CN1273632C - 极易成形的高强度钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于各种应用(例如汽车)的极易成形的高强度薄钢板和制造该薄钢板的方法。薄钢板具有的组成包括0.010wt%或更少的C、0.02wt%或更少的Si、1.5wt%或更少的Mn、0.03wt%～0.15wt%或更少的P、0.02wt%或更少的S、0.03wt%～0.40wt%的溶解铝、0.004wt%或更少的N、0.005wt%～0.040wt%的Ti、0.002wt%～0.020wt%的Nb、选自0.0001wt%～0.02wt%的B和0.005wt%～0.02wt%的Mo中的一种或两种，余量为Fe和不可避免的杂质，其中依据所需的抗拉强度，组分P、Mn、Ti、Nb和B满足下式1-1和1-2表示的关系：[式1-1]-抗拉强度为35kg和40kg等级，29.1+89.4P(%)+3.9Mn(%)-133.8Ti(%)+157.5Nb(%)+0.18[B(ppm)或Mo(%)]＝35～44.9，[式1-2]-抗拉强度为45kg等级，29.1+98.3P(%)+4.6Mn(%)-86.5Ti(%)+62.5Nb(%)+0.21[B(ppm)或Mo(%)]＝45～50，其中组分Ti、N、C和Nb满足下式2和3表示的关系：[式2]0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5，[式3]0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2，Ti基和Nb基析出物以30～60nm的平均尺寸分布。本发明还公开了在其表面包括镀层的薄钢板及其制造方法。

Description

极易成形的高强度钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种适用于各种应用领域(例如，汽车)的极易成形的高强度薄钢板和制造该薄钢板的方法。更具体地，本发明涉及一种与含Ti-Nb钢(其中分布有粗大的Ti基或Nb基析出物)一样的具有良好的加工性和低温退火性能的薄钢板及制造该薄钢板的方法。该薄钢板经表面处理后具有良好的抗粉化性能。
背景技术
近年来，由于汽车复杂的配置，用于汽车的钢板趋于成形为整体车身。需要高水平的成形性来满足这种趋势。同时，也需要高强度钢板来减少车身的重量以确保驾驶员的安全。因此，关于具有高强度和高r值(Lankford值)的钢板的研究正积极开展起来。
一些用于汽车的具有35kgf/mm2等级或更大的抗拉强度和2.0或更大的r值的冷轧钢板已公开于：(1)日本专利公开号5-230541，(2)美国专利5，360,493和(3)韩国专利公开号2002-0047573。
(1)根据日本专利公开号5-230541，通过将钢板坯在Ar3转变点和500℃之间的温度下润滑热轧，然后再结晶，冷轧，将得到的钢板坯连续退火，从而制得一种用于汽车的钢板，所述钢板坯包括含Ti-Nb的超低碳钢，该超低碳钢具有0.2wt％或更少量的Al作为脱氧元素。
(2)根据美国专利5,360,493，通过将钢板坯在Ar3转变点和500℃之间的温度下润滑热轧，然后再结晶，冷轧，将得到的钢板坯连续退火，从而制得一种用于汽车的钢板，所述钢板坯包括含Nb的低碳钢，该低碳钢具有0.2wt％或更少量的Al用作析出和固定AlN的元素。
然而，由于在现有技术(1)和(2)的方法中，通过在铁素体区域润滑轧制制得钢板，因此该钢板不能通过普通的热轧设备制造。而且，现有技术具有再结晶退火必须在冷轧前进行和连续退火温度高达890℃的缺点。
(3)韩国专利公开号2002-0047573(由本发明人申请)涉及一种制造冷轧钢板的方法，所述钢板包括含Ti-Nb的超低碳钢，该超低碳钢具有0.15wt％或更少的Al作为脱氧元素。该冷轧钢板具有40kgf/mm2等级或更高的高抗拉强度和2.0或更大的r值，不涉及热轧钢板的再结晶，同时还具有良好的成形性。该方法将连续退火的温度降到了830℃，但是还需要进一步降低。
在现有技术(1)、(2)和(3)中，由于对冷轧钢板使用了镀锌或镀锌退火工艺，所以镀锌层的抗粉化性能是一个重要因素。然而，现有技术中都未提及抗粉化性能。
发明内容
因此，根据上述问题而提出本发明，本发明的一个目的是提供一种高强度薄钢板，它即使在低温下也能连续退火，具有良好的加工性，且其镀层具有良好的抗粉化性能。
本发明的另一个目的是提供一种制造高强度钢板的方法。
根据本发明，提供了一种冷轧钢板，它具有的组成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％或更少的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解铝、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、选自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一种或两种，余量为Fe和不可避免的杂质，
其中依据所需的抗拉强度，组分P、Mn、Ti、Nb和B满足下式1-1和1-2表示的关系：
[式1-1]-抗拉强度：35kg和40kg等级
29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9
