制造方法，通过利用回火马氏体，同时获得高强度和高延展性，并且连续退火后的板形状也优异。但是，专利文献3的冷轧钢板的碳含量高至0.2％以上，因此焊接性差，由于含有大量Si，可能会发生炉内凹痕。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)日本专利公开公报第2005-264176号
(专利文献2)韩国专利公开公报第2015-0073844号
(专利文献3)日本专利公开公报第2010-090432号
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种具有高强度且加工性优异的冷轧钢板、热浸镀锌钢板及其制造方法。
本发明要解决的技术问题不限于上述内容。本领域技术人员从本发明的说明书的整个内容中不难理解本发明要解决的附加技术问题。
技术方案
本发明的一个方面是一种加工性优异的冷轧钢板，以重量％计，所述冷轧钢板包含碳(C)：0.06～0.15％、硅(Si)：1.2％以下(0除外)、锰(Mn)：1.7～2.7％、钼(Mo)：0.15％以下(0除外)、铬(Cr)：1.0％以下(0除外)、磷(P)：0.1％以下(0除外)、硫(S)：0.01％以下(0除外)、钛(Ti)：0.001～0.04％、铌(Nb)：0.001～0.04％、氮(N)：0.01％以下(0除外)、硼(B)：0.01％以下(0除外)、余量的Fe和其它不可避免的杂质，所述冷轧钢板的厚度1/4t位置处的基体组织中硅(Si)、碳(C)、锰(Mn)、钼(Mo)、铬(Cr)的含量满足以下关系式1，以面积％计，微细组织由10～70％的铁素体、总计10～50％的贝氏体和残余奥氏体、以及余量的新鲜马氏体组成，与贝氏体相邻的新鲜马氏体(Mb)的分数与总新鲜马氏体(Mt)的分数之比(Mb/Mt)为60％以上。
[关系式1]([Si]+[C]×3)/([Mn]+[Mo]+[Cr])≥0.18
(其中，[Si]、[C]、[Mn]、[Mo]、[Cr]分别是冷轧钢板厚度1/4t位置处的硅(Si)、碳(C)、锰(Mn)、钼(Mo)、铬(Cr)的重量％。)
以重量％计，所述冷轧钢板可以进一步包含铝(sol.Al)：1.0％以下(0除外)、锑(Sb)：0.05％以下(0除外)。
所述冷轧钢板的平均粒度为3μm以下的微细的新鲜马氏体(Msm)的分数与总新鲜马氏体(Mt)的分数之比(Msm/Mt)可以为60％以上。
在所述冷轧钢板中，分别在4～6％的变形区间测量的加工硬化指数(n)、伸长率(El)、拉伸强度(TS)、屈服比(YR)可以满足以下关系式2。
[关系式2]n×El×TS/YR≥2500
本发明的另一方面是一种热浸镀锌钢板，在所述冷轧钢板的表面形成有热浸镀锌层。
本发明的另一方面是一种合金化热浸镀锌钢板，在所述冷轧钢板的表面形成有合金化热浸镀锌层。
本发明的另一方面是一种加工性优异的冷轧钢板的制造方法，所述方法包括以下步骤：将钢板坯进行再加热后进行热轧以使得精轧出口侧温度为Ar3～Ar3+50℃，其中，以重量％计，所述钢板坯包含碳(C)：0.06～0.15％、硅(Si)：1.2％以下(0除外)、锰(Mn)：1.7～2.7％、钼(Mo)：0.15％以下(0除外)、铬(Cr)：1.0％以下(0除外)、磷(P)：0.1％以下(0除外)、硫(S)：0.01％以下(0除外)、钛(Ti)：0.001～0.04％、铌(Nb)：0.001～0.04％、氮(N)：0.01％以下(0除外)、硼(B)：0.01％以下(0除外)、余量的Fe和其它不可避免的杂质；在所述热轧步骤后，在400～700℃下进行收卷，然后以0.1℃/秒以下的平均冷却速度进行冷却以从收卷温度冷却至常温以获得热轧钢板；以40～70％的压下率将收卷的所述热轧钢板进行冷轧以获得冷轧钢板；在Ac1+20℃～Ac3-20℃的退火温度范围将所述冷轧钢板进行退火；以10℃/秒以下的平均冷却速度进行一次冷却以将退火的冷轧钢板从所述退火温度冷却至630～670℃的一次冷却终止温度；利用快速冷却设备以5℃/秒以上的平均冷却速度进行二次冷却以从所述一次冷却终止温度冷却至400～500℃的二次冷却终止温度范围；在所述二次冷却后，在二次冷却终止温度下保持70秒以上；以及在所述保持后，以5℃/秒以上的平均冷却速度进行三次冷却以从所述保持温度冷却至Ms～100℃以下的温度。
