RU2802328C1 - Hot-rolled and heat treated steel sheet and method for its manufacture - Google Patents

Hot-rolled and heat treated steel sheet and method for its manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2802328C1
RU2802328C1 RU2022130867A RU2022130867A RU2802328C1 RU 2802328 C1 RU2802328 C1 RU 2802328C1 RU 2022130867 A RU2022130867 A RU 2022130867A RU 2022130867 A RU2022130867 A RU 2022130867A RU 2802328 C1 RU2802328 C1 RU 2802328C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel sheet
manganese
content
sheet according
hot
Prior art date
Application number
RU2022130867A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Астрид ПЕРЛАД
Канин ЧЖУ
Фредерик КЕГЕЛЬ
Бландин РЕМИ
Original Assignee
Арселормиттал
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Арселормиттал filed Critical Арселормиттал
Application granted granted Critical
Publication of RU2802328C1 publication Critical patent/RU2802328C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to a high-strength steel sheet with suitable weldability. Hot-rolled and heat-treated steel sheet made of steel having a composition containing, wt.%: C 0.03-0.18, Mn 6.0-11.0, Mo 0.05-0.5, B 0.0005-0.005, S ≤ 0.010, P ≤ 0.020, N ≤ 0.008, and optionally containing one or more of the following: Al < 3, Si ≤ 1.20, Ti ≤ 0.050, Nb ≤ 0.050, Cr ≤ 0.5, the rest of the composition is iron and inevitable impurities resulting from smelting. The sheet has a microstructure that includes, in fractions of the surface: 10 - 60% retained austenite, 40 - 90% ferrite, 0 to less than 5% martensite, 0 to less than 0.8% carbides, and an inhomogeneous distribution of manganese with areas below and above the nominal value of manganese. A weld obtained by resistance spot welding of two parts made of hot-rolled and heat-treated steel sheet of the composition mentioned. The weld has α, which is not less than 30 daN/mm2, where α is the ratio of the value of the transverse tensile strength to the product of the diameter of the weld point and the thickness of the substrate.
EFFECT: obtaining a steel sheet with high impact strength and weldability.
10 cl, 2 dwg, 4 tbl, 36 ex

Description

Настоящее изобретение относится к высокопрочному стальному листу, обладающему подходящей свариваемостью и к способу получения такого стального листа.The present invention relates to a high strength steel sheet having suitable weldability and to a method for producing such a steel sheet.

Известно, что для изготовления различных деталей, таких как элементы конструкции кузова и панели кузова автомобилей, используют листы, изготовленные из сталей DP (двухфазная) или TRIP (пластичность, вызванная трансформацией) сталей.It is known that sheets made from DP (double phase) or TRIP (transformation ductility) steels are used to manufacture various parts such as body structures and body panels of automobiles.

Одной из основных задач в автомобильной промышленности является снижение веса транспортных средств с целью повышения их топливной экономичности с учётом глобального сохранения окружающей среды, не оставляя без внимания при этом требования безопасности. Чтобы соответствовать этим требованиям в сталелитейной промышленности постоянно разрабатываются новые высокопрочные стали, чтобы иметь листы с улучшенными пределом текучести и прочности при растяжении, а также с подходящей пластичностью и формуемостью.One of the main tasks in the automotive industry is to reduce the weight of vehicles in order to improve their fuel efficiency, taking into account the global conservation of the environment, while not leaving safety requirements out of the question. To meet these requirements, the steel industry is constantly developing new high-strength steels to have sheets with improved yield strength and tensile strength, as well as with suitable ductility and formability.

Одной из разработок, направленных на улучшение механических свойств, является увеличение содержания марганца в сталях. Присутствие марганца способствует повышению пластичности сталей благодаря стабилизации аустенита. Но недостатком этих сталей является хрупкость. Чтобы решить эту проблему, добавляют такие элементы, как бор. Эти химические вещества, содержащие бор, делают сталь очень вязкой на стадии горячей прокатки, но горячекатаная полоса является слишком твёрдой для дальнейшей обработки. Наиболее эффективным способом размягчения горячекатаной полосы является отжиг в периодическом режиме, но он приводит к потере ударной вязкости.One of the developments aimed at improving the mechanical properties is to increase the manganese content in steels. The presence of manganese contributes to an increase in the ductility of steels due to the stabilization of austenite. But the disadvantage of these steels is brittleness. To solve this problem, elements such as boron are added. These boron-containing chemicals make the steel very tough during the hot rolling stage, but the hot strip is too hard for further processing. Batch annealing is the most effective way to soften a hot strip, but this results in a loss of toughness.

В дополнение к этим механическим требованиям такие стальные листы должны демонстрировать подходящую стойкость к жидкометаллическому охрупчиванию (LME). Стальные листы с покрытием из цинка или цинкового сплава очень эффективны в плане защиты от коррозии и поэтому широко используются в автомобильной промышленности. Однако опыт показывает, что дуговая или контактная сварка некоторых сталей может вызывать появление отдельных трещин из-за явления, называемого жидкометаллическим охрупчиванием («LME») или растрескиванием под действием жидкого металла («LMAC»). Это явление характеризуется проникновением жидкого Zn по границам зёрен нижележащей стальной подложки под действием приложенных напряжений или внутренних напряжений, возникающих в результате крепления, термического расширения или фазовых превращений. Известно, что добавление таких элементов, как углерод или кремний, отрицательно сказывается на стойкости к LME.In addition to these mechanical requirements, such steel sheets must exhibit suitable resistance to liquid metal embrittlement (LME). Zinc or zinc alloy coated steel sheets are very effective in corrosion protection and are therefore widely used in the automotive industry. However, experience shows that arc or resistance welding of some steels can cause individual cracks due to a phenomenon called liquid metal embrittlement ("LME") or liquid metal action cracking ("LMAC"). This phenomenon is characterized by the penetration of liquid Zn along the grain boundaries of the underlying steel substrate under the action of applied stresses or internal stresses resulting from fastening, thermal expansion or phase transformations. The addition of elements such as carbon or silicon is known to adversely affect LME resistance.