[式1-2]-抗拉强度：45kg等级
29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50
组分Ti、N、C和Nb满足用下式2和3表示的关系：
[式2]
0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5
[式3]
0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2
Ti基和Nb基析出物以30～60nm的平均尺寸分布。
根据本发明的一个方面，提供了一种镀锌钢板，其具有的组成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％或更少的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解铝、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、选自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一种或两种，余量为Fe和不可避免的杂质，
其中依据所需的抗拉强度，组分P、Mn、Ti、Nb和B满足由下式1-1和1-2表示的关系：
[式1-1]-抗拉强度：35kg和40kg等级
29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9
[式1-2]-抗拉强度：45kg等级
29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50
组分Ti、N、C和Nb满足用下式2和3表示的关系：
[式2]
0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5
[式3]
0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2
Ti基和Nb基析出物以30～60nm的平均尺寸分布，钢板在其表面具有一个镀锌层，且钢板中的Al含量不小于用下式计算的量：
镀层中的重量损耗＝-0.0642Ln(钢中溶解Al(％)含量)-0.0534。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造冷轧钢板的方法，所述方法包括如下步骤：
精整热轧钢板坯具有的组成包括：0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn，0.03wt％～0.15wt％或更少的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解铝、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、选自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一种或两种，余量为Fe和在奥氏体单相区域内的不可避免的杂质；
其中依据所需的抗拉强度，组分P、Mn、Ti、Nb和B满足由下式1-1和1-2表示的关系：
[式1-1]-抗拉强度：35kg和40kg等级
29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9
[式1-2]-抗拉强度：45kg等级
29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50
组分Ti、N、C和Nb满足下式2和3表示的关系：
[式2]
0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5
[式3]
0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2；
在符合下列条件的温度下卷取最终的钢板坯：
730√(1-(Ti*/0.027)2)±15℃[其中Ti*＝Ti(％)-3.43N(％)]；
冷轧卷材；和
在780～830℃对冷轧卷材连续退火。
附图简述
从下列结合附图的详细说明，可以更清楚地理解本发明的上述和其它的目的、特征以及其它优点，其中：
图1a和1b是电子显微图像，其表示在钢中的Al含量(图1a：0.05％(退火再结晶终了温度：830℃)，和图1b：0.16％(退火再结晶终了温度：800℃))对冷轧钢板析出物的影响；
图2表示钢中的Al含量对冷轧钢板r值的影响；
图3表示钢中Al含量对镀锌钢板抗粉化性能(镀锌层重量损耗)的影响；
图4表示P、Mn、Ti、Nb和B的含量对冷轧钢板抗拉强度的影响；
图5表示Ti、N和C的含量对冷轧钢板r值的影响；
图6表示Nb和C含量对冷轧钢板r值的影响；
图7表示卷取温度对冷轧钢板r值的影响。
本发明的最佳实施方式
下文将对本发明进行更加详细的描述。
本发明所用的薄钢板包括冷轧钢板和表面处理钢板如镀锌钢板。镀锌钢板包括镀锌铁合金(galvannealed)的钢板。35kg等级抗拉强度是指抗拉强度为35～39.9kgf/mm2，40kg等级抗拉强度是指抗拉强度为40～44.9kgf/mm2，45kg等级抗拉强度是指抗拉强度为45～44.9kgf/mm2。