以重量％计，所述钢板坯可以进一步包含铝(sol.Al)：1.0％以下(0除外)、锑(Sb)：0.05％以下(0除外)。
所述连续退火可以在760～820℃的温度范围进行。
可以进步包括在所述三次冷却后以小于1％的压下率进行平整轧制的步骤。
本发明的另一方面是一种加工性优异的热浸镀锌钢板的制造方法，在上述加工性优异的冷轧钢板的制造方法中，进一步包括在所述保持步骤之后且在所述三次冷却之前，在430～490℃的温度范围进行热浸镀锌处理的步骤。
本发明的另一方面是一种加工性优异的合金化热浸镀锌钢板的制造方法，在上述加工性优异的热浸镀锌钢板的制造方法中，进一步包括在热浸镀锌处理步骤之后且在所述三次冷却之前，进行合金化热处理的步骤。
有益效果
根据本发明，可以提供一种冷轧钢板和热浸镀锌钢板，通过优化钢板的合金组成和制造工艺，满足作为DP钢的特性的低屈服比的同时，与DP钢相比，具有优异的伸长率(El)和加工硬化指数(n)。
利用本发明的冷轧钢板和热浸镀锌钢板时，可以防止冲压成型时发生的诸如裂纹或褶皱的加工缺陷，因此可以用于各种加工性要求高的具有复杂的形状的汽车结构用构件，并且具有可以同时确保材质和镀覆特性的优点。
本发明的各种有益的优点和效果并不限定于上述的内容，在对本发明的具体实施方式进行说明的过程中将更容易理解。
附图说明
图1示出根据关系式1((Si+C×3)/(Mn+Mo+Cr))的与贝氏体相邻的新鲜马氏体相对于总新鲜马氏体的占有率(Mb/Mt)的变化。
图2示出根据所述占有率(Mb/Mt)的平均粒度为3μm以下的微细的新鲜马氏体相对于总新鲜马氏体的占有率(Msm/Mt)的变化。
图3示出根据所述占有率(Mb/Mt)的关系式2(n×El×TS/YR)的变化。
图4示出根据所述占有率(Msm/Mt)的关系式2(n×El×TS/YR)的变化。
最佳实施方式
在本文中使用的专业术语仅用于说明特定实施例，并不旨在限定本发明。除非在本文中明确示出相反的含义，本文中使用的单数形式包括复数形式。
说明书中使用的“包括”或“包含”的含义具体说明特定特性、区域、整数、步骤、动作、要素和/或成分，并不排除其它特定特性、区域、整数、步骤、动作、要素、成分和/或组的存在或添加。
虽然没有另外定义，但本文中使用的包括技术术语和科学术语在内的所有术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。进一步解释为，通常使用的词典中定义的术语具有与相关技术文献和目前公开的内容一致的含义，除非有明确定义，否则不应解释为理想的含义或非常正式的含义。
作为用于提高高强度钢的加工性的一个观点，本发明人关注了以下方面：如果能在满足作为相变强化型高强度钢中最广泛使用的DP钢的特性的低屈服比(YR)的同时，与DP钢相比能够提高伸长率(El)和加工硬化指数(n)，则可以防止冲压成型时发生的诸如裂纹或褶皱的加工缺陷，因此可以扩大高强度钢在复杂的构件中的应用。
对此进行更深入研究的结果，本发明人发现在冷轧钢板或热浸镀锌钢板的最终微细组织中引入少量的贝氏体，并在与所述贝氏体相邻的周围形成新鲜马氏体时，所述新鲜马氏体均匀地分散，并且其尺寸也大幅细化，从而在成型初期可以有效地分散变形，因此加工硬化率大幅提高。此外，通过实验确认了当具有如上所述的微细组织时，缓解局部应力集中，延迟孔隙(void)的成核、生长和结合，从而可以大幅提高延展性，并且基于该实验结果，完成了本发明。
以下，对本发明的一个方面的加工性优异的冷轧钢板、热浸镀锌钢板和合金化热浸镀锌钢板进行详细说明。需要注意的是，除非另有定义，本发明中各元素的含量用重量％来表示。此外，除非另有特别说明，晶体或组织的比例以面积为基准。
