CN117677718A - 用于生产具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品的方法和具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品的方法，以及具有贝氏体基础组织结构的相应的冷轧扁钢产品。

Description

用于生产具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品的方法和 具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品
技术领域
本发明涉及一种用于生产具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品的方法，以及具有贝氏体基础组织结构的相应的冷轧扁钢产品。
背景技术
用于生产贝氏体钢板的方法是现有技术中已知的，参见EP 2 707
514B1、EP 3 024 951 B1。
有着具有马氏体和残余奥氏体份额的贝氏体基础组织结构的钢材，其特征在于强度和断裂伸长率的特别良好的组合，特别是在碳含量相对较高的情况下。同时，对于高残余奥氏体含量，通常合金化添加平均约1.5重量％的硅，这会提高向奥氏体的转变温度，因此，在热处理的情况下，例如在热浸镀层设备中进行在线热处理时，必须改变用于设置组织结构的温度，具体而言温度必须比常规温度更高，因此在生产过程中会产生更高的成本。此外，高硅含量会明显劣化表面质量、可涂覆性和可焊性。
在生产具有贝氏体基础组织结构的扁钢产品，尤其是具有高抗拉强度和高断裂伸长率的扁钢产品的经济性方面存在着优化需求。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于生产具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品的方法，通过这种方法可以克服现有技术中的缺点，并给出相应生产的具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品。
该目的根据本发明第一方面通过具有权利要求1所述特征的方法来实现。
根据本发明提供了一种用于生产具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品的方法，其包括以下步骤：
a)将熔体浇铸为预制品，该熔体除了Fe和不可避免的杂质(重量％为单位)组成为：
C：0.10至0.30％，尤其0.15至0.25％，优选0.18至0.22％，
Si：0.40至1.20％，特别是0.60至1.10％，优选0.80至1.10％，
Mn：1.00至2.00％，尤其1.10至1.80％，优选1.10至1.60％，Cr：0.50％至1.50％，尤其0.60至1.20％，优选0.70至1.00％，
N：0.0030至0.040％，尤其0.0070至0.030％，优选0.0090至0.025％，
P：最多0.10％，尤其最多0.050％，优选最多0.030％；
S：最多0.050％，尤其最多0.020％，优选最多0.0080％，
其中P和S可算作杂质，
选择性一种或多种选自Al、V、Ti、Nb、Ni、Mo、W、Ca的合金元素，其中
Al：最多0.050％，尤其0.0010至0.015％，
V：最多0.20％，尤其0.0010至0.20％，
Ti：最多0.010％，尤其0.0010至0.010％，
Nb：最多0.10％，尤其0.0010至0.10％，
Ni：最多0.40％，尤其0.010至0.40％，
Cu：最多0.80％，尤其0.010至0.80％，
Mo：最多1.00％，尤其0.0020至1.00％，
W：最多1.00％，尤其0.0010至1.00％，
Ca：最多0.0050％，尤其0.0001至0.0050％，
b)将预制品重新加热到、和/或将预制品保持在1100至1350℃之间的温度；
c)在一个或多个轧机架上、在950至1250℃的中间轧制结束温度下将预制品选择性地中间热轧为中间扁平产品；
d)在一个或多个轧机架上、在800至1000℃之间的轧制结束温度下将预制品或选择性的中间扁平产品热轧为热轧扁钢产品；