本发明旨在提高由本发明人申请的韩国专利公开号2002-0047573中公开的冷轧钢板的性能。正如本领域的其它现有技术，在韩国专利公开号2002-0047573和日本专利公开号5-230541中，Al用作含Ti-Nb的钢的脱氧元素。相反地，在美国专利5,360,493中，Al被认为是析出和固定溶解N的元素。
本发明人特别注意到以前认为是脱氧元素的Al的新作用，特别是，Al与析出物结合所产生的新作用，从而完成了本发明。
首先，包含在含有Ti-Nb的钢中的Al用作形成粗大Ti基或Nb基析出物的驱动力，因此大大增加了r值。
为了更好的加工性，应阻止FeTiP析出物的形成，而且细粒的Ti基和Nb基析出物(TiC、NbC、TiS、Ti4C2S2)也变粗大了几个纳米。
根据本发明，Ti基和Nb基析出物粗糙形成的尺寸为30-60nm，从而提高了加工性。影响粗大Ti基和Nb基析出物的形成以及它们尺寸的因素是Al含量和卷取条件。Al的添加减少了Ti基和Nb基析出物的分布，而且使Ti基和Nb基析出物的尺寸变粗大。此时，卷取温度的确会影响析出物的形成。在Ti与钢中N结合后，剩余的有效Ti量(在下文中，用Ti*表示)用作FeTiP或TiC析出的驱动力。因此，根据Ti*的量适当控制卷取温度可以诱导TiC的析出，而FeTIP不析出。此时，TiC析出物的尺寸取决于Al含量。图1a和1b是低Al钢和高Al钢的电子显微图像。正如图1a和1b中所示，随着高Al钢中析出物分布的降低，析出物的尺寸增加。令人惊奇的是，发现Al含量和卷取条件可以减少析出物的分布，并使析出物的尺寸变粗大。
Al含量和卷取条件对析出物在含Ti-Nb钢中的分布以及它们尺寸的影响取决于r值。
如图2所示，在含Ti-Nb钢中的Al含量越高，r值也越高。当Al含量不小于0.151％时，特别是不小于0.21％时，r值大大升高。
第二，Al降低了含Ti-Nb钢的连续退火温度。
将P加入含Ti-Nb钢中以增加强度，并防止再结晶。
当含Al量不少于0.151％时，特别是不少于0.21％时，它阻碍了P对再结晶的防止，反而促进再结晶，从而降低了连续退火温度。另外，由于在本发明的钢中分布有粗大析出物，就可以阻止由于细析出物导致的退火再结晶延迟。
第三，Al提高了含Ti-Nb钢的抗粉化性能。已经发现Al在电镀时沿晶界分布到表面层内，使镀层致密，从而提高了抗粉化性能。如图3所示，在含Ti-Nb钢中，Al含量和抗粉化性能存在一定的关系。基于这种关系，适当地控制Al含量可以提高抗粉化性能。也就是说，当钢板中的Al含量高于通过下式得到的值时，可以获得良好的抗粉化性能；
镀层中的重量损耗＝-0.0642Ln(钢板中的溶解Al含量(％))-0.0534。
如上所述，本发明归因于下面的事实：含Ti-Nb钢的加工性可以通过粗大的Ti基或Nb基析出物来提高。限制每种组分含量范围的原因在下面解释。
[C：0.01％或更少]
在钢中所含的C是填隙式溶解元素，阻碍了有助于加工性的{111}结构的形成。因此，优选将钢中C含量限制为0.01％或更少。随着C含量的增加，Ti和Nb(碳氮化物形成元素)的量也增加，这在经济上是不利的。更优选地，C含量限制在0.005％或更少。
[Si：0.02％或更少]
在钢中所含的硅会引起表面上的氧化皮缺陷，并会在退火时产生回火颜色和在电镀时产生未镀区域。因此，优选将钢中Si含量限制为0.02％或更少。
[Mn：1.5％或更少]
在钢中所含的Mn是置换型固溶体强化元素，其被加入以提高强度。当Mn含量超过1.5％时，延展率和r值会大大减少。因此，优选将钢中Mn含量限制为1.5％或更少。
[P：0.03％～0.15％]
与Mn一样，在钢中所含的P也是固溶体强化元素。P提高了本发明钢中Ti-Nb基钢种的强度，并产生了有助于增加r值的{111}结构，这是由于晶粒细化和边界偏析等所导致的。当P含量超过0.15％时，延展率大大减少，且钢的脆度大大增加。因此优选将钢中P含量限制为0.03％～0.15％。
[S：0.02％或更少]
随着S含量的进一步降低，对钢板的加工性方面更加有利。因此，S含量通常保持在0.005％或更低的水平。由于钢中的Mn与S结合形成MnS，因此就能避免由于溶解S而产生的对加工性的破坏。因此，优选将钢中P含量限制为0.02％或更少，其中可以避免产生边缘裂纹。
[溶解Al：0.03％～0.40％]
溶解Al在本发明中是最重要的元素，它妨碍了由于P的防止再结晶，从而促进了再结晶。溶解Al在电镀时沿着晶界扩散到表面层内，使镀层致密，从而提高了抗粉化性能。Al的加入降低了Ti基和Nb基析出物(TiC、NbC、TiS、Ti4C2S2)的分布，而且使Ti基和Nb基析出物尺寸变粗大，从而增加了r值。只有在溶解Al含量为0.03％或更多、优选0.151％或更多、更优选0.21％或更多时，溶解Al的这些作用才可能生效。当溶解Al含量高于0.4％时，将花费相当大的成本，而且会降低连续浇铸的工作效率。
[N：0.004％或更少]
过高的N含量会恶化加工性。随着N含量的增加，Ti含量也会不受欢迎地增加，因此，如果可以，优选将钢中N含量限制为0.004％或更少。
[Ti：0.005％～0.040％，Nb：0.002％～0.020％]
Ti和Nb在加工性(特别是r值)方面是重要的元素。为了提高加工性，Ti和Nb的加入量分别优选为0.005％或更多、和0.002％或更多。当Ti含量和Nb含量分别超过0.040％和0.020％时，在经济上是不利的。因此，优选将Ti和Nb的含量分别限制为0.005％～0.04％和0.002％～0.020％。