Автомобильная промышленность обычно оценивает такую стойкость, ограничивая верхнее значение так называемого индекса LME, рассчитываемого по следующему уравнению:The automotive industry typically evaluates this durability by limiting the upper value of the so-called LME index, calculated according to the following equation:

Индекс LME = C% + Si%/4,LME Index = C% + Si%/4,

где C% и Si% означают, соответственно, содержание в массовых процентах углерода и кремния в стали.where C% and Si% mean, respectively, the content in mass percent of carbon and silicon in the steel.

Задачей изобретения является создание горячекатаного и отожжённого стального листа, обладающего высокой ударной вязкостью с энергией разрушения по Шарпи при 20°С выше 0,4 Дж/мм², а также подходящей свариваемостью.The object of the invention is to provide a hot-rolled and annealed steel sheet having a high impact strength with a Charpy fracture energy at 20°C above 0.4 J/mm², as well as suitable weldability.

Предпочтительно горячекатаный и отожжённый стальной лист согласно изобретению, имеет индекс LME 0,36 или менее.Preferably, the hot rolled and annealed steel sheet according to the invention has an LME index of 0.36 or less.

Предпочтительно горячекатаная и отожжённая сталь согласно изобретению, имеет углеродный эквивалент Ceq ниже 0,4, причём углеродный эквивалент определяется как Ceq = C%+Si%/55+Cr%/20+Mn%/19-Al%/18+2,2P%-3,24B%-0,133*Mn%*Mo%Preferably the hot rolled and annealed steel according to the invention has a Ceq carbon equivalent below 0.4, the carbon equivalent being defined as Ceq = C%+Si%/55+Cr%/20+Mn%/19-Al%/18+2.2P %-3.24B%-0.133*Mn%*Mo%

с содержанием элементов, выраженным в массовых процентах.with the content of elements, expressed in mass percent.

Задача настоящего изобретения достигается предложением стального листа по п. 1. Стальной лист также может иметь характеристики по пп. 2 - 9.The object of the present invention is achieved by offering a steel sheet according to claim 1. The steel sheet can also have the characteristics of claims. 2 - 9.

Другим объектом изобретения является контактная точечная сварка двух стальных деталей по п. 10.Another object of the invention is resistance spot welding of two steel parts according to claim 10.

Далее изобретение будет подробно описано и проиллюстрировано примерами без введения ограничений.In the following, the invention will be described in detail and exemplified without limitation.

Далее будет описан состав стали согласно изобретению, содержание в котором выражено в массовых процентах.Next, the composition of the steel according to the invention, the content of which is expressed in mass percent, will be described.

Согласно изобретению, содержание углерода составляет 0,03 - 0,18% для обеспечения удовлетворительной прочности и подходящей свариваемости. При содержании углерода выше 0,18% свариваемость стального листа и стойкость к LME могут быть снижены. Температура выдержки зависит, в частности, от содержания углерода: чем выше содержание углерода, тем ниже температура выдержки для стабилизации аустенита. Если содержание углерода ниже 0,03%, аустенитная фракция не стабилизируется в достаточной степени для получения после выдержки требуемых предела прочности при растяжении и относительного удлинения. В предпочтительном осуществлении содержание углерода составляет 0,05 - 0,15%. В другом предпочтительном осуществлении содержание углерода составляет 0,07 - 0,12%.According to the invention, the carbon content is 0.03 - 0.18% to ensure satisfactory strength and suitable weldability. When the carbon content is higher than 0.18%, the weldability of the steel sheet and the LME resistance may be lowered. The holding temperature depends in particular on the carbon content: the higher the carbon content, the lower the holding temperature for stabilizing the austenite. If the carbon content is lower than 0.03%, the austenite fraction is not sufficiently stabilized to obtain the required tensile strength and elongation after curing. In a preferred embodiment, the carbon content is 0.05-0.15%. In another preferred embodiment, the carbon content is 0.07-0.12%.

Содержание марганца составляет 6,0 - 11,0%. При добавлении выше 11,0% может снизиться свариваемость стального листа и снизиться производительность сборки деталей. Кроме того, увеличивается риск осевой ликвации с ухудшением механических свойств. Так как температура выдержки зависит и от содержания марганца, то минимум содержания марганца определяется для стабилизации аустенита, для получения после выдержки заданной микроструктуры и свойств. Предпочтительно содержание марганца составляет 6 - 9,0%.The manganese content is 6.0 - 11.0%. If more than 11.0% is added, the weldability of the steel sheet may be reduced and the assembly performance of the parts may be reduced. In addition, the risk of axial segregation with deterioration in mechanical properties increases. Since the holding temperature also depends on the manganese content, the minimum manganese content is determined to stabilize austenite, to obtain a given microstructure and properties after holding. Preferably the manganese content is 6-9.0%.