e)在400至650℃的卷取温度下卷取热轧扁钢产品；
f)在500至900℃的退火温度下对热轧扁钢产品进行选择性退火；
g)在一个或多个轧机架上以至少30％的总冷轧度对经热轧和选择性退火的扁钢产品进行冷轧；
h)对冷轧扁钢产品进行热处理，在800℃以上至950℃之间的温度T_A下进行奥氏体化，淬火至在300至580℃之间的温度T_B，从而在冷轧扁钢产品中设置出贝氏体基础组织结构。
该目的根据本发明第二方面通过具有权利要求6特征的冷轧扁钢产品来实现。
根据本发明提供了一种具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品，其除铁和生产所限不可避免的杂质外，以重量％计的组成为：
C：0.10至0.30％，尤其0.15至0.25％，优选0.18至0.22％，
Si：0.40至1.20％，特别是0.60至1.10％，优选0.80至1.10％，
Mn：1.00至2.00％，尤其1.10至1.80％，优选1.10至1.60％，Cr：0.50％至1.50％，尤其0.60％至1.20％，优选0.70％至1.00％，N：0.0030至0.040％，尤其0.0070至0.030％，优选0.0090至0.025％，
P：最多0.10％，尤其最多0.050％，优选0.030％；
S：最多0.050％，尤其最多0.020％，优选最多0.0080％，
其中P和S可算作杂质，
选择性一种或多种选自Al、Ti、Nb、Ni、Mo、W、Ca的合金元素，其中
Al：最多0.050％，尤其0.0010至0.015％，
V：最多0.20％，尤其0.0010至0.20％，
Ti：最多0.010％，尤其0.0010至0.010％，
Nb：最多0.10％，尤其0.0010至0.10％，
Ni：最多0.40％，尤其0.010至0.40％，
Cu：最多0.80％，尤其0.010至0.80％，
Mo：最多1.00％，尤其0.0020至1.00％，
W：最多1.00％，尤其0.0010至1.00％，
Ca：最多0.0050％，尤其0.0001至0.0050％，
其中该冷轧扁钢产品的组织结构具有以下份额：
至少0.5％的马氏体，
至少5％的残余奥氏体，
余量为贝氏体和不可避免的组织结构成分。
因此，贝氏体基础组织结构是指这样的组织结构，其中贝氏体的份额大于马氏体的份额，也大于残余奥氏体的份额。尤其是贝氏体的份额大于马氏体和残余奥氏体份额的总和。贝氏体在组织结构中的份额优选大于50％。
除非另有明确说明，本说明书中所给出的合金元素的含量有关的所有数据均以重量为基础。因此，所有含量应视为以重量％计。所给出的组织结构成分通过对光学显微镜或电子显微镜研究的分析确定，因此，除非另有明确说明，应视为以面积％为单位的面积份额。其中奥氏体或残余奥氏体组织结构成分是例外，除非另有明确说明，其作为体积份额以体积％给出。
根据本发明的冷轧扁钢产品的抗拉强度至少为1000MPa，尤其是至少1100MPa，优选至少1200MPa。根据本发明的冷轧扁钢产品的断裂伸长率A50为至少9％，尤其是至少11％，优选至少13％。抗拉强度和断裂伸长率A50可在根据DIN EN ISO 6892-1进行的拉伸试验中确定。
例如在连铸设备或铸造轧制设备中将具有在所给范围内的合金组成的熔体浇铸成预制品后，可直接对预制品进行进一步处理，即直接从铸造热中，例如在铸造轧制设备的情况下，将预制品保持在一定温度，或根据需要重新加热到一定温度，例如在补偿加热炉或再加热炉中，在该温度下确保尽可能完全的均质化，并尽可能完全地溶解可能形成的沉淀物。例如，如果在连铸设备中将熔体浇铸为预制品，则将浇铸和完全凝固的钢束分成多个有限尺寸的板坯，然后让板坯通过自然冷却冷却到环境温度。(然后)例如在步进式炉中或通过其他适当的方法将预制品或板坯重新加热到一定温度。替代性地，也可以不经过中间冷却，将(使)仍然炽热的预制品或仍然炽热的板坯转移到例如补偿加热炉或再加热炉中。
预制品的再加热和/或保温温度至少为1100℃，尤其是至少1140℃，优选至少1180℃，以确保尽可能完全地溶解预制品中可能存在的沉淀物。再加热和/或保持的温度不应超过1350℃，以避免预制品部分熔化和/或过度起氧化皮。出于生态和经济方面的原因，再加热和/或保持的温度尤其应限制在最高1280℃。
