CN116507751A - 高强度热轧钢板、热轧镀覆钢板及它们的制造方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个方面的热轧钢板中，以重量％计，可以包含：碳(C)：0.1‑0.25％、锰(Mn)：0.2‑2.0％、硅(Si)：0.3％以下、铝(Al)：0.05％以下、磷(P)：0.05％以下、硫(S)：0.03％以下、氮(N)：0.01％以下、钛(Ti)：0.005‑0.05％、硼(B)：0.0005‑0.005％、铌(Nb)：0.01％以下、钼(Mo)：0.1％以下、钒(V)：0.1％以下、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，以体积分数计，微细组织可以包含55‑90％的贝氏体和10‑45％的铁素体，在所述贝氏体中存在的碳化物中，长轴的长度为25‑500nm的碳化物的每单位面积的数量可以为3*106个/mm2以上，所述贝氏体中存在的碳化物的平均纵横比(长轴/短轴)可以为2.0以下。

Description

高强度热轧钢板、热轧镀覆钢板及它们的制造方法
技术领域
本发明涉及一种高强度热轧钢板、热轧镀覆钢板及它们的制造方法，更详细地涉及一种具有适用于钢铁建材的物理性能的热轧钢板、热轧镀覆钢板及它们的制造方法。
背景技术
高强度热轧钢板和热轧镀覆钢板主要用作支撑用结构件。特别地，高强度热轧镀覆钢板具有优异的抗变形性和耐蚀性的同时与冷轧镀覆钢板相比具有优异的经济性，因此被广泛用作建筑用脚手架(construction scaffolding)、塑料棚结构件、太阳能支架等钢铁建材用材料。
但是，尽管对如上所述的热轧钢板或热轧镀覆钢板的高强度和轻量化需求越来越高，但迄今为止未提供一种现实的方法，所述方法提供具有适合作为结构件的物理性能的热轧钢板或热轧镀覆钢板。
专利文献1至专利文献4公开了一种通过添加合金元素进行析出强化来确保钢板的强度的技术。这些利用常规的高强度低合金钢(High Strength Low Alloy Steel，HSLA钢)的制造方法，并且需要添加Ti、Nb、V和Mo等合金元素。因此，必须添加高价的合金元素，因此在制造成本方面不优选，如上所述的合金元素增加轧制负荷，因此存在无法制造薄材料的问题。
专利文献5至专利文献7公开了一种利用铁素体和马氏体的双相组织(dualphase)或者使用铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体的复合组织来确保强度的技术。但是，铁素体和残余奥氏体在加工性方面具有优点，但在屈服强度方面伴随劣势，作为结构件在确保适合的强度方面存在技术难点。
因此，迫切需要开发一种适合用作支撑用结构件的具有高强度特性的同时在轻量化方面可以进行薄型化的热轧钢板和热轧镀覆钢板。
(现有技术文献)
(专利文献1)韩国公开专利公报10-2005-0113247号(2005年12月01日公开)
(专利文献2)日本公开专利公报2002-322542号(2002年11月08日公开)
(专利文献3)日本公开专利公报2006-161112号(2006年06月22日公开)
(专利文献4)韩国公开专利公报10-2006-0033489号(2006年04月19日公开)
(专利文献5)日本公开专利公报2005-298967号(2005年10月27日公开)
(专利文献6)美国公开专利公报2005-0155673号(2005年07月21日公开)
(专利文献7)欧洲公开专利公报1396549号(2004年03月10日公开)
发明内容
要解决的技术问题
根据本发明的一个方面，可以提供一种高强度薄热轧钢板、热轧镀覆钢板及它们的制造方法。
本发明的技术问题不限定于上述内容。本领域技术人员可以由本说明书的整体内容容易地理解本发明的附加技术问题。
技术方案
根据本发明的一个方面的热轧钢板中，以重量％计，可以包含：碳(C)：0.1-0.25％、锰(Mn)：0.2-2.0％、硅(Si)：0.3％以下、铝(Al)：0.05％以下、磷(P)：0.05％以下、硫(S)：0.03％以下、氮(N)：0.01％以下、钛(Ti)：0.005-0.05％、硼(B)：0.0005-0.005％、铌(Nb)：0.01％以下、钼(Mo)：0.1％以下、钒(V)：0.1％以下、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，以体积分数计，微细组织可以包含55-90％的贝氏体和10-45％的铁素体，在所述贝氏体中存在的碳化物中，长轴的长度为25-500nm的碳化物的每单位面积的数量可以为3*106个/mm2以上，所述贝氏体中存在的碳化物的平均纵横比(长轴/短轴)可以为2.0以下。
以体积分数计，所述热轧钢板的微细组织可以包含10％以下(包括0％)的珠光体、1％以下(包括0％)的马氏体和1％以下(包括0％)的残余奥氏体中的一种以上。