首先，对根据本发明的一个方面的加工性优异的冷轧钢板的成分体系进行说明。以重量％计，根据本发明的一个方面的冷轧钢板包含碳(C)：0.06～0.15％、硅(Si)：1.2％以下(0除外)、锰(Mn)：1.7～2.7％、钼(Mo)：0.15％以下(0除外)、铬(Cr)：1.0％以下、磷(P)：0.1％以下(0除外)、硫(S)：0.01％以下(0除外)、钛(Ti)：0.001～0.04％、铌(Nb)：0.001～0.04％、氮(N)：0.01％以下(0除外)、硼(B)：0.01％以下(0除外)、余量的Fe和其它不可避免的杂质。
碳(C)：0.06～0.15％
钢中的碳(C)是为了强化相变组织而添加的非常重要的元素。C促进高强度化，并促进复合组织钢中马氏体的形成。当C含量增加时，钢中马氏体的量会增加。但是，当C含量超过0.15％时，马氏体的强度变高，但与碳浓度低的铁素体的强度差会增加，由于这种强度差，施加应力时在相间界面可能容易发生破坏，因此延展性和加工硬化率会降低。此外，由于焊接性劣化，在加工部件时可能会发生焊接缺陷。另一方面，当C含量降低至0.06％以下时，可能非常难以确保所期望的强度。因此，在本发明中优选将C含量限制在0.06～0.15％，根据情况，可以限制在0.06～0.12％。
硅(Si)：1.2％以下(0除外)
所述硅(Si)是铁素体稳定化元素，其促进铁素体相变，并促进C富集在未相变奥氏体，从而是有助于马氏体的形成的元素。此外，硅具有优异的固溶强化能力，从而通过提高铁素体的强度来有效地减小相间硬度差，并且硅是可以在不降低钢板的延展性的情况下确保强度的有效元素。但是，当Si含量超过1.2％时，会引起表面氧化皮缺陷，因此镀覆表面质量劣化，并且化学转化处理性可能会降低。因此，在本发明中优选将Si含量限制在1.2％以下(0除外)，根据情况，可以限制在1.0％以下(0除外)。
锰(Mn)：1.7～2.7％
锰(Mn)是在不损害延展性的情况下细化颗粒并且将钢中的硫以MnS的形式完全析出以防止由FeS的生成导致的热脆性并强化钢的元素。此外，Mn起到降低在复合组织钢中获得马氏体相的临界冷却速度的作用，从而可以更容易地形成马氏体。为了获得所述效果并确保本发明中所期望的强度，Mn含量优先为1.7％以上。另一方面，当Mn含量超过2.7％时，发生焊接性和热轧性等问题的可能性高，并且形成过多的马氏体而导致材质不稳定，而且组织中形成Mn氧化物带(Mn-Band)，从而发生加工裂纹和板断裂的风险变高。此外，退火时在表面溶出Mn氧化物，从而大大阻碍镀覆性。因此，在本发明中优选将Mn的含量限制在1.7～2.7％，根据情况，可以限制在1.8～2.5％。
钼(Mo)：0.15％以下(0除外)
钼(Mo)是为了延迟奥氏体转变为珠光体的同时提高铁素体的细化和强度而添加的元素。Mo提高钢的淬透性，在晶粒界(grain boundary)形成微细的马氏体，从而具有可以控制屈服比的优点。但是，所述钼为昂贵的元素，其含量越高，在制造上越不利，因此优选适当地控制其含量。为了获得上述效果，优选最多添加0.15％，当所述Mo的含量超过0.15％时，导致合金成本急剧上升，降低经济性，并且由于过度的晶粒细化效果和固溶强化效果，反而会降低钢的延展性。因此，在本发明中优选将Mo含量限制在0.15％以下(0除外)。
铬(Cr)：1.0％以下(0除外)
铬(Cr)是为了提高钢的淬透性并确保高强度而添加的成分，是对于马氏体的形成起到非常重要的作用的元素，并且相对于强度的上升，最小化伸长率的降低，从而有利于制造具有高延展性的复合组织钢。特别地，Cr在热轧过程中形成诸如Cr23C6的Cr系碳化物，该碳化物在退火过程中一部分被熔解，一部分未被熔解而残留，冷却后可以将马氏体中固溶C的量控制为适当水平以下，因此抑制屈服点延伸(YP-El)的发生，是有利于制造屈服比低的复合组织钢的元素。但是，当Cr含量超过1.0％时，不仅其效果会饱和，而且过度增加热轧强度，因此冷轧性劣化。此外，由于Cr系碳化物的分数增加且粗化，退火后的马氏体的尺寸也粗化，导致伸长率降低。因此，在本发明中优选将Cr含量限制在1.5％以下。
磷(P)：0.1％以下