根据提供的设备和/或加工可能性的不同，可以并且由此作为选择性地说明，可以在一个或多个轧机机架上、在950至1250℃之间的轧制结束温度下将预制品中间热轧为中间扁平产品。
选择至少950℃的轧制结束温度用于选择性制造中间扁平产品，以尽可能可靠地利用一个或多个轧制道次后再结晶的晶粒细化效果。出于能量效率的原因，尤其选择最大1250℃的轧制结束温度用于选择性制造中间扁平产品。
预制品或选择性的中间扁平产品在一个或多个轧制机架上以在800至1000℃之间的轧制结束温度热轧为热轧扁钢产品。
选择至少800℃的轧制结束温度用于制造热轧扁钢产品，以使成形阻力不会过度升高。为了避免不期望的粗晶粒形成，将用于制造热轧扁钢产品的轧制结束温度限制在最大1000℃。尤其将用于在多机架热轧/精整机组中制造热轧扁钢产品的轧制结束温度设置到至少850℃以确保尽可能高的奥氏体含量，并且设置到优选至少880℃以确保再结晶。为了限制所需的冷却剂量，尤其选择最高950℃的轧制结束温度，以最小化最终轧制和卷取之间的再结晶和晶粒长大，优选最高930℃。最后一个道次或最后一个热轧机架处的热轧度优选为至少10％，以便能在热轧扁钢产品中设置出精细的组织结构。
热轧扁钢产品在400至650℃之间的卷取温度下被卷取。为了防止马氏体的形成，卷取温度必须达到至少400℃。为了限制在卷取过程中具有氧亲和性的合金元素向表面扩散，将卷取温度限制在最高650℃。卷取温度尤其可为至少500℃，以便在组织结构中形成(相当大的)铁素体份额，从而实现良好的冷轧性，优选具有高的冷轧度。为了设置出特别好的表面，其结合上述范围内较低的硅含量确保了特别宽的接合范围(焊接范围)，选择尤其最高达570℃的卷取温度。
热轧扁钢产品(热轧带材)的厚度可在1.5至10mm之间。
热轧扁钢产品可选择性地在500至900℃的退火温度下进行退火，尤其是最高800℃，优选最高700℃。选择性退火与热轧扁钢产品的标准退火工艺基本一致，并且尤其可以带来更好的可冷轧性。
使经热轧和选择性退火的扁钢产品进行冷轧，其中冷轧在一个或多个轧机架上以至少为30％的总冷轧度进行。至少30％的总轧制度是必须的，以便目的性在组织结构中为后续热处理提供成核点，在其上可以有利地形成奥氏体晶核。总的冷轧制度尤其可以为至少38％，优选至少45％，以便在组织结构中存在较长的珠光体线的情况下在组织结构内部将其断开，从而尤其使存在的渗碳体/铁素体界面在组织结构内部进一步分布，在随后的热处理过程中，奥氏体可以在这些界面上特别好地成核。总的冷轧度可以为最大80％，尤其是最大70％。
冷轧扁钢产品(冷轧带材)的厚度可在0.5至4mm之间。
根据本发明，冷轧扁钢产品的目的性热处理，包括在800至950℃的温度T_A下的奥氏体化，然后在300至580℃的温度T_B的淬火这样进行，即使得在冷轧扁钢产品中设置出贝氏体基础组织结构。在高于800℃的温度T_A下，由渗碳体和铁素体形成奥氏体的热力学驱动力已经极端大，这有助于实现快速和理想的奥氏体化。为了实现节能工艺，温度T_A应设定为小于或等于950℃。尤其可将温度T_A设定为小于或等于900℃，以防止奥氏体晶粒严重粗化。优选可以将温度T_A设定为小于或等于875℃，在该温度下组织结构中的碳优选尚未100％均匀分布，这在随后的淬火过程中特别优选能加快贝氏体成核，从而加快贝氏体转变速度。奥氏体化后淬火至300至580℃之间的温度T_B。温度T_B设置为至少300℃，使得残余奥氏体中的碳含量能够重新分布，并形成不超过40％的马氏体。温度T_B尤其可以为至少340℃，优选至少380℃，以消除碳分布的不均匀性，至使得贝氏体/残余奥氏体界面处几乎不积碳的程度。温度T_B设置为最高580℃，以可靠地避免铁素体/珠光体的形成。为了确保贝氏体的高强度，温度T_B尤其为最高550℃，优选最高510℃。
例如，可以以至少10K/s的冷却速率dT_AB进行从T_A至低于马氏体起始点的温度的第一次淬火，以便实现贝氏体特别容易的成核并形成相应的精细贝氏体。随后，将温度再次升高到至少380℃，尤其是至少450℃的温度，以确保碳在奥氏体中的特别快速的再分布。