所述贝氏体的平均板条束尺寸可以是所述铁素体的平均晶粒尺寸的50-200％。
所述热轧钢板可以满足以下关系式1。
[关系式1]
30*[Ti]+100*[Nb]+5*[V]≤1.65
在所述关系式1中，[Ti]、[Nb]和[V]各自表示所述热轧钢板中包含的钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)的含量(重量％)。
以重量％计，所述热轧钢板可以进一步包含0.2％以下的铬(Cr)。
所述热轧钢板的弯曲加工性(R/t)可以为1.0以下。
所述热轧钢板的屈服强度(YS)可以为550MPa以上，拉伸强度(TS)可以为650MPa以上。
所述热轧钢板的厚度可以为3mm以下(0mm除外)。
本发明的一个方面的热轧镀覆钢板可以具备基础钢板和形成在所述基础钢板的至少一面上的镀层，所述基础钢板可以是所述热轧钢板，所述镀层可以是选自锌、铝、锌基合金、铝基合金中的任一种镀层。
本发明的一个方面的制造热轧钢板的方法可以包括：板坯加热步骤，将板坯进行加热，以重量％计，所述板坯包含：碳(C)：0.1-0.25％、锰(Mn)：0.2-2.0％、硅(Si)：0.3％以下、铝(Al)：0.05％以下、磷(P)：0.05％以下、硫(S)：0.03％以下、氮(N)：0.01％以下、钛(Ti)：0.005-0.05％、硼(B)：0.0005-0.005％、铌(Nb)：0.01％以下、钼(Mo)：0.1％以下、钒(V)：0.1％以下、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质；热轧步骤，将加热的所述板坯以满足以下关系式3的轧制终止温度(Tfm)进行热轧以提供钢板；第一冷却步骤，将热轧的所述钢板以第一冷却速度冷却至满足以下关系式4的第一冷却终止温度(T1)；第二冷却步骤，将第一冷却的所述钢板以比所述第一冷却速度更快的50-500℃/秒的第二冷却速度冷却至满足以下关系式5的第二冷却终止温度(T2)；第三冷却步骤，将第二冷却的所述钢板以比所述第二冷却速度更慢的第三冷却速度冷却至满足以下关系式6的第三冷却终止温度(T3)；收卷步骤，在所述第三冷却终止温度(T3)下，将第三冷却的热轧钢板进行收卷；以及热处理步骤，在450-720℃的温度范围内，将收卷的所述钢板进行热处理。
[关系式3]
Tfm(℃)≥800+3000*[Ti]+10000*[Nb]-20*t^(1/2)
在所述关系式3中，[Ti]和[Nb]各自表示所述板坯中包含的钛(Ti)和铌(Nb)的含量(重量％)，t表示热轧钢板的厚度(mm)。
[关系式4]
Tfm(℃)-80℃≤T1(℃)≤Tfm(℃)-5℃
在所述关系式4中，Tfm表示所述热轧步骤的轧制终止温度(Tfm)。
[关系式5]
T2(℃)≤750-270*[C]-90*[Mn]
在所述关系式5中，[C]和[Mn]各自表示所述板坯中包含的碳(C)和锰(Mn)的含量(重量％)。
[关系式6]
540-423*[C]-30.4*[Mn]≤T3(℃)<T2(℃)
在所述关系式6中，T2表示所述第二冷却步骤的第二冷却终止温度(T2)，[C]和[Mn]各自表示所述板坯中包含的碳(C)和锰(Mn)的含量(重量％)。
所述第一冷却速度可以为5-50℃/秒(s)，所述第三冷却速度可以为5-50℃/秒。
所述板坯可以满足以下关系式1。
[关系式1]
30*[Ti]+100*[Nb]+5*[V]≤1.65
在所述关系式1中，[Ti]、[Nb]和[V]各自表示所述板坯中包含的钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)的含量(重量％)。
以重量％计，所述板坯可以进一步包含0.2％以下的铬(Cr)。
热轧的所述钢板的厚度可以为3mm以下。
本发明的一个方面的制造热轧镀覆钢板的方法可以包括：准备基础钢板的步骤；以及镀覆步骤，通过选自热浸镀方法、电镀方法和等离子体方法中的任一种方法在所述基础钢板的至少一面上形成镀层，其中，所述基础钢板通过所述制造热轧钢板的方法提供，所述镀层是选自锌、铝、锌基合金、铝基合金中的任一种镀层。
所述技术问题的解决方案并没有列出本发明的全部特征，本发明的各种特征及其优点和效果可以参考以下具体的实施方案来更详细地理解。
有益效果
根据本发明的一个方面，可以提供一种具有适合作为高强度支撑用结构件的高强度特性的同时在轻量化方面可实现薄型化的热轧钢板、热轧镀覆钢板及它们的制造方法。
本发明的效果并不限于上述内容，并且可以解释为包括本领域技术人员可以从以下记载的说明中推导出的效果。
附图说明
图1是用扫描电子显微镜(SEM)观察试片1的微细组织的照片。
最佳实施方法
本发明涉及一种热轧钢板，热轧镀覆钢板及它们的制造方法，以下对本发明的优选的具体实施方案进行说明。本发明的具体实施方案可以变形为各种形式，不应解释为本发明的范围限定于以下说明的具体实施方案。本具体实施方案是为了向本领域技术人员更详细地说明本发明而提供的。
以下，对本发明的热轧钢板进行更详细的说明。