钢中的磷(P)是固溶强化效果最大的置换型元素，并且是改善面内各向异性并且在不大幅损害成型性的情况下最有利于确保强度的元素。但是，当添加过多的P时，大幅增加发生脆性断裂的可能性，因此P成为在热轧过程中增加板坯的板断裂的可能性和阻碍镀覆表面特性的元素。因此，在本发明中，将P含量控制在最多0.1％。
硫(S)：0.01％以下
硫(S)是钢中不可避免地添加的杂质元素，并且是降低延展性和焊接性的元素，因此重要的是将S含量尽可能控制得低。特别地，S具有增加发生红热脆性的可能性的问题，因此优选将其含量控制在0.01％以下。
钛(Ti)：0.001～0.04％，铌(Nb)：0.001～0.04％
钢中的钛(Ti)和铌(Nb)是对提高钢板的强度和通过形成纳米析出物来细化晶粒的有效元素。当添加这些元素时，Ti和Nb与碳结合以形成非常微细的纳米析出物，这种纳米析出物起到强化基体组织而减小相间硬度差的作用。当所述Ti和Nb的含量分别小于0.001％时，难以确保如上所述的效果，当所述Ti和Nb的含量分别超过0.04％时，由于制造成本的上升和过多的析出物，可能会大幅降低延展性。因此，在本发明中优选将Ti和Nb的含量分别限制在0.001～0.04％，根据情况，可以将Ti和Nb的含量分别限制在0.001～0.03％。
氮(N)：0.01％以下
氮(N)是对奥氏体稳定化起到有效作用的成分，但当N的含量超过0.01％时，钢的精炼成本急剧增加。此外，由于形成AlN等而大幅增加连铸时产生裂纹的风险，因此优选将其上限限制在0.01％。
硼(B)：0.01％以下(0除外)
硼(B)是在退火中进行冷却的过程中延迟奥氏体转变为珠光体的成分，并且B是抑制铁素体的形成并促进马氏体的形成的淬透性元素。但是，当B的含量超过0.01％时，表面上富集过多的B，可能会导致镀覆粘附性劣化，因此将其含量控制在0.01％以下。
除上述成分之外，本发明的一个方面的加工性优异的冷轧钢板可以进一步包含铝(sol.Al)：1.0％以下(0除外)和锑(Sb)：0.05％以下(0除外)。
铝(sol.Al)：1.0％以下(0除外)
酸溶铝(sol.Al)是为了钢的粒度细化和脱氧而添加的元素，类似于Si，酸溶铝(sol.Al)是铁素体稳定化元素，是通过将铁素体中的碳分布到奥氏体中来提高马氏体的淬透性的有效成分。此外，酸溶铝(sol.Al)是在贝氏体区域中保持时有效地抑制贝氏体中的碳化物的析出以提高钢板的延展性的有用元素。但是，当酸溶铝(sol.Al)的含量超过1.0％时，由于晶粒细化效果而有利于提高强度，但是在炼钢连铸作业时由于形成过多的夹杂物而不仅增加了发生镀覆钢板表面不良的可能性，而且增加了制造成本。因此，在本发明中优选将酸溶铝(sol.Al)的含量控制在1.0％。
锑(Sb)：0.05％以下(0除外)
锑(Sb)是分布在晶界以延迟Mn、Si、Al等氧化性元素通过晶界扩散的元素，在抑制氧化物的表面富集并抑制由温度升高和热轧工艺变化引起的表面富集物的粗化方面具有显著的效果。但是，当Sb的含量超过0.05％时，不仅其效果会饱和，而且制造成本和加工性劣化，因此将其含量限制在0.05％以下。
除上述合金元素之外，其余为铁(Fe)成分。但是，在通常的制造过程中，可能会从原料或周围环境不可避免地混入不期望的杂质，因此无法将其排除。这些杂质对于通常的技术人员而言是众所周知的，因此对其所有内容不作详细说明。
另一方面，本发明的一个方面的加工性优异的冷轧钢板的厚度1/4t位置处的基体组织中硅(Si)、碳(C)、锰(Mn)、钼(Mo)、铬(Cr)的含量可以满足以下关系式1。
[关系式1]([Si]+[C]×3)/([Mn]+[Mo]+[Cr])≥0.18
(其中，[Si]、[C]、[Mn]、[Mo]、[Cr]分别是冷轧钢板的厚度1/4t位置处的硅(Si)、碳(C)、锰(Mn)、钼(Mo)、铬(Cr)的重量％。)
为了满足本发明所期望的作为DP钢的特性的低屈服比的同时，与传统DP钢相比提高加工硬化率和延展性，必须控制组织和成分，首先，重要的是微细组织中引入少量的贝氏体。贝氏体降低铁素体与马氏体的相间硬度差，并在铁素体中析出微细的纳米尺寸的析出物，从而可以进一步减小相间硬度差。