[选自0.0001％～0.02wt％的B和0.005％～0.02wt％的Mo中的一种或两种]
在钢中所含的B和Mo用于阻止P脆化晶界和阻止二次加工脆裂。如果加入B和Mo的混合物，就会有r值降低和成本增加的风险。因此，优选从B和Mo中选择一种加入。考虑到准确控制B量有一定困难，更优选加入Mo。在本发明中，为防止二次加工脆化而加入B和Mo的量分别为0.0001％或更多、和0.005％或更多。当加入的B或Mo量分别多于0.002％和0.02％时，加工性显著降低。
为了得到根据本发明的具有所需强度和高r值的含Ti-Nb钢，含Ti-Nb钢必须满足下式1-3。
式1-1和1-2为从经验式回归的方程式，其中用数字代表每种组分对抗拉强度的影响。式1-1和1-2基于以下事实：Ti和Nb，而不是P、Mn和B，可以影响钢强度。Ti促进FeTiP的析出，因而降低固溶体强化元素P的强化效果。另外，Nb是自溶的，因而增加了钢的强度。
依据所需的强度，优选加入元素P、Mn、Ti、Nb和B，从而满足式1-1或1-2所表示的关系。式1-1适用于35kg和40kg等级，式1-2适用于45kg等级。
[式1-1]
29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9
[式1-2]
29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21(B或Mo)(ppm)＝45～50
从图4可以看出，依据P、Mn、Ti、Nb和B的含量，通过式1-1和1-2计算出的值(抗拉强度)基本上与所测值相同。因此，本发明的一个优点是：冷轧钢板的所需等级(抗拉强度)可以在35～50kgf/mm2的范围内随意设计。在图4中，35kg和40kg等级通过式1-1给出，45kg等级通过式1-2给出。
当碳氮化物形成元素Ti和Nb的含量在含Ti-Nb钢中满足下式2和3所表示的关系时，加工性可以得到提高。也就是说，从图5和6可以看出，r值取决于下式2和3：
[式2]
0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5
[式3]
0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2
式2定义了Ti的加入量。在Ti与溶解的N当量结合后，当Ti的剩余量的65％[＝(1/0.65)(Ti-3.43N)]与钢中溶解C的原子当量比少于0.6时，溶解碳的固定不稳定，且r值也会降低。当原子当量比超过3.5时，Ti的余量太多，从而形成大量的FeTiP析出物，降低了r值。式2优选对加入的Ti量进行优化，以提高加工性。实验结果表明在Ti与溶解N当量结合后，仍剩余65％的Ti量结合溶解C。也就是说，由于大部分C析出物以(Ti、Nb)C的形式存在，Ti与Nb(其参与溶解C的固定)含量比的测定表明比值为65％∶35％。
另外，式3定义了加入的Nb量。当钢中Nb含量与溶解C的比率少于0.4时，不完全净化可能会增加。当该比率超过2.2时，钢中溶解Nb量增加，引起不良的加工性。因此，为了得到良好的加工性，加入的Nb量优选通过上式进行优化。
在根据本发明的含Ti-Nb钢中，分布的Ti基和Nb基析出物的平均尺寸为30～60nm。当析出物的平均尺寸小于30nm时，加工性较差。析出物越粗大，加工性越好。然而，当析出物的平均尺寸大于60nm时，对加工性产生不利影响的FeTiP的量就会不受欢迎地增加。也就是说，为了获得尺寸为60nm或更大的析出物，需要高的卷取温度。在本发明中已经确定，卷取温度的增加会导致更多的FeTiP析出物。因此，能够阻止FeTiP析出的粗大析出物尺寸的上限值已经证实是60nm。
镀锌层在根据本发明的冷轧钢板表面上形成。此时，在冷轧钢板中的Al含量会影响镀锌层的抗粉化性能。下式是从镀层重量损耗(依据粉化估计)和钢板中Al含量的关系回归得到的：
镀层的重量损耗＝-0.0642Ln(钢中溶解Al含量(％))-0.0534。
镀层中重量损耗小于参考值的镀锌钢板可以依据下列步骤制造：在镀层的重量损耗参考值确定后，采用上式计算钢板中的Al含量。接着，加入比计算的Al含量更多的Al以制造重量损耗小于参考值的镀锌钢板。
接下来，解释本发明的方法。
[热轧工艺]
将如此制得的钢板坯再加热，然后在Ar3转变点的精轧条件下热轧。本发明的含Ti-Nb钢的Ar3转变点为约900℃。当终轧温度在不高于Ar3转变点的温度下处于两相区时，就会出现不利地影响r值的结构。
接着，卷取热轧钢板。
卷取温度(CT)必须满足下式4：
[式4]
CT＝730√(1-(Ti*/0.027)2)±15℃
其中Ti*代表Ti(％)-3.43N(％)。
Ti*是指在与钢中N结合后剩余的有效Ti量。因此，在有效Ti量相对较大的条件下，存在较大可能性的是不利影响加工性的FeTiP可能会析出。为了阻止FeTiP的析出，优选在低温下进行卷曲。在有效Ti量相对较小的条件下，为了得到较高的r值，需要将溶解C固定成TiC析出物的形式。为了此目的，优选在高温下进行卷曲。式4是根据有效Ti量考虑到形成粗大析出物的驱动力而得到的经验表达式。
从图7中看出，卷取温度依赖于式4。如图7所示，r值在式4计算出的卷取温度±15℃的范围内较好。
[冷轧工艺]
将这样卷取的热轧钢板进行冷轧。
为得到高r值，冷轧优选在冷轧压缩率为70％或更大时进行。更优选地，冷轧在冷轧压缩率为70％～90％时进行。