由于上述含量的必要元素铬和氮，可以在热处理过程中目的性支持所需的组织结构的建立，而且与上述含量的碳结合，氮可以明显提高贝氏体转变的速度，原因之一是形成了非常精细的氮化铬，其起到了成核剂的作用。氮还能明显减少晶界上的碳偏析。由于碳会减慢贝氏体的成核速度，因此也假定晶界处的成核率会升高。
在温度Ac1时，组织结构开始向奥氏体转变，尤其是当温度超过Ac3时，组织结构完全变成奥氏体。Bs贝氏体起点、Bf贝氏体终点、Ms马氏体起点和Mf马氏体终点表示开始或完成向贝氏体或马氏体转变的温度。Ac1、Ac3、Bs、Bf、Ms和Mf是取决于所用钢材的组成(合金元素)的特征值，并且可从所谓的TTA(ZTA)和TTT(ZTU)图中推断出来。根据所需的组织结构，还可从TTT图中推断出所需的冷却速率。
熔体或扁钢产品的合金元素规定如下：
碳(C)有助于提高硬度，并且根据其含量，可延缓铁素体和贝氏体的形成，稳定残余奥氏体并降低Ac3温度。为了获得足够的可硬化性/硬度和强度，需要至少0.10％的C含量。超过0.30％的含量，贝氏体的形成速度太慢。为了提高可焊性，并且在弯曲试验中设置出力吸收和最大弯曲角的良好比率，并促进贝氏体的快速形成，该含量尤其可设置到最大0.25％，优选最大0.22％。为了达到更高的强度水平，该含量尤其可设置为至少0.15％，并且为了设置出可硬化性和强度的良好组合，该含量优选设置为至少0.18％。
硅(Si)可通过混晶强化进一步提高可硬化性/硬度和强度。此外，还可以使用硅锰铁作为合金剂，这对生产成本有好处。此外，根据含量的不同，还可以实现抑制渗碳体，从而稳定残余奥氏体。通过使用铬和氮作为必要元素，可以省去如同种钢材中通常使用的约1.50％的高硅含量。从至少0.40％的含量开始，会产生第一硬化效应，其中尤其可以设置至少0.60％的含量以显著提高强度。为了几乎完全抑制渗碳体的形成，必要时也为了避免过多形成马氏体，优选设置至少0.80％的含量。直至最大1.20％的含量，可以形成良好的表面，该表面可以顺利涂层，并且如果需要可以以覆层，尤其是锌基覆层涂覆。尤其是在最大1.10％的含量下，除了表面质量得到改善外，还可以确保和/或改善可焊性。
锰(Mn)有助于提高硬度，并可根据含量强烈延迟铁素体的形成。为了在热处理过程中抑制铁素体的形成，将含量设置为至少1.00％。为了不限制可焊性，含量设置为最大2.00％。为了避免先共析铁素体的形成并稳定残余奥氏体，尤其可以将该含量设置为至少1.10％。为了改善断裂伸长率，该含量尤其可以设定为最大1.80％，优选最大1.60％，以确保贝氏体的快速形成。
铬(Cr)有助于提高硬度，并能减缓淬火过程中的扩散相变，尤其是铁素体。在较低温度下，铬对贝氏体形成的影响要小得多。因此，铬最合适于一方面确保较低的临界冷却速率，同时又不会在低温下过多地阻碍贝氏体的形成。为了达到对于避免不期望的铁素体形成而言足够低的临界冷却速率，设置至少为0.50％的含量。直到最大1.50％的含量，可以生产出良好的表面，该表面可以顺利涂层，并且如果需要可以以覆层，尤其是锌基覆层涂覆。对于良好的表面质量和改善的焊接性而言，将含量尤其设置为最大1.20％，优选最大1.00％。为了即使在贝氏体区保持时间很长的情况下也稳定残余奥氏体，尤其可以将含量设置为至少0.60％，优选至少0.70％。
氮(N)作为奥氏体形成剂，可以减缓临界冷却速度，因为氮可以抑制铁素体的扩散形成。在贝氏体区内的保温过程中，又可以形成非常精细的簇和/或沉淀物，特别是氮化铬，其在低温下加速贝氏体的形成。此外，氮还减少了晶界处碳的过饱和，从而减少不期望的碳化铬的形成，碳化铬可能会变得非常粗大，尤其会沿着晶界形成，因此会明显降低延展性。为了达到明显的效果，设置至少0.0030％的含量。为了使熔体/钢材具有良好和无问题的铸造性，将该含量限制在最大0.040％。如果尤其设置至少为0.0070％的含量，残余奥氏体可以得以稳定，避免形成渗碳体，并且在优选至少0.0090％，更优选至少0.011％的含量下加速了贝氏体形成。为了实现改善的可焊性，可以将该含量尤其设置到最大0.030％，优选最大0.025％，使得例如产生的铬氮化物可以非常精细地形成。