Согласно изобретению, содержание алюминия составляет менее 3% для уменьшения ликвации марганца во время литья. Алюминий является очень эффективным элементом для раскисления стали в жидкой фазе во время обработки. Добавление выше 3% может снизить свариваемость стального листа, а также литейные свойства. Более того, чем выше содержание алюминия, тем выше температура выдержки для стабилизации аустенита. Алюминий предпочтительно добавляют, по меньшей мере, до 0,2% для повышения прочности изделия за счёт расширения межкритического диапазона и для улучшения свариваемости. Кроме того, можно добавить алюминий, чтобы избежать появления включений и проблем с окислением. В предпочтительном осуществлении содержание алюминия составляет 0,2 - 2,5% и более предпочтительно 0,5 - 2,2%.According to the invention, the aluminum content is less than 3% to reduce manganese segregation during casting. Aluminum is a very effective element for deoxidizing steel in the liquid phase during processing. Adding more than 3% can reduce the weldability of the steel sheet as well as the casting properties. Moreover, the higher the aluminum content, the higher the holding temperature for stabilizing the austenite. Aluminum is preferably added up to at least 0.2% to increase the strength of the product due to the expansion of the intercritical range and to improve weldability. In addition, aluminum can be added to avoid inclusions and oxidation problems. In a preferred embodiment, the aluminum content is 0.2-2.5% and more preferably 0.5-2.2%.

Содержание молибдена составляет 0,05 - 0,5% для уменьшения сегрегации марганца при литье. Кроме того, добавление не менее 0,05% молибдена обеспечивает устойчивость к хрупкости. Добавление молибдена выше 0,5% является дорогостоящим и неэффективным с точки зрения требуемых свойств. В предпочтительном осуществлении содержание молибдена составляет 0,1 - 0,3%.Molybdenum content is 0.05 - 0.5% to reduce manganese segregation during casting. In addition, the addition of at least 0.05% molybdenum provides resistance to brittleness. The addition of molybdenum above 0.5% is costly and inefficient in terms of the required properties. In a preferred embodiment, the molybdenum content is 0.1-0.3%.

Согласно изобретению, содержание бора составляет 0,0005 - 0,005% для улучшения ударной вязкости и пригодности к точечной сварке горячекатаного стального листа. Выше 0,005% способствует образованию борокарбидов на границах бывших аустенитных зёрен, что делает сталь более хрупкой. В предпочтительном осуществлении содержание бора составляет 0,001 - 0,003%.According to the invention, the boron content is 0.0005 to 0.005% to improve the toughness and spot weldability of the hot rolled steel sheet. Above 0.005%, it promotes the formation of boron carbides at the boundaries of the former austenite grains, which makes the steel more brittle. In a preferred embodiment, the boron content is 0.001-0.003%.

Необязательно некоторые элементы могут быть добавлены в состав стали согласно изобретению.Optionally, some elements may be added to the composition of the steel according to the invention.

Максимальное содержание кремния ограничено 1,20% для повышения стойкости к LME. Кроме того, такое низкое содержание кремния позволяет упростить процесс за счёт исключения стадии травления горячекатаного стального листа перед отжигом в зоне горячих состояний. Предпочтительно максимальное содержание кремния составляет 1,0%.The maximum silicon content is limited to 1.20% to improve LME resistance. In addition, this low silicon content makes it possible to simplify the process by eliminating the pickling step of the hot-rolled steel sheet before annealing in the hot zone. Preferably, the maximum silicon content is 1.0%.

Титан может быть добавлен до 0,050% для обеспечения дисперсионного упрочнения.Titanium can be added up to 0.050% to provide precipitation strengthening.

Предпочтительно в дополнение к бору добавляют минимум 0,010% титана для защиты бора от образования BN.Preferably, a minimum of 0.010% titanium is added to the boron to protect the boron from BN formation.

Необязательно можно добавить ниобий в количестве до 0,050% для измельчения аустенитных зёрен во время горячей прокатки и обеспечения дисперсионного упрочнения. Предпочтительно минимальное количество добавляемого ниобия составляет 0,010%.Optionally, up to 0.050% niobium can be added to refine the austenite grains during hot rolling and provide precipitation strengthening. Preferably, the minimum amount of added niobium is 0.010%.

Хром и ванадий необязательно могут быть добавлены соответственно до 0,5% и 0,2% для обеспечения повышенной прочности.Chromium and vanadium may optionally be added up to 0.5% and 0.2%, respectively, to provide increased strength.

Остальную часть состава стали составляют железо и примеси, образовавшиеся в результате плавки. В этом отношении P, S и N, по меньшей мере, считаются остаточными элементами, которые являются неизбежными примесями. Их содержание меньше или равно 0,010% для S, меньше или равно 0,020% для P и меньше или равно 0,008% для N.The rest of the steel composition is made up of iron and impurities formed as a result of smelting. In this regard, P, S and N are at least considered to be residual elements which are unavoidable impurities. Their content is less than or equal to 0.010% for S, less than or equal to 0.020% for P, and less than or equal to 0.008% for N.

Теперь будет описана микроструктура горячекатаного и термообработанного стального листа согласно изобретению.The microstructure of the hot-rolled and heat-treated steel sheet according to the invention will now be described.

Горячекатаный стальной лист с составом, согласно изобретению, подвергается межкритическому отжигу, в ходе которого формируется микроструктура, включающая 10 - 60% аустенита, 40 - 90% феррита, долю карбидов менее 0,8% и образуется менее 5% мартенсита.A hot rolled steel sheet with a composition according to the invention is subjected to intercritical annealing, during which a microstructure is formed, including 10-60% austenite, 40-90% ferrite, less than 0.8% carbides and less than 5% martensite.