[连续退火工艺]
将这样冷轧的冷轧钢板进行退火。
退火优选连续进行。退火温度优选在780～860℃的范围内。当退火温度低于780℃时，几乎不可能得到2.0或更高的r值。当退火温度高于860℃时，由于工艺中的高温退火，可能引起钢带的形状问题。当本发明的含Ti-Nb钢中的Al含量不小于0.151％或0.21％时，退火温度可以降低到830℃或更低。退火温度优选在780～830℃进行。
在连续退火后，优选以7～30C/秒的速率进行冷却。例如，在钢板的抗拉强度为45kg等级的条件下，冷却速率优选为15～30℃/秒。当冷却速率小于15℃/秒时，很难获得45kg等级的抗拉强度。
在连续退火后，为了控制形状或表面粗糙度，可以以适当的压缩速率进行表皮光轧(skin pass rolling)。另外，本发明的冷轧钢板可以应用于表面处理钢板的原始钢板。表面处理的例子包括镀锌和镀锌退火等。镀锌和可能必要的镀锌退火可以紧随连续退火进行。
在下文中，将参考下列实施例对本发明进行更加详细的说明。
表中所示的式1-4如下：
[式1-1]-抗拉强度：35kg和40kg等级
29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9
[式1-2]-抗拉强度：45kg等级
29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50
[式2]
0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5
[式3]
0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2
[式4]
730√(1-(Ti*/0.027)2)±15℃[其中Ti*＝Ti(％)-3.43N(％)]
[实施例1]
在将下表1所示的钢坯在Ar3转变点以上的温度进行热轧并卷取后，将所得卷材冷轧，并在下表2所示的条件下连续退火以制造冷轧钢板。冷轧钢板的机械性能如下表2所示。如表1所示，Si和S的含量都为0.01％。
表1
钢号                                       化学组分(wt％)            公式计算值 备注
C Mn P   溶解A1 N Ti Nb   B(ppm)   公式1   公式2   公式3
  1   0.0027   0.5   0.04   0.05   0.0018   0.015   0.011   5   35.3   1.3   1.5 抗拉强度35kg等级(用公式1-1)
  2   0.0026   0.58   0.039   0.21   0.0027   0.017   0.01   7   35.4   1.1   1.4
  3   0.0032   0.6   0.042   0.04   0.0017   0.02   0.013   3   35.1   1.7   1.5
  4   0.0029   0.53   0.042   0.30   0.0023   0.016   0.006   9   35.3   1.1   0.8
  5   0.0038   0.48   0.061   0.03   0.0021   0.045   -   8   -   -   -
  6   0.0031   0.38   0.058   0.04   0.0029   0.048   -   5   -   -   -
  7   0.0027   0.880   0.110   0.06   0.0025   0.024   0.007   9   41.9   2.2   1.0 抗拉强度40kg等级(用公式1-1)
  8   0.0021   1.020   0.091   0.04   0.0023   0.016   0.010   10   42.4   1.5   1.8
  9   0.0031   0.780   0.102   0.17   0.002   0.021   0.013   8   41.9   1.8   1.5
  10   0.0025   1.150   0.087   0.24   0.0026   0.018   0.006   12   42.1   1.4   0.9
  11   0.0038   0.830   0.095   0.04   0.0028   0.043   -   7   -   -   -
  12   0.0033   0.950   0.105   0.03   0.0022   0.049   -   5   -   -   -
  13   0.0026   1.12   0.096   0.04   0.0026   0.016   0.007   8   45.1   1.0   1.0 抗拉强度45kg等级(用公式1-2)
  14   0.0031   1.09   0.094   0.05   0.0021   0.017   0.008   11   45.5   1.2   1.0
  15   0.0027   1.18   0.089   0.17   0.0028   0.019   0.006   12   45.1   1.3   0.8