Si是铁素体稳定化元素，促进铁素体相变，并促进C富集在未相变奥氏体，是有助于形成马氏体的元素。C也是促进C富集在未相变奥氏体而有助于马氏体的形成和分数调整的元素。另一方面，虽然Mn、Mo、Cr是有助于提高淬透性的元素，但是与Si、C一样有助于C富集在奥氏体中的效果相对小。因此，重要的是调整好Si、C和其它淬透性元素Mn、Mo、Cr的比例，在本发明中，可以通过关系式1控制这些成分的适当比例。
此外，当将与厚度1/4t位置处的基体组织中硅(Si)、碳(C)、锰(Mn)、钼(Mo)、铬(Cr)的成分有关的关系式1控制为0.18以上，并优化热轧和退火作业条件时，可以在微细组织中引入少量的贝氏体的同时可以在贝氏体内部或相邻的周围形成新鲜马氏体。在此，贝氏体的相邻的周围可以被定义为距离贝氏体相的边界1μm以内的区域。如图1所示，当所述关系式1的值为0.18以上时，可以确保微细组织中总新鲜马氏体中的与贝氏体相邻的新鲜马氏体的占有率(Mb/Mt，以下也可称为‘占有率(Mb/Mt)’或‘比(Mb/Mt)’)为60％以上。此外，由此可以使总新鲜马氏体中的3μm以下的微细的新鲜马氏体的占有率(Msm/Mt，以下也可称为‘占有率(Msm/Mt)’或‘比(Msm/Mt)’)形成为60％以上。
另一方面，以面积％计，根据本发明的一个方面的冷轧钢板的微细组织可以由10～70％的铁素体、总计10～50％的贝氏体和残余奥氏体以及余量的新鲜马氏体组成。当铁素体组织的分数小于10％时，难以确保伸长率，当铁素体组织的分数超过70％时，难以确保充分的强度。此外，与贝氏体相邻的新鲜马氏体(Mb)的分数与总新鲜马氏体(Mt)的分数之比(Mb/Mt)可以为60％以上，平均粒度为3μm以下的微细的新鲜马氏体(Msm)的分数与总新鲜马氏体(Mt)的分数之比(Msm/Mt)可以为60％以上。在此，总新鲜马氏体(Mt)的分数可以被定义为钢材的微细组织中新鲜马氏体所占的总分数，与贝氏体相邻的新鲜马氏体(Mb)的分数可以被定义为距离贝氏体1μm以内的区域中存在的新鲜马氏体的分数。
如上所述，当将关系式1控制为0.18以上，并根据本发明的制造方法优化热轧和退火作业条件时，如图1中所示，可以确保总新鲜马氏体中的与贝氏体相邻的新鲜马氏体的占有率(Mb/Mt)为60％以上。并且，如图2中所示，当占有率(Mb/Mt)为60％以上时，3μm以下的微细的新鲜马氏体在总新鲜马氏体中的占有率(Msm/Mt)为60％以上，因此可以使相微细且均匀地分散，由此可以抑制降低加工性的马氏体带的形成。但是，当占有率(Mb/Mt)形成为小于60％时，占有率(Msm/Mt)降低至小于60％，这导致形成马氏体带组织，并且微细的新鲜马氏体的分散效果会消失。
如上所述，在将占有率(Mb/Mt)精确控制为60％以上且将占有率(Msm/Mt)精确控制为60％以上的复合组织中，各相被微细且均匀地分散，相间硬度差减小，在塑性变形初期步骤的低应力下开始变形，因此屈服比会降低，并有效地分散变形，从而可以显示出加工硬化率高的特性。此外，这种微细组织的变化缓解在颈缩(necking)之后的局部应力和变形的集中，延迟引起延展性破坏的孔隙(void)的生成、生长和结合，因此具有提高钢材的延展性的效果。结果，如图3所示，当将占有率(Mb/Mt)控制为60％以上并将占有率(Msm/Mt)控制为60％以上时，可以制造一种具有优异的加工性的冷轧钢板，所述冷轧钢板可以满足与加工硬化指数(n)、伸长率(El)、拉伸强度(TS)、屈服比(YR)有关的以下关系式2，并且满足作为DP钢的特性的低屈服比的同时，与传统DP钢相比，大幅提高加工硬化率和延展性。
[关系式2]n×El×TS/YR≥2500
(其中，n、El、TS、YR分别是在4～6％的变形区间测量的加工硬化指数(n)、伸长率(El)、拉伸强度(TS)、屈服比(YR)。)
另一方面，在具有上述合金组成和微细组织的冷轧钢板的表面可以形成有热浸镀锌层，并且还可以形成有将所述热浸镀锌层进行合金化热处理的合金化热浸镀锌层。