Образующийся при таком межкритическом отжиге аустенит обогащён углеродом и марганцем. Точнее, формируются участки с содержанием марганца выше номинального значения и участки с содержанием марганца ниже номинального значения, создавая неоднородное распределение марганца. Соответственно углерод совместно сегрегирует с марганцем. Эта неоднородность марганца измеряется благодаря наклону кривой распределения марганца, который должен быть выше или равен -40, как показано на фиг. 2 и объяснено ниже.The austenite formed during such intercritical annealing is enriched in carbon and manganese. More precisely, regions with a manganese content above the nominal value and regions with a manganese content below the nominal value are formed, creating a non-uniform distribution of manganese. Accordingly, carbon co-segregates with manganese. This manganese inhomogeneity is measured by the slope of the manganese distribution curve, which must be greater than or equal to -40, as shown in FIG. 2 and explained below.

Феррит присутствует в количестве 40 - 90% и образуется при межкритическом отжиге.Ferrite is present in an amount of 40 - 90% and is formed during intercritical annealing.

Свежий мартенсит может образоваться при охлаждении после межкритического отжига в результате дестабилизации части аустенита, менее богатой углеродом и марганцем. Однако эта составляющая микроструктуры нежелательна, и её доля должна оставаться ниже 5%.Fresh martensite can be formed upon cooling after intercritical annealing as a result of destabilization of the part of austenite that is less rich in carbon and manganese. However, this component of the microstructure is undesirable and its share should remain below 5%.

Наконец, горячекатаная сталь и термообработанный стальной лист содержат менее 0,8% карбидов, что позволяет получить подходящую ударную вязкость, то есть энергию разрушения по Шарпи при 20°C выше 0,4 Дж/мм², измеренную в соответствии со стандартом ISO 148-1: 2006 (F) и ISO 148-1:2017 (F). В предпочтительном осуществлении количество карбидов составляет 0,6% или менее или даже предпочтительно 0,5% или менее.Finally, hot-rolled steel and heat-treated steel sheet contain less than 0.8% carbides, resulting in a suitable impact strength, i.e. Charpy fracture energy at 20°C above 0.4 J/mm², measured in accordance with ISO 148-1 : 2006 (F) and ISO 148-1:2017 (F). In a preferred embodiment, the amount of carbides is 0.6% or less, or even preferably 0.5% or less.

Согласно изобретению, горячекатаный и отожжённый стальной лист имеет углеродный эквивалент Ceq ниже 0,4 для улучшения свариваемости. Углеродный эквивалент определяется как Ceq = C%+Si%/55+Cr%/20+Mn%/19-Al%/18+2,2P%-3,24B%-0,133*Mn%*Mo%, где содержание элементов выражено в массовых процентах.According to the invention, the hot rolled and annealed steel sheet has a Ceq below 0.4 to improve weldability. The carbon equivalent is defined as Ceq = C%+Si%/55+Cr%/20+Mn%/19-Al%/18+2.2P%-3.24B%-0.133*Mn%*Mo%, where the content of elements expressed in mass percent.

Горячекатаные стальные листы в соответствии с изобретением могут быть изготовлены любым подходящим способом изготовления, и специалист в данной области техники может его определить. Однако предпочтительно использовать способ согласно изобретению, включающий следующие стадии:The hot rolled steel sheets according to the invention can be made by any suitable manufacturing method and can be determined by a person skilled in the art. However, it is preferable to use the method according to the invention, comprising the following steps:

Полуфабрикат, пригодный для дальнейшей горячей прокатки, имеет состав стали, описанный выше. Полуфабрикат нагревают до температуры 1150 - 1300°С, для облегчения горячей прокатки, с конечной температурой горячей прокатки КТП 800 - 1000°С. Предпочтительно КТП составляет 850 - 950°C.The semi-finished product suitable for further hot rolling has the steel composition described above. The semi-finished product is heated to a temperature of 1150 - 1300°C, to facilitate hot rolling, with a final temperature of hot rolling KTP 800 - 1000°C. Preferably, the CTP is 850 - 950°C.

Затем горячекатаную сталь охлаждают и сматывают в рулон при температуре Tcoil 20 - 600°C. Затем горячекатаный стальной лист охлаждают до комнатной температуры и проводят травление.Then the hot rolled steel is cooled and wound into a coil at a temperature T coil 20 - 600°C. Then, the hot-rolled steel sheet is cooled to room temperature and pickling is carried out.

Затем горячекатаный стальной лист нагревают до температуры отжига THBA между Tc и 680°C. Tc рассчитывается по приведённой ниже формуле, которая применима для содержания марганца выше 4% масс.Then, the hot-rolled steel sheet is heated to an annealing temperature T HBA between Tc and 680°C. Tc is calculated using the formula below, which is applicable for manganese content above 4% wt.

Tc = Tec - (Mn% - 4)/C%Tc = Tec - (Mn% - 4)/C%

Tec представляет собой температуру растворения карбидов в равновесном состоянии, которую можно определить с помощью термодинамических расчётов, выполненных с использованием программного обеспечения, такого как Thermo-Calc®, а Mn% и C% представляют собой номинальное массовое содержание марганца и углерода в стали.Tec is the equilibrium dissolution temperature of carbides, which can be determined from thermodynamic calculations done using software such as Thermo-Calc®, and Mn% and C% are the nominal mass content of manganese and carbon in the steel.

Предпочтительно температура ТНВА составляет 580 - 680°С. Стальной лист выдерживают при указанной температуре THBA в течение времени выдержки tHBA 0,1 - 120 ч, чтобы способствовать диффузии марганца и образованию неоднородного распределения марганца.Preferably the temperature T HVA is 580 - 680°C. The steel sheet is held at the specified temperature T HBA for a holding time t HBA of 0.1 to 120 hours to promote the diffusion of manganese and the formation of a non-uniform distribution of manganese.