  16   0.0034   1.25   0.104   0.34   0.0031   0.023   0.01   7   46.2   1.4   1.1
  17   0.0039   1.21   0.093   0.04   0.0025   0.052   -   6   -   -   -
  18   0.0032   1.24   0.095   0.05   0.0029   0.049   -   9   -   -   -
表2
钢号   冷轧压缩速率(％)   连续退火温度(℃)   抗拉强度(kg/mm2) 延展率(％) r值   抗粉化性能(镀层重量损耗) 备注
1 73 843 35.2 43.2 2.34 12％ 抗拉温度35kg等级
2 75 804 35.9 44.1 2.41 6％
  3   75   836   36.1   45.0   2.28   10％
  4   73   795   36.8   44.3   2.45   5％
5 75 830 35.8 45.2 1.89 18％
  6   75   830   35.4   45.3   1.85   14％
  7   75   835   42.1   35.9   2.21   8％   抗拉温度40kg等级
  8   77.5   841   41.9   36.2   2.18   9％
9 75 796 41.6 37.0 2.26 4％
  10   77.5   812   42.1   36.7   2.41   3％
  11   75   830   41.2   37.2   1.82   9％
  12   73   830   40.9   36.8   1.79   19％
  13   75   843   45.5   33.9   2.18   11％   抗拉温度45kg等级
  14   77.5   841   46.3   33.2   2.13   13％
  15   75   803   46.6   34.0   2.26   6％
  16   77.5   815   47.1   33.7   2.34   4％
  17   75   840   45.2   34.2   1.78   12％
  18   73   830   45.9   33.8   1.75   20％
如表2所示的r值通过如下方法得到：首先施加15％的拉伸预应变测定，然后将在L方向(轧制方向)、D方向(与轧制方向成45°)和C方向(与轧制方向成90°)获得的值根据三点法按照下式进行平均：r＝(rL+2rD+rC)/4。另外，抗粉化性能，也就是镀层的重量损耗，通过如下方法得到：在直径为100mm的盘内冲出一个试样，以延展率为2.0进行深拉，并称重。
如表1和表2所示，本发明的钢板可以随意设计成35kg、40kg和45kg等级等。另外，本发明的钢板可以具有2.0或更大的r值。而且，在粉化评估中，镀层的重量损耗可以显著降低。
[实施例2]
下表3所示的钢坯在Ar3转变点以上的温度下热轧并卷取后，将所得卷材以77％的冷轧压缩率冷轧，并在830℃连续退火以制造冷轧钢板。冷轧钢板的机械性能如下表4所示。如表3所示，Si和S的含量都为0.01％。
表3
钢号 化学组分(wt％) 公式测定值   热轧条件(℃)
C Mn P   溶解A1 N Ti Nb Mo B(ppm) 公式1 公式2 公式3 FDT CT
  19   0.0031   0.98   0.11   0.05   0.0025   0.024   0.007   0.007   -   40.6   1.9   0.8   913   587
20 0.0024 1.01 0.091 0.18 0.0023 0.016 0.01 0.012 - 40.6 1.3 1.5 910 638
21 0.0028 0.89 0.102 0.08 0.002 0.021 0.008 0.016 - 40.1 1.9 1.1 908 595
22 0.0025 1.05 0.095 0.23 0.0026 0.018 0.007 - - 40.4 1.4 1.0 911 628
  23   0.0038   0.930   0.095   0.05   0.0028   0.043   0.005   -   8   -   -   -   905   630
  24   0.0033   0.950   0.105   0.04   0.0022   0.049   0.007   -   5   -   -   -   900   610
表4
  钢号   延伸脆性转变温度(℃)            抗拉性能
  抗拉强度(kg/mm2) 延展率(％)   r值
  19   -40   41.1   35.0   2.17
  20   -45   41.8   36.1   2.18
  21   -40   41.0   36.8   2.09
  22   5   42.1   36.7   2.18
  23   -40   41.2   37.6   2.06
  24   -45   40.9   36.9   2.08
[实施例3]