磷(P)是最广义上的杂质，其由铁矿石夹杂在钢中，并且在工业规模的炼钢工艺中无法完全去除。其含量应设置得尽可能低，其中将该含量限制在最大0.10％。当含量尤其限制在最大0.050重量％时，可以可靠地排除对成型性的不利影响，为了进一步减少偏析效应，优选限制在最大0.030重量％。
硫(S)同样属于最广义上的杂质，其含量可设定为不超过0.050％，以避免明显的偏析倾向和因硫化物(FeS；MnS；(Mn,Fe)S)的过度形成而导致的对成型性的不利影响。因此，其含量尤其限制在最大0.020重量％，优选最大0.0080％。一般来说，合金化添加有钙，用于脱硫和根据Ca含量调整S含量。
扁钢产品中可选择性含有一种或多种选自(Al、V、Ti、Nb、Ni、Mo、W、Ca)的合金元素。
铝(Al)可作为选择性的合金元素，尤其是作为脱氧剂，以最大0.050％的含量加入合金中，其中为了可靠地结合可能存在的氧(O)，尤其合金化添加至少0.0010％的铝含量。但是，如果含量超过0.050％，就会增加形成(较粗的)氮化铝的风险，从而以不希望的方式结合氮，冷轧性能也会因此恶化。尤其是，为了可靠地排除氮化铝的形成，其含量限制在最大0.015％。
钒(V)可作为用于晶粒细化的选择性合金元素，以最大0.20％的含量加入合金中，这样尤其不会对断裂伸长率产生不利影响。为了达到理想的晶粒细化效果，尤其可以合金化添加至少0.0010％的含量。
钛(Ti)作为选择性的合金元素，可以作为微偏析元素以最大0.010％的含量加入到合金中，这样尤其可以排除与氮的不期望结合，这会形成非常坚硬和粗糙的钛氮化物，其可能会导致脆化。为了精确调整游离氮的含量，可以在合金中加入尤其至少0.0010％的含量。
铌(Nb)可作为用于晶粒细化的选择性合金元素以最大0.10％的含量加入合金中，以尤其避免与氮结合生成氮化铌。为了达到期望的晶粒细化效果，尤其可以合金化添加至少0.0010％的含量。
镍(Ni)作为选择性的合金元素，与铬一样，可以改善向奥氏体的转变，提高强度和在贝氏体形成期间的长时间保持过程中改善工艺稳定性，因此，为了不减慢贝氏体的形成，可以合金化添加最大0.40％的含量。例如，结合铜合金化添加镍，因为在加入铜时，镍基本上会抑制铜对热轧性的不利影响。为此，例如可以在合金中加入0.3*镍和0.7*镍之间的铜含量，以避免铁-铜共晶，从而避免在热轧时在表面形成液相。为了达到上述改进的预期效果，尤其可以合金化添加至少0.010％的含量。
铜(Cu)可以作为用于提高硬度和强度的选择性的合金元素以最大0.80％的含量合金化添加，尤其以避免因表面的低熔点铜相而导致焊接和热轧性能恶化。为了确保提高强度的效果，同时也为了提高未涂层扁钢产品的针对大气腐蚀的抗性，尤其可以合金化添加至少0.010％的含量。
钼(Mo)可以作为选择性的合金元素来提高强度和硬度，尤其是还可以改善工艺稳定性，因为钼可以明显减缓铁素体的形成，而对在300至580℃的温度范围内的贝氏体的形成几乎没有任何影响，因此可以合金化添加最大1.00％的含量。尤其可以合金化添加至少0.0020％的含量，在该含量下，可在晶界处动态形成钼-碳团簇，直至超细钼碳化物，这明显减慢了晶界的流动性，从而显著减慢了扩散相变。此外，晶界能量也会降低，进而又可以降低铁素体的成核率。
钨(W)作为选择性的合金元素，其作用与钼类似，其中可以以最大1.00％的含量合金化添加。为了对硬度/可硬化性产生积极影响，尤其可以合金化添加至少0.0010％的含量。
钙(Ca)作为熔体的选择性合金元素，可以作为脱硫剂并且为了目的性的硫化物影响以最大0.0050％含量合金化添加，这可导致硫化物在热轧时的塑性发生改变。此外，通过添加Ca还能改善冷成型性。所述效果可从尤其是至少0.0001％，优选至少0.0003％的含量开始有效。
除铁外，扁钢产品由于生产所限还可以作为不可避免的杂质含有一种或多种来自(O、H、As)的元素，但其并不是目的性作为合金元素合金化添加的。
氧(O)是一种不期望的、但由于技术原因通常是不可避免的杂质。氧的含量限制在最大0.0050％，尤其是最大0.0020％。
氢(H)作为钢材中间晶格位点上的最小原子，可具有很强的流动性，并导致扁钢产品出现裂纹。因此，可能的氢杂质含量应降低到最大0.0010％，尤其是最大0.0004％，优选最大0.0002％的含量。