THBA выбирают для получения после охлаждения 10 - 60% аустенита, 40 - 90% феррита и менее 5% мартенсита, при этом доля карбидов поддерживается ниже 0,8%. В частности, выбор подходящего времени и температуры такого межкритического отжига должен учитывать максимальные доли карбида, которые допустимы согласно изобретению, с учётом того, что увеличение THBA ограничивает выделение карбида.T HBA is chosen to obtain after cooling 10-60% austenite, 40-90% ferrite and less than 5% martensite, while the proportion of carbides is kept below 0.8%. In particular, the selection of a suitable time and temperature for such intercritical annealing must take into account the maximum carbide fractions that are allowed according to the invention, bearing in mind that an increase in T HBA limits the precipitation of carbide.

Что касается химического состава, то чем выше содержание углерода и алюминия в стали, тем выше концентрация карбидов при данной температуре. Это означает, что для содержания углерода и алюминия в верхней части заявленных диапазонов необходимо увеличить THBA для соответствующего ограничения выделения карбидов.With regard to the chemical composition, the higher the content of carbon and aluminum in the steel, the higher the concentration of carbides at a given temperature. This means that for carbon and aluminum content in the upper part of the claimed ranges, it is necessary to increase T HBA in order to adequately limit the release of carbides.

При этом чем меньше количество марганца в стали, тем выше концентрация карбида для данной температуры. Это означает, что для содержания марганца в нижней части заявленного диапазона необходимо увеличить THBA, чтобы соответственно ограничить выделение карбидов.The lower the amount of manganese in the steel, the higher the concentration of carbide for a given temperature. This means that for manganese content in the lower part of the claimed range, it is necessary to increase T HBA in order to limit the precipitation of carbides accordingly.

Затем горячекатаный и термообработанный стальной лист охлаждают до комнатной температуры и может быть подвергнут травлению для удаления окисления.The hot rolled and heat treated steel sheet is then cooled to room temperature and may be pickled to remove oxidation.

Теперь изобретение будет проиллюстрировано следующими примерами, которые никоим образом не ограничивают его объём.The invention will now be illustrated by the following examples, which in no way limit its scope.

ПримерыExamples

Одиннадцать марок стали, составы которых приведены в таблице 1, отливают в полуфабрикаты и перерабатывают в стальные листы.Eleven steel grades, the compositions of which are given in table 1, are cast into semi-finished products and processed into steel sheets.

Таблица 1. СоставыTable 1. Compositions

Испытываемые составы приведены в следующей таблице, в которой содержание элементов выражено в массовых процентах.The compositions tested are shown in the following table, in which the content of the elements is expressed in mass percent.

Температуры Ae1, Ae3 и Tec определяют с помощью термодинамических расчётов, выполненных с использованием программного обеспечения, такого как Thermo-Calc®.Temperatures Ae1, Ae3 and Tec are determined by thermodynamic calculations performed using software such as Thermo-Calc®.

Таблица 2. Технологические параметры горячекатаного и термообработанного стального листаTable 2. Technological parameters of hot-rolled and heat-treated steel sheet

Стальные полуфабрикаты в литом виде повторно нагревают до 1200°С, подвергают горячей прокатке и затем сматывают в рулоны. Горячекатаные и смотанные стальные листы затем подвергают термообработке при температуре THBA и выдерживают при указанной температуре в течение времени выдержки tHBA. Для получения горячекатаного и термообработанного стального листа применяют следующие особые условия:Steel semi-finished products in cast form are reheated to 1200°C, subjected to hot rolling and then wound into coils. The hot rolled and coiled steel sheets are then heat treated at a temperature T HBA and held at that temperature for a holding time t HBA . To obtain hot-rolled and heat-treated steel sheet, the following special conditions apply:

Подчеркнутые значения: параметры, которые не позволяют получить целевые свойстваUnderlined values: Parameters that don't get the target properties

Анализируют горячекатаные и термообработанные стальные листы, и соответствующие свойства приведены в таблице 3.Hot-rolled and heat-treated steel sheets are analyzed and the corresponding properties are shown in Table 3.

Таблица 3. Микроструктура и свойства горячекатаного и термообработанного стального листаTable 3 Microstructure and Properties of Hot Rolled and Heat Treated Steel Sheet

Доли поверхности фаз в микроструктуре определяют следующим методом: из горячекатаного и отожжённого стального листа отбирают образец, полируют и травят известным реагентом для выявления микроструктуры. Затем срез исследуют с помощью сканирующего электронного микроскопа, например, с помощью сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссионной пушкой («FEG-SEM») при увеличении более чем в 5000 раз в режиме вторичных электронов.The proportions of the surface of the phases in the microstructure are determined by the following method: a sample is taken from a hot-rolled and annealed steel sheet, polished and etched with a known reagent to reveal the microstructure. The section is then examined using a scanning electron microscope, such as a field emission gun scanning electron microscope ("FEG-SEM") at a magnification of more than 5000 times in secondary electron mode.

Определение поверхностной доли феррита выполняется анализом с помощью СЭМ после травления реагентом Nital или Picral/Nital.The determination of the surface fraction of ferrite is performed by SEM analysis after etching with Nital or Picral/Nital reagent.

Определение объёмной доли остаточного аустенита выполняют с помощью рентгеновской дифракции.Determination of the volume fraction of residual austenite is performed using X-ray diffraction.