将下表5所示的钢坯在910℃进行精整热轧以获得热轧钢板，在表6所示的条件下将热轧钢板卷取后，将所得卷材以77％的冷轧压缩率冷轧，并在如下表7所示的条件下连续退火。冷轧钢板的机械性能如下表6所示。
如表5所示，Si和S的含量都为0.01％。
表5
  钢号                              化学组分(wt％)          公式计算值
  C   Mn   P   溶解A1   N   Ti   Nb   B(ppm)   Ti*   公式1   公式2   公式3
  25   0.0025   0.92   0.11   0.05   0.0025   0.024   0.007   9   0.015   41.7   2.2   1
  26   0.0031   1.01   0.096   0.06   0.0023   0.016   0.01   10   0.008   42.3   1.5   1.8
  27   0.0022   0.78   0.104   0.07   0.002   0.021   0.013   8   0.014   41.9   1.8   1.5
  28   0.0027   1.12   0.087   0.05   0.0026   0.018   0.006   12   0.009   42   1.4   0.9
  29   0.0038   0.83   0.095   0.03   0.0028   0.043   -   7   -   -   -
  30   0.0033   0.95   0.105   0.04   0.0022   0.049   -   5   -   -   -
  31   0.0031   1.12   0.092   0.08   0.0024   0.017   0.008   -(0.012％Mo)   0.009   40.7   1.1   1.0
Ti*表示Ti-3.43N(％)的总量
表6
  钢号   从公式4计算的目标CT   卷取温度(测定值)   退火温度(℃)   抗拉强度(kg/mm2)   r值
  25   599±15℃   595   845   41.5   2.28
  26   696±15℃   690   840   41.3   2.33
  27   621±15℃   620   845   40.6   2.26
  28   688±15℃   680   850   42.1   2.31
  28   688±15℃   600   850   42.3   1.92
  29   -   630   830   41.2   1.78
  30   -   630   830   42.2   1.75
  31   688±15℃   685   838   41.1   2.26
式4：730√(1-(Ti*/0.027)2
从表6中可以看出，如果通过在卷取温度(目标温度，依赖于Ti*的有效量)下卷取根据本发明方法制得的钢，从而制造钢板，就可以稳定地制造具有很高r值的极易成形的高强度钢板。
[实施例4]
下表7所示的钢坯在910℃进行精整热轧以获得厚为3.2mm的热轧钢板。在表8所示的条件下将热轧钢板卷取后，将所得卷材以77％的冷轧压缩率进行冷轧。测量冷轧钢板的退火再结晶终温和机械性能。结果示于下表8。
如表7所示，Si和S含量都为0.01％。
表7
钢号                                               化学组分(wt％)   由公式4计算的值
C Mn P N   溶解A1 Ti Nb B(ppm) Ti*
  32   0.0027   0.88   0.11   0.0025   0.05   0.024   0.007   9   0.015   607±15℃
  33   0.0031   0.78   0.102   0.002   0.27   0.021   0.013   8   0.014   624±15℃
表8
  钢号   目标卷取温度   测定的卷取温度   析出物尺寸(平均，nm)   析出物的其它性能  r值   退火再结晶终温
  32   607±15℃ 550 15   发现有10nm或更小尺寸的析出物 1.86 830
  610   37   2.36   820
  680   56 发现有大量FeTiP   1.98   820
  33   624±15℃   550   23   1.96   810
  620   42   2.43   790
700 62   发现有大量FeTiP 2.05 790
如表8所示，当钢板在低于目标卷取温度的温度下卷取时，可以观察到超细析出物。超细析出物的存在降低了r值并增加了退火再结晶终温。过高的卷取温度会导致钢中形成大量FeTiP，这也是低r值的原因。FeTiP在退火时分解，阻止了再结晶结构的发展。当溶解Al含量如钢号33一样高时，析出物就会稳定形成(尺寸稍有增加)，从而提高加工性并降低退火再结晶温度。
工业应用性
从上述描述中很明显地看出，通过减少Ti基析出物分布和以及粗大尺寸的析出物，根据本发明的薄钢板具有良好的加工性、低温退火性能和良好的抗粉化性能。
虽然为了例证的目的公开了本发明的优选实施方案，但是本领域技术人员可以理解，在不背离所附权利要求中公开的本发明范围和精神的情况下，可以有各种变化、增加和替代。