砷(As)是扁钢产品中可能存在的杂质，其中为了避免不良影响，其含量被限制在最大0.020％。
作为选择性给出的合金元素尤其也可以替代性地作为杂质被容许以低于所给最低界限的含量存在，但不会影响、优选不会劣化扁钢产品的性能。
根据本发明方法的一个设计方案，在步骤h)中，至T_A的奥氏体化在600至800℃之间以至少1.0K/s的加热速率dTA进行。在600至800℃的范围内对加热速率dTA的目的性设置会影响奥氏体晶粒大小的形成，这一点非常重要，因为它不仅会影响贝氏体转变速率，还会影响热处理后组织结构中的最终特性。在此范围内加热速度越快，形成的奥氏体晶核就越多，这些奥氏体晶核相互阻挡，其生长速度减慢，从而导致奥氏体晶粒整体变细。在600℃以下，例如在连续热处理设备中不存在相关的再结晶过程，此外，几乎不会发生任何渗碳体粗化，因此600℃以下的加热速度很容易满足技术条件。加热速率dTA尤其为至少2K/s，优选为至少2.5K/s，由此可以形成特别精细的奥氏体晶粒。为了均匀加热，最大50K/s的加热速率dTA是有利的，但原则上也可以选择更高的加热速率dTA。
根据本发明方法的一个设计方案，在步骤h)中，达到温度T_A后，冷轧扁钢产品在温度T_A下保持1到300s的保持时间t_A。为了防止晶粒粗化，不应超过300s的保持时间t_A。例如为了限制磷等不期望的伴随元素向奥氏体晶界扩散，尤其选择最大200s的保持时间t_A。
根据本发明方法的一个设计方案，在步骤h)中，淬火分两个阶段进行，首先以至少0.50K/s的冷却速率dTZ淬火至640至800℃之间的中间温度T_Z，然后以至少10K/s的冷却速率dTB淬火至300至580℃之间的温度T_B，其中dTB大于dTZ。因此，冷却速率dTZ对应于预冷却，而冷却速率dTB则对应于快速冷却。尽管两阶段淬火对组织结构的最终性能并非绝对必要，但出于工艺技术方面的原因，设置两阶段淬火是经济的。首先，扁钢产品通过预冷却可以更缓慢和均匀地冷却。其次，就设备技术而言，快速冷却的区域或路径可能经常受到限制，因此，在设置到中间温度的预冷却的情况下，从中间温度快速冷却到温度T_B可以明显更容易地实现。为了使预冷却不会导致不期望的铁素体形成，中间温度T_Z和冷却到中间温度的冷却速率dTZ必须足够高。因此，中间温度至少为640℃，以防止粗大铁素体的形成，中间温度尤其至少为700℃，例如以能够完全抑制先共析铁素体的形成。冷却速率dTZ至少为0.5K/s，以防止粗铁素体的形成，尤其是至少为1.5K/s，以便例如能够完全抑制先共析铁素体的形成。冷却速率dTZ可选择为最大10K/s，或者如果需要时也可以选择为更高。冷却速率dTB至少为10K/s，以防止铁素体的形成。冷却速率dTB尤其可至少为20K/s，以便例如在较高温度范围内也能抑制完全的贝氏体形成。出于经济原因，冷却速率dTB可限制在最大200K/s，尤其是最大150K/s。
根据本发明方法的一个设计方案，在步骤h)中，达到温度T_B后，冷轧扁钢产品在温度T_B下保持至少15s的保持时间t_B。温度T_B下的保持时间t_B为至少15s。保持时间选择得越长，奥氏体就越完全地转化为贝氏体，其中稳定化的残余奥氏体完全可以是贝氏体的一部分。保持时间t_B尤其可以选择为至少25s，以例如能够稳定较大的奥氏体区域，并且优选选择为至少35s，以例如最小化会导致脆化的新鲜马氏体的形成。保持时间t_B例如可以限制在最大100s，但尤其在需要时并且根据设备的实施方式，也完全可以选择为更高。
为了防止组织结构中形成过量的马氏体，尤其是防止组织结构中大于40％的过高马氏体份额，温度T_B_min选择性地不应低于Ms-50℃，尤其是Ms-25℃。如果温度在规定范围内略低于Ms温度，就会使例如在马氏体针处贝氏体更容易成核，并从而导致贝氏体的形成总体加速。因此，完全可以让贝氏体开始形成几秒钟，然后短暂冷却到Ms以下，或者直接冷却到Ms以下而不事先形成贝氏体，然后重新返回到至少300和最大580℃之间、尤其是在至少340至最大550℃之间、优选在380至510℃之间的温度T_B范围内，以结束贝氏体的形成。根据合金元素的选择，在碳含量特别低的情况下，Ms温度可能高于至少300℃，尤其是至少340℃，优选至少380℃，使得在这种情况下，在保持时间t_B期间，温度不会过低，至少为300℃，尤其是至少340℃，优选至少380℃。