接下来，对根据本发明的另一方面的加工性优异的冷轧钢板、热浸镀锌钢板和合金化热浸镀锌钢板的制造方法进行详细说明。
根据本发明的另一方面的加工性优异的冷轧钢板的制造方法包括以下步骤：将具有上述合金组成的板坯进行再加热并在热轧后进行收卷和冷却以获得热轧钢板；进行冷轧以获得冷轧钢板；进行连续退火；连续退火后进行冷却(一次冷却、二次冷却、保持、三次冷却)；以及进行平整轧制。此外，为了获得热浸镀锌钢板或合金化热浸镀锌钢板，在保持步骤之后且在三次冷却之前，可以进行热浸镀锌处理，并且根据需要，可以进行合金化热处理。
获得热轧钢板的步骤
首先，准备具有上述合金组成的钢板坯，并在通常的条件下进行再加热。板坯再加热是为了顺利地进行后续的热轧并获得所期望的钢板的物理性能而进行加热的工艺，在本发明中，对这种再加热条件不作特别限制。但是，作为一个非限制性的具体实施例，可以在1100～1300℃的温度范围进行再加热。
可以在Ar3相变点以上的温度下在通常的条件下将再加热的所述板坯进行热精轧以获得热轧钢板。在本发明中，对热轧条件不作特别限制，可以采用通常的热轧条件。但是，作为一个非限制性的具体实施例，可以进行热轧以使得精轧出口侧的温度为Ar3～Ar3+50℃，根据情况，还可以进行热轧以使得精轧出口侧的温度范围为800～1000℃。
在400～700℃下将热精轧的所述热轧钢板进行收卷，然后可以以0.1℃/秒以下的平均冷却速度进行冷却以从收卷温度冷却至常温。此时，所述平均冷却速度可以被定义为收卷温度与常温之间的冷却速度的平均值。通过满足所述收卷温度和冷却条件，可以制造微细地分散有成为基体组织中奥氏体的成核位点的碳化物的热轧钢板。如上所述当在热轧过程中形成均匀分散的微细的碳化物时，在后续的连续退火时所述碳化物熔解并且微细地分散并形成奥氏体，结果，退火后可以均匀地分散微细的马氏体。
获得冷轧钢板的步骤
将收卷的所述热轧钢板进行酸洗，然后以40～70％的压下率进行冷轧。当所述冷轧压下率小于40％时，不仅难以确保所期望的厚度，而且可能难以矫正钢板的形状。另一方面，当冷轧压下率超过70％时，钢板的边缘(edge)部产生裂纹的可能性高，并导致冷轧负荷。因此，在本发明中，优选将所述冷轧压下率限制在40～70％。
连续退火步骤
在Ac1+20℃～Ac3～20℃的温度范围将冷轧的所述钢板进行连续退火。更优选地，可以在760～820℃的温度范围进行连续退火。此外，所述连续退火可以在连续合金化热浸镀连续炉中进行。所述连续退火用于再结晶的同时形成铁素体和奥氏体，并分配碳。当所述连续退火温度低于Ac1+20℃或低于760℃时，不仅无法实现充分的再结晶，而且难以形成充分的奥氏体，因此退火后无法确保所期望的马氏体和贝氏体的分数。另一方面，当所述连续退火温度超过Ac3～20℃或830℃时，生产性降低，并且形成过多的奥氏体，在冷却后大幅增加贝氏体和马氏体的分数，从而使屈服强度增加且延展性减小，因此难以确保作为DP钢的特性的低屈服比、高延展性特性。此外，Si、Mn和B等的降低热浸镀锌的润湿性的元素的表面富集变得严重，因此可能会降低镀覆表面质量。考虑到这种问题，在本发明中，可以将所述连续退火温度限制在Ac1+20℃～Ac3～20℃的温度范围，根据情况，可以为760～820℃。
冷却步骤
以10℃/秒以下的平均冷却速度进行一次冷却以将连续退火的所述钢板从连续退火温度冷却至630～670℃的一次冷却终止温度范围，利用快速冷却设备以5℃/秒以上的平均冷却速度进行二次冷却以从所述一次冷却终止温度冷却至400～500℃的二次冷却终止温度范围，从而引入贝氏体。
所述一次冷却可以以10℃/秒以下的平均冷却速度进行缓慢冷却，一次冷却终止温度可以为630～670℃的温度范围。在此，所述一次冷却终止温度可以被定义为进一步利用在一次冷却中未利用的快速冷却设备开始快速冷却时的温度。