Фракция карбидов определяется благодаря исследованию среза листа с помощью сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссионной пушкой («FEG-SEM») и анализу изображения при увеличении более чем в 15000x.The carbide fraction is determined by examining a section of the sheet using a scanning electron microscope with a field emission gun ("FEG-SEM") and image analysis at a magnification of more than 15000x.

Подчеркнутые значения: не соответствуют целевым значениям.Underlined values: do not match the target values.

Определяют наклон кривой распределения марганца и энергию разрушения по Шарпи при 20°С.Determine the slope of the distribution curve of manganese and energy destruction Charpy at 20°C.

Энергию разрушения по Шарпи измеряют в соответствии со стандартами ISO 148-1:2006 (F) и ISO 148-1:2017 (F).Charpy fracture energy is measured in accordance with ISO 148-1:2006 (F) and ISO 148-1:2017 (F).

Термическая обработка горячекатаного стального листа позволяет марганцу диффундировать в аустенит: перераспределение марганца неоднородно с участками с низким содержанием марганца и участками с высоким содержанием марганца. Эта неоднородность марганца помогает достичь механических свойств и может быть измерена благодаря распределению марганца.Heat treatment of hot rolled steel sheet allows manganese to diffuse into austenite: the redistribution of manganese is non-uniform with areas of low manganese content and areas of high manganese content. This heterogeneity of manganese helps to achieve mechanical properties and can be measured by the distribution of manganese.

Фиг. 1 представляет сечение горячекатаного и термообработанного стального листа в испытании 1 и 4. Чёрная область соответствует области с меньшим содержанием марганца, серая область соответствует большему количеству марганца.Fig. 1 is a cross section of the hot rolled and heat treated steel sheet in test 1 and 4. The black area corresponds to the area with less manganese, the gray area corresponds to more manganese.

Эту фигуру получают следующим методом: из горячекатаного и термообработанного стального листа вырезают образец толщиной 1/4 и полируют.This figure is obtained by the following method: a sample of 1/4 thickness is cut from a hot-rolled and heat-treated steel sheet and polished.

Затем сечение анализируют с помощью электронно-зондового микроанализатора с полевой эмиссионной пушкой («FEG») при увеличении более чем в 10000 раз для определения содержания марганца. Получают три карты 10 мкм * 10 мкм различных частей сечения. Эти карты состоят из пикселей размером 0,01 мкм2. Количество марганца в массовых процентах рассчитывают в каждом пикселе и затем наносят на кривую, представляющую суммарную долю площади трёх карт в зависимости от содержания марганца.The cross section is then analyzed with a field emission gun (“FEG”) electron probe microanalyzer at more than 10,000 times magnification to determine the manganese content. Get three maps 10 µm * 10 µm of different parts of the section. These maps consist of 0.01 µm 2 pixels. The amount of manganese in mass percent is calculated in each pixel and then plotted on a curve representing the total area fraction of three maps depending on the content of manganese.

Эта кривая представлена на фиг. 2 для испытаний 1 и 4: 100% сечения листа содержат более 1% марганца. В испытании 1 20% сечения листа содержат более 10% марганца.This curve is shown in Fig. 2 for tests 1 and 4: 100% of the sheet section contains more than 1% manganese. In test 1, 20% of the sheet section contains more than 10% manganese.

Наклон полученной кривой затем рассчитывается между точкой, представляющей 80% совокупной площади фракции, и точкой, представляющей 20% совокупной площади фракции. Для испытания 1 этот наклон превышает -40, показывая, что перераспределение марганца неоднородно, с областями с низким содержанием марганца и областями с высоким содержанием марганца.The slope of the resulting curve is then calculated between a point representing 80% of the total area of the fraction and a point representing 20% of the total area of the fraction. For test 1, this slope is greater than -40, indicating that the redistribution of manganese is non-uniform, with areas of low manganese content and areas of high manganese content.

Напротив, в испытании 4 отсутствие термической обработки после горячей прокатки означает, что перераспределение марганца не является гетерогенным, что видно по величине наклона распределения марганца ниже -40.In contrast, in test 4, the absence of heat treatment after hot rolling means that the redistribution of manganese is not heterogeneous, as can be seen from the magnitude of the slope of the distribution of manganese below -40.

Подчеркнутые значения: не соответствуют целевым значениям.Underlined values: do not match the target values.

В испытаниях 6 и 7 температура THBA значительно ниже, чем Tc, что приводит к образованию слишком большого количества карбидов, что приводит к увеличению прочности, но снижению пластичности. Более того, небольшой объёмной доли аустенита (<10%) недостаточно, чтобы покрыть все границы зёрен, которые очень богаты по марганцу, что приводит к охрупчиванию границ зёрен и, таким образом, снижению ударной вязкости.In tests 6 and 7, the temperature T HBA is significantly lower than Tc, which leads to the formation of too much carbides, which leads to an increase in strength, but a decrease in ductility. Moreover, a small volume fraction of austenite (<10%) is not enough to cover all of the grain boundaries, which are very rich in manganese, leading to grain boundary embrittlement and thus lower toughness.

В испытании 8, проведённом при относительно более высокой температуре THBA (но всё же ниже, чем Tc), карбиды имеют тенденцию расти вдоль границ бывших аустенитных зёрен, что ухудшает ударную вязкость.In test 8, conducted at a relatively higher temperature T HBA (but still lower than Tc), the carbides tend to grow along the boundaries of the former austenite grains, which deteriorates the toughness.

Испытания 13, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 27, 28, 33, 34, 35, 36 показывают аналогичные тенденции и также включают слишком много карбидов.Tests 13, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 27, 28, 33, 34, 35, 36 show similar trends and also include too many carbides.