Claims (8)

1.一种极易成形的高强度薄钢板，所述钢板具有的组成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解铝、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、选自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一种，余量为Fe和不可避免的杂质，
其中依据所需的抗拉强度，组分P、Mn、Ti、Nb和B满足下式1-1和1-2表示的关系：
在抗拉强度为35kg和40kg等级时，
29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9......式1-1
在抗拉强度为45kg等级时，
29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50......式1-2，
其中组分Ti、N、C和Nb满足下式2和3表示的关系：
0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5......式2
0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2......式3，
Ti基和Nb基析出物以平均尺寸30～60nm分布。
2.一种具有良好抗粉化性能的极易成形的高强度薄钢板，在所述薄钢板的表面形成有镀锌层，所述薄钢板具有的组成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解铝、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、选自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一种，余量为Fe和不可避免的杂质，
其中依据所需的抗拉强度，组分P、Mn、Ti、Nb和B满足下式1-1和1-2表示的关系：
在抗拉强度为35kg和40kg等级时，
29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9......式1-1
在抗拉强度为45kg等级时，
29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50......式1-2
其中组分Ti、N、C和Nb满足下式2和3表示的关系：
0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5......式2，和
0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2......式3，和
其中Ti基和Nb基析出物以平均尺寸30～60nm分布，钢板在其表面形成一层镀锌层，且在钢板中的Al含量不少于依据下式计算的值：
镀层重量损耗＝-0.0642Ln(钢中溶解Al的含量(％))-0.0534。
3.根据权利要求1或2的极易成形的高强度薄钢板，其中Al含量是0.151％～0.4％。
4.根据权利要求1或2的极易成形的高强度薄钢板，其中Al含量是0.21％～0.4％。
5.一种制造极易成形的高强度薄钢板的方法，所述方法包括以下步骤：
精整热轧钢板坯，所述钢板坯具有的组成包括0.010wt％或更少的C、0.02wt％或更少的Si、1.5wt％或更少的Mn、0.03wt％～0.15wt％的P、0.02wt％或更少的S、0.03wt％～0.40wt％的溶解铝、0.004wt％或更少的N、0.005wt％～0.040wt％的Ti、0.002wt％～0.020wt％的Nb、选自0.0001wt％～0.02wt％的B和0.005wt％～0.02wt％的Mo中的一种，余量为Fe和在奥氏体单相区域中不可避免的杂质，
其中依据所需的抗拉强度，组分P、Mn、Ti、Nb和B满足下式1-1和1-2表示的关系：
在抗拉强度为35kg和40kg等级时，
29.1+89.4P(％)+3.9Mn(％)-133.8Ti(％)+157.5Nb(％)+0.18[B(ppm)或Mo(％)]＝35～44.9......式1-1
在抗拉强度为45kg等级时，
29.1+98.3P(％)+4.6Mn(％)-86.5Ti(％)+62.5Nb(％)+0.21[B(ppm)或Mo(％)]＝45～50......式1-2
其中组分Ti、N、C和Nb满足下式2和3表示的关系：
0.6≤(1/0.65)(Ti-3.43N)/4C≤3.5......式2，和
0.4≤(1/0.35)(Nb/7.75C)≤2.2......式3，和
在符合下列条件的温度下卷取所得的钢板坯：
其中Ti*＝Ti(％)-3.43N(％)；
冷轧卷材；和
在780～860℃下对冷轧卷材进行连续退火。
6.根据权利要求5的制造极易成形的高强度薄钢板的方法，其中Al含量是0.151％～0.4％。
7.根据权利要求5的制造极易成形的高强度薄钢板的方法，其中Al含量是0.21％～0.4％。
8.根据权利要求5的制造极易成形的高强度薄钢板的方法，其中连续退火在780～830℃下进行。
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