所述二次冷却可以以5℃/秒以上的平均冷却速度进行快速冷却，二次冷却终止温度可以为400～500℃的温度范围。所述二次冷却可以通过进一步利用在所述一次冷却中未使用的快速冷却设备来进行，优选地，可以利用使用H2气体(gas)的氢气快速冷却设备。此时，重要的是将二次冷却终止温度控制为有效形成贝氏体的400～500℃，当二次冷却终止温度超过500℃或降低至低于400℃时，难以获得有效的贝氏体分数，从而无法获得60％以上的与贝氏体相邻的新鲜马氏体的占有率，因此无法获得60％以上的小于3μm的微细的新鲜马氏体的占有率，结果，新鲜马氏体的细化和均匀分散效果会消失，因此无法如所期望地提高加工性。
之后，在二次冷却终止温度下保持70秒以上，使碳富集在与贝氏体相邻的未相变奥氏体，然后以5℃/秒以上的平均冷却速度进行三次冷却以从保持温度冷却至Ms～100℃以下的温度，从而可以在与贝氏体相邻的区域引入微细的新鲜马氏体。其中，Ms表示马氏体相变开始温度(℃)。
此外，在三次冷却后，可以以小于1％的压下率进行平整轧制以矫正钢板的形状。
热浸镀锌和合金化热处理步骤
另一方面，在二次冷却终止温度下保持70秒以上之后且在所述三次冷却之前，在430～490℃的温度范围进行热浸镀锌处理，从而可以在钢板上形成热浸镀锌层。此外，根据需要，可以进行合金化热处理以形成合金化热浸镀锌层。
具体实施方式
以下，通过实施例对本发明进行更详细的说明。但是，需要注意的是，下述实施例仅用于例示本发明以进行具体的说明，并不用于限定本发明的权利范围。这是因为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来确定。
(实施例)
首先，准备具有下表1的合金组成(单位是重量％(wt.％))的钢板坯，然后根据表2的制造条件制造冷轧钢板和热浸镀锌钢板。
[表1]
Figure BDA0003122433410000161
[表2]
Figure BDA0003122433410000162
针对如上所述制造的各个钢板，评价机械特性、镀覆特性以及微细组织特性，并将其结果示于下表3中。此时，对各个试片的拉伸试验是利用ASTM标准，沿L方向进行试验并评价拉伸物理性能，尤其，加工硬化率是测量了VDA(德国汽车协会)标准中示出的4～6％的变形率区间的加工硬化率值。
微细组织的分数是分析了退火处理的钢板的板厚度1/4t位置处的基体组织，并利用了其结果。具体地，用硝酸化乙醇腐蚀液(Nital)腐蚀后，利用FE-SEM和图像分析仪(Image analyzer)测量了铁素体(F)、贝氏体(B)、新鲜马氏体(Mt、Mb、Msm)、奥氏体(A)的分数。
[表3]
Figure BDA0003122433410000171
如所述表3中所示，在钢组成的成分比和制造工艺脱离本发明的范围或者钢内部组织分数和占有率脱离本发明的范围的比较例1至比较例5的情况下，关系式2(n×El×TS/YR)小于2500，因此可以确认无法确保本发明中所期望的钢板的加工性。
另一方面，可知在成分范围满足本发明的必要条件且其微细组织满足发明的范围的发明例1至发明例6的情况下，关系式2(n×El×TS/YR)高至2500以上，因此可以确认能够确保本发明中所期望的钢板的加工性，并且可知镀覆特性也良好。
以上，通过参照实施例进行了说明，但本领域技术人员可以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，可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (12)

1.一种加工性优异的冷轧钢板，以重量％计，所述冷轧钢板包含碳(C)：0.06～0.15％、硅(Si)：1.2％以下且0除外、锰(Mn)：1.7～2.7％、钼(Mo)：0.15％以下且0除外、铬(Cr)：1.0％以下且0除外、磷(P)：0.1％以下、硫(S)：0.01％以下、钛(Ti)：0.001～0.04％、铌(Nb)：0.001～0.04％、氮(N)：0.01％以下、硼(B)：0.01％以下且0除外、余量的Fe和其它不可避免的杂质，
所述冷轧钢板的厚度1/4t位置处的基体组织中硅(Si)、碳(C)、锰(Mn)、钼(Mo)、铬(Cr)的含量满足以下关系式1，