Таблица 4. Свариваемость горячекатаного и термообработанного стального листаTable 4 Weldability of Hot Rolled and Heat Treated Steel Sheet

Свариваемость полученного горячекатаного и термообработанного стального листа определены и представлены в следующей таблице.The weldability of the obtained hot-rolled and heat-treated steel sheet was determined and presented in the following table.

Точечная сварка в условиях стандарта ISO 18278-2 выполняется на горячекатаных и отожжённых стальных листах, протравленных перед сваркой.Spot welding under the conditions of ISO 18278-2 is performed on hot-rolled and annealed steel plates that are pickled before welding.

В используемом испытании образцы состоят из двух одинаковых листов стали сваренных крест-накрест. Прикладывают такое усилие, чтобы разрушить точку сварки. Это усилие, известное как прочность на поперечное растяжение (CTS), выражается в даН. Оно зависит от диаметра точки сварки и толщины металла, то есть толщины стали и металлического покрытия. Оно позволяет рассчитать коэффициент α, представляющий собой отношение значения CTS к произведению диаметра точки сварки на толщину подложки. Этот коэффициент выражается в даН/мм2.In the test used, the samples consist of two identical sheets of steel welded crosswise. Apply such force as to destroy the weld point. This force, known as the lateral tensile strength (CTS), is expressed in daN. It depends on the diameter of the weld point and the thickness of the metal, that is, the thickness of the steel and the metal coating. It allows you to calculate the coefficient α, which is the ratio of the CTS value to the product of the diameter of the weld point and the thickness of the substrate. This factor is expressed in daN/mm 2 .

Точечные сварные швы, соединяющие первый лист со вторым листом, характеризуются высокой стойкостью при испытании на поперечное растяжение, определяемой значением α не менее 30 даН/мм2.The spot welds connecting the first sheet to the second sheet are characterized by high transverse tensile strength, defined by an α value of at least 30 daN/mm 2 .

Подчеркнутые значения: не соответствуют целевым значениям.Underlined values: do not match the target values.

Индекс LME = C% + Si%/4,LME Index = C% + Si%/4,

В испытаниях 19, 20, 21, 33, 34, 35 и 36 химический состав не позволяет получить целевые параметры свариваемости по изобретению.In tests 19, 20, 21, 33, 34, 35 and 36 the chemical composition does not allow to obtain the target weldability parameters according to the invention.

Claims (31)

1. Горячекатаный и термообработанный стальной лист, выполненный из стали, имеющей состав, содержащий, в мас.%:1. Hot-rolled and heat-treated steel sheet made of steel having a composition containing, in wt.%: С 0,03 - 0,18C 0.03 - 0.18 Mn 6,0 - 11,0Mn 6.0 - 11.0 Мо 0,05 - 0,5Mo 0.05 - 0.5 B 0,0005 - 0,005B 0.0005 - 0.005 S ≤ 0,010S ≤ 0.010 Р ≤ 0,020P ≤ 0.020 N ≤ 0,008N ≤ 0.008 и необязательно содержащий один или более из следующих элементов в мас.%:and optionally containing one or more of the following in wt.%: Аl < 3Al < 3 Si ≤ 1,20Si ≤ 1.20 Ti ≤ 0,050Ti ≤ 0.050 Nb ≤ 0,050Nb ≤ 0.050 Cr ≤ 0,5,Cr ≤ 0.5, остальная часть состава представляет собой железо и неизбежные примеси, образующиеся в результате плавки,the rest of the composition is iron and inevitable impurities resulting from smelting, указанный стальной лист имеет микроструктуру, включающую в долях поверхности:the specified steel sheet has a microstructure, including in fractions of the surface: 10 - 60% остаточного аустенита,10 - 60% residual austenite, 40 - 90% феррита,40 - 90% ferrite, от 0 до менее 5% мартенсита,0 to less than 5% martensite, от 0 до менее 0,8% карбидов, и0 to less than 0.8% carbides, and неоднородное распределение марганца с участками ниже и выше номинального значения марганца.non-uniform distribution of manganese with areas below and above the nominal value of manganese. 2. Стальной лист по п. 1, в котором в микроструктуре стали содержание карбидов 0,6% или менее.2. The steel sheet according to claim 1, wherein the microstructure of the steel has a carbide content of 0.6% or less. 3. Стальной лист по п. 2, в котором в микроструктуре стали содержание карбидов 0,5% или менее.3. The steel sheet according to claim 2, wherein the microstructure of the steel has a carbide content of 0.5% or less. 4. Стальной лист по любому из пп. 1 или 3, в котором содержание углерода составляет 0,05 - 0,15 мас.%.4. Steel sheet according to any one of paragraphs. 1 or 3, in which the carbon content is 0.05 - 0.15 wt.%. 5. Стальной лист по любому из пп. 1 - 4, в котором содержание марганца составляет 6,0 - 9,0 мас.%.5. Steel sheet according to any one of paragraphs. 1 - 4, in which the manganese content is 6.0 - 9.0 wt.%. 6. Стальной лист по любому из пп. 1 - 5, в котором содержание алюминия составляет 0,2 - 2,5 мас.%.6. Steel sheet according to any one of paragraphs. 1 - 5, in which the aluminum content is 0.2 - 2.5 wt.%. 7. Стальной лист по любому из пп. 1 - 6, в котором энергия разрушения по Шарпи при 20°С составляет более чем 0,4 Дж/мм2.7. Steel sheet according to any one of paragraphs. 1-6, in which the Charpy fracture energy at 20° C. is more than 0.4 J/mm 2 . 8. Стальной лист по любому из пп. 1 - 7, в котором индекс LMЕ, характеризующий стойкость к жидкометаллическому охрупчиванию, составляет 0,36 или менее. 8. Steel sheet according to any one of paragraphs. 1 to 7, wherein the liquid metal embrittlement resistance LME index is 0.36 or less. 9. Стальной лист по любому из пп. 1 - 8, в котором сталь имеет углеродный эквивалент Ceq ниже 0,4, при этом углеродный эквивалент определяется как9. Steel sheet according to any one of paragraphs. 1 to 8, in which the steel has a Ceq carbon equivalent below 0.4, where the carbon equivalent is defined as Ceq = C% + Si%/55 + Cr%/20 + Mn%/19 - Al%/18 + 2,2P% - 3,24B% - 0,133xMn%xMo%, где содержание элементов выражено в массовых процентах.Ceq = C% + Si%/55 + Cr%/20 + Mn%/19 - Al%/18 + 2.2P% - 3.24B% - 0.133xMn%xMo%, where the content of elements is expressed in mass percent. 10. Сварной шов, полученный контактной точечной сваркой двух деталей, выполненных из горячекатаного и термообработанного стального листа по любому из пп. 1 - 9, причём указанный контактный точечный сварной шов имеет значение α, составляющее не менее 30 даН/мм2, где α представляет собой отношение значения прочности на поперечное растяжение к произведению диаметра точки сварки на толщину подложки.10. A weld obtained by resistance spot welding of two parts made of hot-rolled and heat-treated steel sheet according to any one of paragraphs. 1 to 9, wherein said resistance spot weld has an α value of at least 30 daN/mm 2 , where α is the ratio of the transverse tensile strength to the product of the weld point diameter and the substrate thickness.
RU2022130867A 2020-07-24 2021-07-12 Hot-rolled and heat treated steel sheet and method for its manufacture RU2802328C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IBPCT/IB2020/057009 2020-07-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802328C1 true RU2802328C1 (en) 2023-08-24