根据本发明的一个方面的热轧钢板中，以重量％计，可以包含：碳(C)：0.1-0.25％、锰(Mn)：0.2-2.0％、硅(Si)：0.3％以下、铝(Al)：0.05％以下、磷(P)：0.05％以下、硫(S)：0.03％以下、氮(N)：0.01％以下、钛(Ti)：0.005-0.05％、硼(B)：0.0005-0.005％、铌(Nb)：0.01％以下、钼(Mo)：0.1％以下、钒(V)：0.1％以下、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，以体积分数计，微细组织可以包含55-90％的贝氏体和10-45％的铁素体，在所述贝氏体中存在的碳化物中，长轴的长度为25-500nm的碳化物的每单位面积的数量可以为3*106个/mm2以上，所述贝氏体中存在的碳化物的平均纵横比(长轴/短轴)可以为2.0以下。
以下，对本发明的钢组成进行更详细的说明。以下，除非另有说明，否则表示各元素的含量的％是以重量为基准。
根据本发明的一个方面的热轧钢板中，以重量％计，可以包含：碳(C)：0.1-0.25％、锰(Mn)：0.2-2.0％、硅(Si)：0.3％以下、铝(Al)：0.05％以下、磷(P)：0.05％以下、硫(S)：0.03％以下、氮(N)：0.01％以下、钛(Ti)：0.005-0.05％、硼(B)：0.0005-0.005％、铌(Nb)：0.01％以下、钼(Mo)：0.1％以下、钒(V)：0.1％以下、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，并且可以进一步包含0.2重量％以下的铬(Cr)。
碳(C)：0.1-0.25％
碳(C)是有助于有效提高钢板的强度的元素。此外，碳(C)也是需要适当添加以确保本发明要实现的微细组织的元素。因此，为了确保所期望的水平的强度，并在热轧之后的冷却时确保所期望的水平的贝氏体的分数，本发明可以添加0.1％以上的碳(C)。优选的碳(C)的含量的下限可以为0.12％，更优选的碳(C)的含量的下限可以为0.14％。但是，当添加过多的碳(C)时，形成大量的碳化物，导致成型性变差，或者用作钢铁建材用途时焊接性可能会降低，因此本发明可以将碳(C)的含量限制在0.25％以下。优选的碳(C)的含量的上限可以为0.24％，更优选的碳(C)的含量的上限可以为0.23％。
锰(Mn)：0.2-2.0％
锰(Mn)不仅是提高钢的强度和淬透性的元素，而且与钢的制造工艺中不可避免地含有的硫(S)结合形成MnS，因此也是有助于有效抑制硫(S)导致产生裂纹的元素。因此，本发明可以包含0.2％以上的锰(Mn)。优选的锰(Mn)的含量的下限可以为0.3％，更优选的锰(Mn)的含量的下限可以为0.4％。但是，当添加过多的锰(Mn)时不仅焊接性降低，而且在经济性方面也不优选，因此本发明可以将锰(Mn)的含量限制为2.0％以下。优选的锰(Mn)的含量的上限可以为1.9％，更优选的锰(Mn)的含量的上限可以为1.8％。
硅(Si)：0.3％以下
硅(Si)不仅是起到脱氧剂的作用的元素，而且是有助于有效提高钢板的强度的元素，因此本发明可以添加硅(Si)以实现如上所述的效果。优选的硅的含量的下限可以为0.01％，更优选的硅的含量的下限可以为0.02％。但是，当硅(Si)的含量超过一定水平时，形成在钢板表面的氧化皮导致表面质量降低，并且焊接性可能会变差，本发明可以将硅(Si)的含量限制为0.3％以下。优选的硅(Si)的含量的上限可以为0.2％，更优选的硅(Si)的含量的上限可以为0.1％。
铝(Al)：0.05％以下
铝(Al)是通过与钢中的氧结合而起到脱氧作用的元素，本发明可以为了如上所述的效果而添加铝(Al)。优选的铝(Al)的含量的下限可以为0.005％，更优选的铝(Al)的含量的下限可以为0.01％。但是，当添加过多的铝(Al)时，不仅钢板的夹杂物增加，而且钢板的加工性也可能会降低，因此本发明可以将铝(Al)的含量限制为0.05％以下。优选的铝(Al)的含量的上限可以为0.04％。
磷(P)：0.05％以下
磷(P)是钢中不可避免地含有的杂质元素，并且是在晶界上偏析而降低钢的韧性的元素。因此，优选将P的含量尽可能控制在低水平，理论上将磷(P)的含量限制为0％是有利的。但是，考虑到在制造工艺上不可避免地含有的含量，本发明可以将磷(P)的含量限制在0.05％以下。优选的磷(P)的含量的上限可以为0.04％，更优选的磷(P)的含量可以为0.03％。
硫(S)：0.03％以下
硫(S)是钢中不可避免地含有的杂质，与锰(Mn)反应形成MnS，从而增加析出物的含量，并且是使钢脆化的元素。因此，优选将S的含量尽可能控制在低水平，理论上将硫(S)的含量限制为0％是有利的。但是，考虑到在制造工艺上不可避免地含有的含量，本发明可以将硫(S)的含量限制为0.03％以下。优选的硫(S)的含量的上限可以为0.02％，更优选的硫(S)的含量的上限可以为0.01％。
氮(N)：0.01％以下