根据一个设计方案，根据本发明的冷轧扁钢产品具有这样的组织结构，其由份额在0.5％至40％之间，尤其是在3％至33％之间，优选在5％至28％之间的马氏体、份额在5％至22％之间的残余奥氏体，以及余量的贝氏体和不可避免的组织结构成分组成。贝氏体在组织结构中的份额尤其为至少55％，最好为至少60％。马氏体在组织结构中的份额可以为尤其至少8％，优选为至少10％，并且优选限制在最大26％，优选最大24％。马氏体进一步优选已经完全或部分退火。残余奥氏体在组织结构中的份额尤其可以为至少8％，优选为至少10％，尤其可以限制在最大20％，优选限制在最大18％。在此，精细分布的奥氏体和/或还有碳化物完全可以是贝氏体和/或回火马氏体的一部分。除了贝氏体和马氏体之外，也可存在铁素体、珠光体和/或渗碳体形式的份额作为不可避免的组织结构成分，该份额允许最大10％，尤其最大8％，优选最大6％，更优选最大4％。同样，组织结构中也可能存在铬氮化物形式的析出。
根据本发明的冷轧扁钢产品的一种设计方案，贝氏体也以针状贝氏体(Lanzetten-Bainit)的形式存在，针状贝氏体与贝氏体的比例为至少60％，尤其是至少65％，优选至少70％。由此可以获得更精细和/或更具断裂韧性的组织结构。此外，这种组织结构还可以通过其精细度特别有助于提高强度，并且由于碳从贝氏体铁素体向奥氏体扩散的路径特别短，还能加速残余奥氏体的稳定。
具体实施方式
在第一个实施例中，制造熔体A，其组成(以重量％计)为C＝0.217％，Si＝0.98％，Mn＝1.56％，Cr＝0.8％，N＝0.019％，P＝0.01％，S＝0.003％，Al＝0.01％，Ti＝0.003％，Nb＝0.001％，Mo＝0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质，浇铸成预制品，并且在凝固后分割成板坯形式。此处未给出的合金元素的含量不可测量，或仅作为不可避免的杂质存在。允许将板坯冷却至环境温度。在步进式炉中将板坯重新加热或完全加热到1250℃的温度，使预制品的组织结构完全由奥氏体组成，并使在连铸过程中在组织结构中形成的所有沉积物得以溶解。进行重新加热后，板坯被送入轧制流水线，在轧制流水线中，首先将板坯在(初轧)机架上以反向方式以1100℃的轧制结束温度中间热轧为中间扁钢产品，然后在例如七机架终轧/热轧机组中对中间扁钢产品进行终轧/热轧为厚度为3mm的热轧扁钢产品(热轧带材)，其中轧制结束温度为890℃，并且最后一个道次中的热轧度为15％。在最后一个轧制道次结束后，立即主动将热轧扁钢产品以水沿着冷却路径冷却至560℃的卷取温度。然后将卷材冷却至环境温度。将热轧扁钢产品在例如五机架的冷轧机组中以50％的整体冷轧度冷轧成厚度为1.5mm的冷轧扁钢产品(冷轧带材)。从冷轧扁钢产品中分割出10个坯料，即样品1至10，并对其进行进一步研究。
在第二个实施例中，与第一个实施例中生产冷轧扁钢产品的条件相同，但不同的是，浇注的熔体B的组成(按重量％计)为C＝0.221％、Si＝1.0％、Mn＝1.58％、Cr＝0.8％、N＝0.0092％、P＝0.011％、S＝0.004％、Al＝0.032％、Ti＝0.004％、Nb＝0.001％、Mo＝0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。从该冷轧扁钢产品中分离出两个坯料形式的样品，即样品11和12，并对其进行了进一步研究。
表1
表2
样品1至12按照步骤h)所定义的规格在实验室尺度中进行热处理，以便在冷轧扁钢产品中设置出所需的贝氏体基础组织结构。表1列出了步骤h)中的各个参数。表2列出了组织结构和相应的特性。
标有星号*的样品符合本发明。
由于残余奥氏体根据体积以衍射法测量，例如借助于XRD，因此其也完全有可能是贝氏体和/或马氏体的成分，因此在某些情况下，组织结构成分的加和可能会超过100％。不过，根据例如残余奥氏体的粗细程度，也可将其视为单独的组织结构成分。n.b.表示无法确定。