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2573154C2 (en) * 2011-07-29 2016-01-20 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн High-strength steel plate with excellent impact strength, and method of its manufacturing, and high-strength galvanised steel plate, and method of its manufacturing
RU2575113C2 (en) * 2011-07-29 2016-02-10 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн High strength steel plate - steel plate and high strength galvanised steel plate having excellent stability of shape and method of their manufacturing
EP3336212A1 (en) * 2015-08-11 2018-06-20 JFE Steel Corporation Material for high-strength steel sheet, hot rolled material for high-strength steel sheet, material annealed after hot rolling and for high-strength steel sheet, high-strength steel sheet, high-strength hot-dip plated steel sheet, high-strength electroplated steel sheet, and manufacturing method for same
CN110066964A (en) * 2019-04-09 2019-07-30 东北大学 A kind of superhigh intensity medium managese steel and its warm-rolling preparation method
CN111218621A (en) * 2020-01-08 2020-06-02 湖南科技大学 TRIP steel with ultrahigh strength-elongation product and preparation method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2573154C2 (en) * 2011-07-29 2016-01-20 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн High-strength steel plate with excellent impact strength, and method of its manufacturing, and high-strength galvanised steel plate, and method of its manufacturing
RU2575113C2 (en) * 2011-07-29 2016-02-10 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн High strength steel plate - steel plate and high strength galvanised steel plate having excellent stability of shape and method of their manufacturing
EP3336212A1 (en) * 2015-08-11 2018-06-20 JFE Steel Corporation Material for high-strength steel sheet, hot rolled material for high-strength steel sheet, material annealed after hot rolling and for high-strength steel sheet, high-strength steel sheet, high-strength hot-dip plated steel sheet, high-strength electroplated steel sheet, and manufacturing method for same
CN110066964A (en) * 2019-04-09 2019-07-30 东北大学 A kind of superhigh intensity medium managese steel and its warm-rolling preparation method
CN111218621A (en) * 2020-01-08 2020-06-02 湖南科技大学 TRIP steel with ultrahigh strength-elongation product and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA127666C2 (en) Cold rolled and heat-treated steel sheet and method of manufacturing the same
US20230287548A1 (en) Cold rolled, annealed and tempered steel sheet and method of manufacturing the same
US20230287547A1 (en) Hot rolled and heat-treated steel sheet and method of manufacturing the same
RU2802328C1 (en) Hot-rolled and heat treated steel sheet and method for its manufacture
KR20230004795A (en) Cold rolled, annealed and partitioned steel sheet and manufacturing method thereof
RU2804574C1 (en) Cold-rolled annealed steel sheet and method of its manufacture
RU2804576C1 (en) Cold-rolled and annealed steel sheet and method of its manufacture
RU2804512C1 (en) Cold-rolled annealed steel sheet and method of its manufacture
CN115605626B (en) Cold-rolled and annealed steel sheet and method for manufacturing same
RU2798523C1 (en) High-strength hot-rolled steel sheet and method for its manufacturing
RU2809295C1 (en) Cold-rolled and double annealed steel sheet
RU2809296C1 (en) Cold-rolled annealed steel sheet and method of its manufacture
CN115698364B (en) Cold-rolled annealed steel sheet and method for producing same
CN115552050B (en) Cold-rolled and annealed steel sheet and method for manufacturing same
RU2810466C1 (en) Cold-rolled, annealed steel sheet or hot-pressed, annealed steel part
RU2775990C1 (en) Cold-rolled and heat-treated steel sheet and its manufacturing method
US20230295781A1 (en) Cold rolled and annealed steel sheet and method of manufacturing the same
JP2023534110A (en) cold rolled double annealed steel plate