氮(N)是钢中不可避免地含有的杂质，并且是在连铸过程中形成氮化物而引起板坯的裂纹的元素。因此，优选将N的含量尽可能控制在低水平，理论上将氮(N)的含量限制为0％是有利的。但是，考虑到在制造工艺上不可避免地含有的含量，本发明可以将氮(N)的含量限制为0.01％以下。优选的氮(N)的含量可以为0.008％以下，更优选的氮(N)的含量可以为0.006％以下。
钛(Ti)：0.005-0.05％
钛(Ti)是与碳(C)或氮(N)结合形成碳化物和氮化物的元素。在本发明中，添加硼(B)以确保淬透性，但其中硼(B)在与氮(N)结合之前钛(Ti)与氮(N)结合，因此可以提高硼(B)的添加效果。本发明可以添加0.005％以上的钛(Ti)以实现如上所述的效果。优选的钛(Ti)的含量的下限可以为0.01％，更优选的钛(Ti)的含量的下限可以为0.015％。但是，当添加过多的钛(Ti)时，成为在板坯制造步骤中使连铸性降低的原因，并且在热轧过程中增加轧制负荷，可能会成为降低轧制性的原因。因此，本发明中可以将钛(Ti)的含量限制为0.05％以下。优选的钛(Ti)的含量的下限可以为0.04％，更优选的钛(Ti)的含量的下限可以为0.03％。
硼(B)：0.0005-0.005％
硼(B)是对提高钢板的淬透性起到重要的作用的元素，并且是在完成轧制后冷却时抑制铁素体或珠光体的相变的元素。本发明可以添加0.0005％以上的硼(B)以实现如上所述的效果。优选的硼(B)的含量的下限可以为0.0007％，更优选的硼(B)的含量的下限可以为0.001％。但是，当硼(B)的添加量超过一定水平时，存在过量添加的硼(B)与铁(Fe)结合而使晶界变脆的问题，本发明可以将硼(B)的含量限制在0.005％以下。优选的硼(B)的含量的上限可以为0.004％，更优选的硼(B)的含量的上限可以为0.003％。
铌(Nb)：0.01％以下、钼(Mo)：0.1％以下、钒(V)：0.1％以下
铌(Nb)、钼(Mo)和钒(V)是与碳(C)或氮(N)反应形成碳化物或氮化物等析出物的元素。但是，它们是高价的元素，随着添加量的增加，价格上升，而且在热轧过程中增加轧制负荷，因此可能难以制造薄材料。因此，本发明的目的是抑制铌(Nb)、钼(Mo)和钒(V)的添加，即使不可避免地添加，也可以将铌(Nb)、钼(Mo)和钒(V)的含量分别限制为0.01％以下、0.1％以下、0.01％以下。优选的铌(Nb)和钼(Mo)的含量的上限分别可以为0.005％和0.01％。铌(Nb)、钼(Mo)和钒(V)的含量分别可以为0％，其下限分别可以为0.0005％。
另外，形成析出物且降低轧制性的钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)的含量优选满足以下关系式1。
[关系式1]
30*[Ti]+100*[Nb]+5*[V]≤1.65
在所述关系式1中，[Ti]、[Nb]和[V]各自表示所述热轧钢板中包含的钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)的含量(重量％)。
所述关系式1是用于提供确保高强度特性和高成型特性的薄材料钢板的条件。即，当钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)的含量不满足关系式1时，为了制造薄材料，不可避免地在高温下进行热轧，而且碳化物的纵横比(长轴/短轴)超过所期望的水平，因此弯曲加工性(R/t)可能会变差。
铬(Cr)：0.2重量％以下
铬(Cr)是有助于提高钢的淬透性的元素，因此本发明可以选择性地添加铬(Cr)以实现这种效果。但是，铬(Cr)是高价的元素，在经济方面添加过多的铬(Cr)是不优选的，添加过多的铬(Cr)可能会引发焊接性的降低，因此本发明可以将铬(Cr)的含量限制为0.2％以下。优选的铬(Cr)的含量的上限可以为0.15％，更优选的铬(Cr)的含量的上限可以为0.1％。
除了上述成分之外，本发明的一个方面的热轧钢板可以包含余量的Fe和其它不可避免的杂质。然而，在通常的制造过程中从原料或周围环境不可避免地会混入并不需要的杂质，因此不能完全排除这些杂质。这些杂质对于本领域技术人员而言是众所周知的，因此在本说明书中不特别提及其所有内容。此外，不完全排除除了上述成分之外的有效成分的进一步添加。
本发明的一个方面的热轧钢板的微细组织可以包含55-90体积％的贝氏体和10-45体积％的铁素体，并且可以进一步包含10体积％以下(包括0％)的珠光体、1体积％以下(包括0％)的马氏体和1体积％以下(包括0％)的残余奥氏体中的一种以上。
贝氏体是提高强度的有效的微细组织，铁素体是确保延展性的有效的微细组织，因此在兼顾高强度特性和优异的成型性的方面，需要适当地控制贝氏体和铁素体的分数。因此，本发明可以将贝氏体的分数控制在55-90体积％的范围，并且可以将铁素体的分数控制在10-45％的范围。