以面积％计，微细组织由10～70％的铁素体、总计10～50％的贝氏体和残余奥氏体以及余量的新鲜马氏体组成，
与贝氏体相邻的新鲜马氏体(Mb)的分数与总新鲜马氏体(Mt)的分数之比(Mb/Mt)为60％以上，
[关系式1]([Si]+[C]×3)/([Mn]+[Mo]+[Cr])≥0.18
其中，[Si]、[C]、[Mn]、[Mo]、[Cr]分别是冷轧钢板厚度1/4t位置处的硅(Si)、碳(C)、锰(Mn)、钼(Mo)、铬(Cr)的重量％。
2.根据权利要求1所述的加工性优异的冷轧钢板，其特征在于，
以重量％计，所述冷轧钢板进一步包含铝(sol.Al)：1.0％以下且0除外、锑(Sb)：0.05％以下且0除外。
3.根据权利要求1所述的加工性优异的冷轧钢板，其特征在于，
平均粒度为3μm以下的微细的新鲜马氏体(Msm)的分数与总新鲜马氏体(Mt)的分数之比(Msm/Mt)为60％以上。
4.根据权利要求1所述的加工性优异的冷轧钢板，其中，
分别在4～6％的变形区间测量的加工硬化指数(n)、伸长率(El)、拉伸强度(TS)、屈服比(YR)满足以下关系式2，
[关系式2]n×El×TS/YR≥2500。
5.一种热浸镀锌钢板，在权利要求1或2所述的冷轧钢板的表面形成有热浸镀锌层。
6.一种合金化热浸镀锌钢板，在权利要求1或2所述的冷轧钢板的表面形成有合金化热浸镀锌层。
7.一种加工性优异的冷轧钢板的制造方法，包括以下步骤：
将钢板坯进行再加热后进行热轧以使得精轧出口侧温度为Ar3～Ar3+50℃，其中，以重量％计，所述钢板坯包含碳(C)：0.06～0.15％、硅(Si)：1.2％以下且0除外、锰(Mn)：1.7～2.7％、钼(Mo)：0.15％以下且0除外、铬(Cr)：1.0％以下且0除外、磷(P)：0.1％以下、硫(S)：0.01％以下、钛(Ti)：0.001～0.04％、铌(Nb)：0.001～0.04％、氮(N)：0.01％以下、硼(B)：0.01％以下且0除外、余量的Fe和其它不可避免的杂质；
在所述热轧步骤后，在400～700℃下进行收卷，然后以0.1℃/秒以下的平均冷却速度进行冷却以从收卷温度冷却至常温以获得热轧钢板；
以40～70％的压下率将收卷的所述热轧钢板进行冷轧以获得冷轧钢板；
在Ac1+20℃～Ac3-20℃的退火温度范围将所述冷轧钢板进行退火；
以10℃/秒以下的平均冷却速度进行一次冷却以将退火的冷轧钢板从所述退火温度冷却至630～670℃的一次冷却终止温度；
利用快速冷却设备以5℃/秒以上的平均冷却速度进行二次冷却以从所述一次冷却终止温度冷却至400～500℃的二次冷却终止温度范围；
在所述二次冷却后，在二次冷却终止温度下保持70秒以上；以及
在所述保持后，以5℃/秒以上的平均冷却速度进行三次冷却以从所述保持温度冷却至Ms～100℃以下的温度。
8.根据权利要求7所述的加工性优异的冷轧钢板的制造方法，其特征在于，
以重量％计，所述钢板坯进一步包含铝(sol.Al)：1.0％以下且0除外、锑(Sb)：0.05％以下且0除外。
9.根据权利要求7所述的加工性优异的冷轧钢板的制造方法，其特征在于，
所述连续退火在760～820℃的温度范围进行。
10.根据权利要求7所述的加工性优异的冷轧钢板的制造方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
在所述三次冷却后，以小于1％的压下率进行平整轧制。
11.一种加工性优异的热浸镀锌钢板的制造方法，其特征在于，
在权利要求7至10中任一项所述的加工性优异的冷轧钢板的制造方法中进一步包括以下步骤：在所述保持步骤之后且在所述三次冷却之前，在430～490℃的温度范围进行热浸镀锌处理。
12.一种加工性优异的合金化热浸镀锌钢板的制造方法，其特征在于，
在权利要求11所述的加工性优异的热浸镀锌钢板的制造方法中进一步包括以下步骤：在所述热浸镀锌处理步骤之后且在所述三次冷却之前，进行合金化热处理。
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