Claims (12)

1.用于生产具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将熔体浇铸为预制品，所述熔体除了Fe和不可避免的杂质(重量％为单位)组成为：
C：0.10至0.30％，
Si：0.40至1.20％，
Mn：1.00至2.00％，
Cr：0.50％至1.50％，
N：0.0030至0.040％，
P：最多0.10％，
S：最多0.050％，
其中P和S能够算作杂质，
选择性一种或多种选自Al、V、Ti、Nb、Ni、Mo、W、Ca的合金元素，其中
Al：最多0.050％，
V：最多0.20％，
Ti：最多0.010％，
Nb：最多0.10％，
Ni：最多0.40％，
Cu：最多0.80％，
Mo：最多1.00％，
W：最多1.00％，
Ca：最多0.0050％，
b)将预制品重新加热到、和/或将预制品保持在1100至1350℃之间的温度；
c)在一个或多个轧机架上、在950至1250℃的轧制结束温度下将预制品选择性地热轧为中间扁平产品；
d)在一个或多个轧机架上、在800至1000℃之间的轧制结束温度下将预制品或选择性的中间扁平产品热轧为热轧扁钢产品；
e)在400至650℃的卷取温度下卷取热轧扁钢产品；
f)在500至900℃的退火温度下对热轧扁钢产品进行选择性退火；
g)在一个或多个轧机架上以至少30％的总冷轧度对经热轧和选择性退火的扁钢产品进行冷轧；
h)对冷轧扁钢产品进行热处理，在800以上至950℃之间的温度T_A下进行奥氏体化，淬火至在300至580℃之间的温度T_B，从而在冷轧扁钢产品中设置出贝氏体基础组织结构。
2.如权利要求1所述的方法，其中在步骤h)中，至T_A的奥氏体化在600至800℃之间以至少1.0K/s的加热速率dTA进行。
3.如权利要求1所述的方法，其中在步骤h)中，达到温度T_A后，冷轧扁钢产品在温度T_A下保持1到300s之间的保持时间t_A。
4.如权利要求1所述的方法，其中在步骤h)中，淬火分两个阶段进行，首先以至少0.50K/s的冷却速率dTZ淬火至640至800℃之间的中间温度T_Z，然后以至少10K/s的冷却速率dTB淬火至300至580℃之间的温度T_B，其中dTB大于dTZ。
5.如权利要求1或3所述的方法，其中在步骤h)中，达到温度T_B后，冷轧扁钢产品在温度T_B下保持至少15s的保持时间t_B。
6.具有贝氏体基础组织结构的冷轧扁钢产品，尤其根据前述权利要求中任意一项所述生产，其除铁和生产所限不可避免的杂质外，以重量％计的组成为：
C：0.10至0.30％，
Si：0.40至1.20％，
Mn：1.00至2.00％，
Cr：0.50％至1.50％，
N：0.0030至0.040％，
P：最多0.10％，
S：最多0.050％，
其中P和S能够算作杂质，
选择性一种或多种选自Al、V、Ti、Nb、Ni、Mo、W、Ca的合金元素，其中
Al：最多0.050％，
V：最多0.20％，
Ti：最多0.010％，
Nb：最多0.10％，
Ni：最多0.40％，
Cu：最多0.80％，
Mo：最多1.00％，
W：最多1.00％，
Ca：最多0.0050％，
其中所述冷轧扁钢产品的组织结构具有以下份额：
至少0.5％的马氏体，
至少5％的残余奥氏体，
余量为贝氏体和不可避免的组织结构成分。
7.如权利要求6所述的冷轧扁钢产品，其中贝氏体也以针状贝氏体的形式存在，针状贝氏体相对于贝氏体的份额比例为至少60％。
8.如权利要求6所述的冷轧扁钢产品，其中贝氏体的份额为至少60％。
9.如权利要求6所述的冷轧扁钢产品，其中残余奥氏体的份额为至少8％。
10.如权利要求6所述的冷轧扁钢产品，其中马氏体的份额为至少10％。
11.如权利要求6所述的冷轧扁钢产品，其中不可避免的组织结构成分能够为最大10％，并且尤其除了贝氏体和马氏体之外能够存在铁素体、珠光体和/或渗碳体形式的份额。
12.如权利要求6至11中任一项所述的冷轧扁钢产品，其中冷轧钢板的抗拉强度Rm为至少1000MPa。
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