此外，本发明的热轧钢板的微细组织可以包含珠光体、马氏体、残余奥氏体和其它析出物中的一种以上，但在兼顾高强度特性和优异的成型性的方面，可以将其分数限制在一定范围以下。当形成大量的珠光体时，复合组织的形成导致成型性降低或者贝氏体的分数减少，因此难以确保强度，本发明可以将珠光体的分数限制为10体积％以下(包括0％)。马氏体在确保强度的方面有利，但在确保成型性的方面不利，因此本发明可以将马氏体的分数限制为1％以下(包括0％)。残余奥氏体在确保成型性的方面有利，但在确保屈服强度的方面不利，因此本发明可以将残余奥氏体的分数限制为1％以下(包括0％)。
在贝氏体中存在的碳化物中，长轴的长度为25-500nm的碳化物的每单位面积的数量优选为3*106个/mm2以上。在贝氏体中存在的碳化物中，粒度过小的碳化物会增加热轧时的轧制负荷，难以轧制薄材，并且粒度过大的碳化物对确保强度和延展性产生不利的影响。此外，贝氏体中存在的碳化物的数量优选为一定量以上以确保强度。因此，在本发明的热轧钢板的贝氏体中存在的碳化物中，可以将长轴的长度为25-500nm的碳化物的每单位面积的数量控制在3*106个/mm2以上。
贝氏体中存在的碳化物的形状也是对钢板的成型性影响很大的因素，贝氏体中存在的碳化物的形状越接近球形，越有利于确保钢板的成型性。因此，本发明在确保成型性的方面可以将贝氏体中存在的碳化物的平均纵横比(长轴/短轴)限制为2.0以下。
另外，贝氏体和铁素体的尺寸差越大，在成型性方面越不优选，因此可以将本发明的热轧钢板中的贝氏体的平均板条束尺寸控制在铁素体的平均晶粒尺寸的50-200％的水平。
本发明的一个方面的热轧钢板可以是具有3mm以下(0mm除外)的厚度的薄材料，并且可以具有550MPa以上的屈服强度(YS)、650MPa以上的拉伸强度(TS)和1.0以下的弯曲加工性(R/t)。
本发明的一个方面的热轧钢板的钢板的屈服强度和厚度可以满足以下关系式2，从而满足高强度和薄型化带来的轻量化的目的。
[关系式2]
YS-100*t≥350
在所述关系式2中，YS表示热轧钢板的屈服强度(MPa)，t表示热轧钢板的厚度(mm)。
另外，本发明的一个方面的热轧钢板可以是在至少一面上设置镀层的热轧镀覆钢板。设置在本发明的热轧镀覆钢板的镀层的成分不受特别限制，作为非限制性的实例，可以是选自锌、铝、锌基合金、铝基合金中的任一种镀层。此外，作为非限制性的实例，锌基合金镀层可以是包含选自铝(Al)、镁(Mg)、镍(Ni)、铁(Fe)中的一种以上和作为余量的锌(Zn)的镀层，铝基合金镀层可以是包含选自硅(Si)、镁(Mg)、镍(Ni)、铁(Fe)中的一种以上和作为余量的铝(Al)的镀层。
以下，对本发明的一个方面的制造高强度热轧钢板的方法进行更详细的说明。
本发明的另一个方面的制造热轧钢板的方法可以包括：板坯加热步骤，将板坯进行加热，以重量％计，所述板坯包含：碳(C)：0.1-0.25％、锰(Mn)：0.2-2.0％、硅(Si)：0.3％以下、铝(Al)：0.05％以下、磷(P)：0.05％以下、硫(S)：0.03％以下、氮(N)：0.01％以下、钛(Ti)：0.005-0.05％、硼(B)：0.0005-0.005％、铌(Nb)：0.01％以下、钼(Mo)：0.1％以下、钒(V)：0.1％以下、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质；热轧步骤，将加热的所述板坯以满足以下关系式3的轧制终止温度(Tfm)进行热轧以提供钢板；第一冷却步骤，将热轧的所述钢板以第一冷却速度冷却至满足以下关系式4的第一冷却终止温度(T1)；第二冷却步骤，将第一冷却的所述钢板以比所述第一冷却速度更快的50-500℃/秒的第二冷却速度冷却至满足以下关系式5的第二冷却终止温度(T2)；第三冷却步骤，将第二冷却的所述钢板以比所述第二冷却速度更慢的第三冷却速度冷却至满足以下关系式6的第三冷却终止温度(T3)；收卷步骤，在所述第三冷却终止温度(T3)下，将第三冷却的热轧钢板进行收卷；以及热处理步骤，在450-720℃的温度范围内，将收卷的所述钢板进行热处理。
[关系式3]
Tfm(℃)≥800+3000*[Ti]+10000*[Nb]-20*t^(1/2)
在所述关系式3中，[Ti]和[Nb]各自表示所述板坯中包含的钛(Ti)和铌(Nb)的含量(重量％)，t表示热轧钢板的厚度(mm)。
[关系式4]
Tfm(℃)-80℃≤T1(℃)≤Tfm(℃)-5℃
在所述关系式4中，Tfm表示所述热轧步骤的轧制终止温度(Tfm)。
[关系式5]
T2(℃)≤750-270*[C]-90*[Mn]
在所述关系式5中，[C]和[Mn]各自表示所述板坯中包含的碳(C)和锰(Mn)的含量(重量％)。
[关系式6]
540-423*[C]-30.4*[Mn]≤T3(℃)≤T2(℃)
在所述关系式6中，T2表示所述第二冷却步骤的第二冷却终止温度(T2)，[C]和[Mn]各自表示所述板坯中包含的碳(C)和锰(Mn)的含量(重量％)。
钢坯的准备和加热
准备具有预定的成分的钢坯。本发明的钢坯具有与上述热轧钢板的合金组成对应的合金组成，因此用对上述热轧钢板的合金组成的说明代替对钢坯的合金组成的说明。
可以将准备的钢坯加热至一定温度范围，其中钢坯的加热方法和加热温度不作特别限制。作为一个实例，钢坯的加热温度可以为1100-1350℃的范围。这是因为，当钢坯的加热温度低于1100℃时，可能在所期望的热精轧温度范围以下的温度区间进行热轧，当钢坯的加热温度超过1350℃时，可能由于过度输入能量而产生附加成本或者在板坯的表层形成厚的氧化皮。
热轧
在钢坯的加热后进行热轧，从而可以提供一种具有3mm以下(0mm除外)的厚度的热轧钢板。如果加热的钢坯的温度为可以进行常规的热轧的温度，则可以在不特别进行再加热的情况下直接进行热轧，如果加热的钢坯的温度为低于可以进行常规的热轧的温度的温度，则可以在进行再加热后进行热轧。
此时，热轧时的热轧的终止温度(Tfm)优选满足以下关系式3。这是因为，当轧制温度过低时，轧制负荷增加，使轧制性降低，或者因轧辊疲劳而引发表面粗糙，而且存在因低温轧制而使碳化物的纵横比不在所期望的水平的可能性。
[关系式3]
Tfm(℃)≥800+3000*[Ti]+10000*[Nb]-20*t^(1/2)
在所述关系式3中，[Ti]和[Nb]各自表示所述板坯中包含的钛(Ti)和铌(Nb)的含量(重量％)，t表示热轧钢板的厚度(mm)。
第一冷却
热轧的钢板可以以第一冷却速度(VC1)冷却至满足以下关系式4的第一冷却终止温度(T1)。
[关系式4]
Tfm(℃)-80℃≤T1(℃)≤Tfm(℃)-5℃
在所述关系式4中，Tfm表示所述热轧步骤的轧制终止温度(Tfm)。
当第一冷却终止温度(T1)为一定水平以下时，会发生向铁素体或珠光体的相变，无法确保本发明所期望的微细组织，因此可能无法确保所期望的水平的强度。因此，本发明可以将第一冷却终止温度(T1)的下限限制为Tfm(℃)-80℃。此外，当第一冷却终止温度(T1)超过一定水平时，奥氏体晶粒变得粗大且不均匀，存在贝氏体的平均板条束尺寸和铁素体的平均晶粒尺寸的差异过大的可能性，因此本发明可以将第一冷却终止温度(T1)的上限限制为Tfm(℃)-5℃。
第一冷却速度(VC1)只要是应用于常规的缓慢冷却的冷却速度则无妨，在防止钢板形状的不良和确保所期望的微细组织的方面，可以限制在5-50℃/秒的范围。
第二冷却
第一冷却的钢板可以以第二冷却速度(VC2)冷却至满足以下关系式5的第二冷却终止温度(T2)。
[关系式5]
T2(℃)≤750-270*[C]-90*[Mn]
在所述关系式5中，[C]和[Mn]各自表示所述板坯中包含的碳(C)和锰(Mn)的含量(重量％)。
当第二冷却终止温度(T2)超过一定水平时，会发生向铁素体或珠光体的相变，无法确保本发明所期望的微细组织，因此可能无法确保所期望的水平的强度。因此，本发明可以将第二冷却终止温度(T2)的上限限制为750-270*[C]-90*[Mn]。
第二冷却优选以比第一冷却更快的速度进行，更优选的第二冷却速度(VC2)可以为50-500℃/秒的范围。当第二冷却速度(VC2)小于50℃/秒时，向铁素体或珠光体的相变增加，因此可能会引发强度的降低。此外，为了实现超过500℃/秒的冷却速度，需要额外的设备，因此在经济性方面不优选。
第三冷却和收卷
第二冷却的钢板可以以第三冷却速度(VC3)冷却至满足以下关系式6的第三冷却终止温度(T3)，然后在第三冷却终止温度(T3)下进行收卷。
[关系式6]
540-423*[C]-30.4*[Mn]≤T3(℃)<T2(℃)
在所述关系式6中，T2表示所述第二冷却步骤的第二冷却终止温度(T2)，[C]和[Mn]各自表示所述板坯中包含的碳(C)和锰(Mn)的含量(重量％)。
第三冷却是用于控制收卷温度的冷却步骤，可以以比第二冷却速度(VC2)更慢的第三冷却速度(VC3)冷却至比第二冷却终止温度(T2)更低的第三冷却终止温度(T3)。优选的第三冷却速度(VC3)可以为5-50℃/秒的范围。
但是，当第三冷却终止温度(T3)过低时，形成过多的低温组织，因此不能确保所期望的微细组织和成型性，本发明可以将第三冷却终止温度(T3)的下限限制为540-423*[C]-30.4*[Mn]。
热处理
可以通过将收卷的钢板升温后保持来进行热处理。为了确保后续的镀覆工艺中的钢板的温度并稳定地确保碳化物，可以在450-720℃的温度范围内进行热处理。
镀覆
在热处理后，可以在热处理的钢板的至少一面上形成镀层。本发明的镀层的成分和形成方法没有特别限制，可以解释为包括通常提供至热轧镀覆钢板的镀层的成分和形成方法的概念。作为一个实例，所述镀层可以通过选自热浸镀方法、电镀方法和等离子体方法中的任一种方法形成，所述镀层可以是选自锌、铝、锌基合金、铝基合金中的任一种镀层。
在通过上述制造方法提供的热轧钢板中，微细组织可以包含55-90体积％的贝氏体和10-45体积％的铁素体，并且可以进一步包含10体积％以下(包括0％)的珠光体、1体积％以下(包括0％)的马氏体和1体积％以下(包括0％)的残余奥氏体中的一种以上。在所述贝氏体中存在的碳化物中，长轴的长度为25-500nm的碳化物的每单位面积的数量可以为3*106个/mm2以上，所述贝氏体中存在的碳化物的平均纵横比(长轴/短轴)可以为2.0以下。此外，通过上述制造方法提供的热轧钢板中贝氏体的平均板条束尺寸可以为铁素体的平均晶粒尺寸的50-200％的水平。
通过上述制造方法提供的热轧钢板具有3mm以下(0mm除外)的厚度，并且可以满足550MPa以上的屈服强度(YS)、650MPa以上的拉伸强度(TS)和1.0以下的弯曲加工性(R/t)。此外，通过上述制造方法提供的热轧钢板的屈服强度和厚度可以满足以下关系式2。
[关系式2]
YS-100*t≥350
在所述关系式2中，YS表示热轧钢板的屈服强度(MPa)，t表示热轧钢板的厚度(mm)。
具体实施方法
以下，通过具体的实施方案对本发明的高强度热轧钢板及其制造方法进行更详细的说明。需要注意的是以下实施方案仅用于理解本发明，并不用于特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决定。
(实施例)
对于具有下表1的合金组成的钢坯，应用下表2的工艺条件来制造热轧钢板。表1中其余是铁(Fe)和不可避免的杂质，并且通常应用1200℃的钢坯加热条件。
[表1]
[表2]
之后，观察各试片的微细组织并测量机械物理性能，并记载于表3中。
将各试片沿平行于轧制方向的方向切割，然后在板厚度的1/4位置处的截面收集微细组织观察用试片。将如此收集的样品进行研磨，并用硝酸浸蚀溶液腐蚀，然后利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察各试片的微细组织。微细组织的分数通过图像分析进行测量。贝氏体板条束的平均尺寸和铁素体晶粒的平均尺寸通过利用电子背散射衍射(electron backscatter diffraction，EBSD)对板厚度的1/4位置处进行测量。将取向差超过15°的位置定义为晶粒的晶界并测量贝氏体板条束的平均尺寸，铁素体晶粒的平均尺寸利用线性截距法(Linear Intercept Method)进行测量。在表3中，F表示铁素体，P表示珠光体，B表示贝氏体，M表示马氏体，R-γ表示残余奥氏体。将扫描电子显微镜(SEM)的倍率设为5000倍，并且将各样品的彼此不同的区域中存在的贝氏体的电子显微镜图像确保为最少5个以上，在如此获得的图像中分别计算横向为20μm且纵向为20μm的正方形区域，从而测量碳化物的尺寸、数密度和平均纵横比。表3中碳化物的数密度是指长轴的长度为25-500nm的碳化物的数密度。
拉伸强度和屈服强度通过利用DIN标准对各试片在L方向上进行拉伸试验来测量。弯曲加工性(R/t)应用90°V-弯曲(V型弯曲)的弯曲试验来测量。用具有彼此不同的曲率(R)的V字形的夹具将试片弯曲90°，然后确认是否产生弯曲部的裂纹来进行测量。
[表3]
如表1至表3所示，可以确认全部满足本发明的合金组成和工艺条件的试片满足550MPa以上的屈服强度(YS)、650MPa以上的拉伸强度(TS)和1.0以下的弯曲加工性(R/t)，不满足本发明的合金组成或工艺条件中任一种以上的试片不同时满足550MPa以上的屈服强度(YS)、650MPa以上的拉伸强度(TS)和1.0以下的弯曲加工性(R/t)。
以上，通过实施例对本发明进行了详细说明，但也可以包括其它形式的实施例。因此，权利要求的技术思想和范围并不受限于实施例。

Claims (15)

1.一种热轧钢板，以重量％计，所述热轧钢板包含：碳(C)：0.1-0.25％、锰(Mn)：0.2-2.0％、硅(Si)：0.3％以下、铝(Al)：0.05％以下、磷(P)：0.05％以下、硫(S)：0.03％以下、氮(N)：0.01％以下、钛(Ti)：0.005-0.05％、硼(B)：0.0005-0.005％、铌(Nb)：0.01％以下、钼(Mo)：0.1％以下、钒(V)：0.1％以下、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，
以体积分数计，微细组织包含55-90％的贝氏体和10-45％的铁素体，
在所述贝氏体中存在的碳化物中，长轴的长度为25-500nm的碳化物的每单位面积的数量为3*106个/mm2以上，
所述贝氏体中存在的碳化物的平均纵横比即长轴/短轴为2.0以下。
2.根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，以体积分数计，所述热轧钢板的微细组织包含10％以下且包括0％的珠光体、1％以下且包括0％的马氏体和1％以下且包括0％的残余奥氏体中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，所述贝氏体的平均板条束板条束尺寸是所述铁素体的平均晶粒尺寸的50-200％。
4.根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，所述热轧钢板满足以下关系式1，
[关系式1]
30*[Ti]+100*[Nb]+5*[V]≤1.65
在所述关系式1中，[Ti]、[Nb]和[V]各自表示所述热轧钢板中包含的钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)的含量，其中，含量的单位是重量％。
5.根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，以重量％计，所述热轧钢板进一步包含0.2％以下的铬(Cr)。
6.根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，所述热轧钢板的弯曲加工性R/t为1.0以下。
7.根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，所述热轧钢板的屈服强度YS为550MPa以上，拉伸强度TS为650MPa以上。
8.根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，所述热轧钢板的厚度为3mm以下且0mm除外。
9.一种热轧镀覆钢板，其具备基础钢板和形成在所述基础钢板的至少一面上的镀层，所述基础钢板是权利要求1至8中任一项所述的热轧钢板，所述镀层是选自锌、铝、锌合金、铝合金中的任一种镀层。
10.一种制造热轧钢板的方法，其包括：
板坯加热步骤，将板坯进行加热，以重量％计，所述板坯包含：碳(C)：0.1-0.25％、锰(Mn)：0.2-2.0％、硅(Si)：0.3％以下、铝(Al)：0.05％以下、磷(P)：0.05％以下、硫(S)：0.03％以下、氮(N)：0.01％以下、钛(Ti)：0.005-0.05％、硼(B)：0.0005-0.005％、铌(Nb)：0.01％以下、钼(Mo)：0.1％以下、钒(V)：0.1％以下、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质；
热轧步骤，将加热的所述板坯以满足以下关系式3的轧制终止温度Tfm进行热轧以提供钢板；
第一冷却步骤，将热轧的所述钢板以第一冷却速度冷却至满足以下关系式4的第一冷却终止温度T1；
第二冷却步骤，将第一冷却的所述钢板以比所述第一冷却速度更快的50-500℃/秒的第二冷却速度冷却至满足以下关系式5的第二冷却终止温度T2；
第三冷却步骤，将第二冷却的所述钢板以比所述第二冷却速度更慢的第三冷却速度冷却至满足以下关系式6的第三冷却终止温度T3；
收卷步骤，在所述第三冷却终止温度T3下，将第三冷却的热轧钢板进行收卷；以及
热处理步骤，在450-720℃的温度范围内，将收卷的所述钢板进行热处理，
[关系式3]
Tfm(℃)≥800+3000*[Ti]+10000*[Nb]-20*t^(1/2)
在所述关系式3中，[Ti]和[Nb]各自表示所述板坯中包含的钛(Ti)和铌(Nb)的含量，其中，含量的单位是重量％，t表示热轧钢板的厚度，其中，厚度的单位是mm，
[关系式4]
Tfm(℃)-80℃≤T1(℃)≤Tfm(℃)-5℃
在所述关系式4中，Tfm表示所述热轧步骤的轧制终止温度Tfm，
[关系式5]
T2(℃)≤750-270*[C]-90*[Mn]
在所述关系式5中，[C]和[Mn]各自表示所述板坯中包含的碳(C)和锰(Mn)的含量，其中，含量的单位是重量％，
[关系式6]
540-423*[C]-30.4*[Mn]≤T3(℃)<T2(℃)
在所述关系式6中，T2表示所述第二冷却步骤的第二冷却终止温度T2，[C]和[Mn]各自表示所述板坯中包含的碳(C)和锰(Mn)的含量，其中，含量的单位是重量％。
11.根据权利要求10所述的制造热轧钢板的方法，其中，所述第一冷却速度为5-50℃/秒，所述第三冷却速度为5-50℃/秒。
12.根据权利要求10所述的制造热轧钢板的方法，其中，所述板坯满足以下关系式1，
[关系式1]
30*[Ti]+100*[Nb]+5*[V]≤1.65
在所述关系式1中，[Ti]、[Nb]和[V]各自表示所述板坯中包含的钛(Ti)、铌(Nb)和钒(V)的含量，其中，含量的单位是重量％。
13.根据权利要求10所述的制造热轧钢板的方法，其中，以重量％计，所述板坯进一步包含0.2％以下的铬(Cr)。
14.根据权利要求10所述的制造热轧钢板的方法，其中，热轧的所述钢板的厚度为3mm以下。
15.一种制造热轧镀覆钢板的方法，其包括：
准备基础钢板的步骤；以及
镀覆步骤，通过选自热浸镀方法、电镀方法和等离子体方法中的任一种方法在所述基础钢板的至少一面上形成镀层，
其中，所述基础钢板通过权利要求10至14中任一项所述的制造方法提供，所述镀层是选自锌、铝、锌合金、铝合金中的任一种镀层。
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