высокопрочный холоднокатаный стальной лист с превосходной формуемостью и способ его изготовления

Формула изобретения

1.Высокопрочный стальной лист с повышенной формуемостью, содержащий, мас.%:

C	0,05-0,20
Si	0,10 или менее
Mn	0,2-1,7
P	0,10 или менее
S	0,10 или менее
Al	0,01-0,10
N	0,010 или менее
Fe	и неизбежные
примеси	остальное,

при условии [% Mn]/[%С] 2,0, где [% М] представляет содержание (мас.%) элемента М в стали, который имеет прочность на разрыв (TS), по меньшей мере, 390 МПа, относительное удлинение (EL), по меньшей мере, 30% и удлинение, соответствующее пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры стального листа не превышающее 1,0%.

2. Высокопрочный стальной лист по п.1, который дополнительно содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из мас.%:

В	0,0002-0,0030,
Cr	0,002-0,10,
Ni	0,002-0,10 и
Cu	0,002-0,10.

3. Высокопрочный стальной лист по п.1, который дополнительно включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из, мас.%: Ti, Nb, V, Ta, W и Mo с содержанием каждого 0,002-0,050.

4. Высокопрочный стальной лист по п.2, который дополнительно включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из, мас.%: Ti, Nb, V, Ta, W и Mo с содержанием каждого 0,002-0,050.

5. Высокопрочный стальной лист по любому из пп.1-4, который дополнительно содержит Sb 0,005-0,050, мас.%.

6. Высокопрочный стальной лист по любому из пп.1-4, который дополнительно включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из, мас.%: Ca и РЗМ, с содержанием каждого 0,0005-0,01.

7. Высокопрочный стальной лист по п.5, который дополнительно включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из, мас.%: Ca и РЗМ, с содержанием каждого 0,0005-0,01.

8. Высокопрочный стальной лист по любому из пп.1-4, 7, который выполнен со слоем металлического покрытия на поверхности стального листа.

9. Высокопрочный стальной лист по п.5, который выполнен со слоем металлического покрытия на поверхности стального листа.

10. Высокопрочный стальной лист по п.6, который выполнен со слоем металлического покрытия на поверхности стального листа.

11. Способ изготовления высокопрочного стального листа с повышенной формуемостью, включающий получение стального материала по любому из пп.1-7, горячую прокатку стального материала для получения стального листа и последовательно осуществляемое охлаждение, намотку, травление, холодную прокатку и отжиг стального листа, при этом намотку стального листа осуществляют при температуре, равной или выше 500°C, после горячей прокатки, отжиг стального листа проводят в условиях нагрева до температуры выдержки со скоростью нагрева 200°C/ч или ниже, выдержку стального листа проводят при температуре 550-800°C со временем выдержки 1,0-100 ч и осуществляют охлаждение стального листа до комнатной температуры со скоростью охлаждения: 200°C/ч или ниже.

12. Способ по п.11, который дополнительно включает дрессировку после отжига стального листа со степенью обжатия 0,1-3,0%.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к высокопрочному стальному листу с превосходной формуемостью, который подходит для деталей корпуса автомобильной двери, капота и т.п., а также конструктивных элементов торговых автоматов, приборных щитов, электробытовых приборов, оргтехники, строительных материалов, и т.п. Настоящее изобретение также относится к способам изготовления стального листа и стального листа с покрытием. В настоящем изобретении "стальной лист" представляет холоднокатаный стальной лист, толщина которого составляет 2,0 мм или менее.

Уровень техники

В последние годы в ответ на возрастающую озабоченность общественности глобальными проблемами окружающей среды наблюдается растущий спрос на сокращение использования стального листа, который требует относительно большого объема выбросов CO₂ в процессе его производства. Кроме того, в автомобильной промышленности и т.п. наблюдается растущий спрос на легкие транспортные средства для снижения расхода топлива и выбросов выхлопных газов.

Для практического выполнения этих требований, предложено увеличить прочность стального листа и сделать его тоньше. Однако в случае такого высокопрочного стального листа возникают такие проблемы, как ухудшение формуемости при раздаче отверстия и образование трещин во время его штамповки.

Что касается стальных листов с хорошей формуемостью, например, патентный документ JP 60-47886 раскрывает способ изготовления стального листа класса прочности на разрыв 390-590 МПа, с относительно низким отношением напряжения при пределе текучести к пределу прочности и хорошей формуемостью, включающий: изготовление стали, содержащей в % масс., C: 0,02-0,20%, Mn 0,8-2,0%, В/С 0,04, В - 0,7×N: 0,0003-0,0050%, горячую прокатку стали так, что чистовую прокатку проводят при температуре равной или выше точки Ar₃ для получения стального листа и охлаждение стального листа, полученного таким образом со скоростью охлаждения 30-150°C/сек, намотку при температуре не выше 680°C, холодную прокатку и отжиг в указанном порядке.

Однако при осуществлении способа патентного документа JP 60-47886 возникает проблема, заключающаяся в том, что происходит образование складок в получаемом стальном листе при штамповке, потому что удлинение, соответствующее пределу текучести, не может быть подавлено в достаточной мере.

Сущность изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

Целью настоящего изобретения является преимущественное решение вышеуказанной проблемы известного уровня техники и предложение высокопрочного стального листа с хорошей формуемостью, пониженным удлинением, соответствующим пределу текучести, после старения с постепенным повышением температуры и способа преимущественного изготовления высокопрочного стального листа.

Средства решения проблемы

Авторы настоящего изобретения обнаружили в результате исследования, направленного на решение вышеуказанной проблемы, что высокопрочный стальной лист с достаточно высоким пределом прочности на разрыв (TS) и относительным удлинением (EL), также как подавленным удлинением, соответствующим пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры, может быть получен: горячей прокаткой стали с определенным составом для изготовления стального листа, намоткой стального листа при температуре намотки, равной или выше 500°C, травлением и холодной прокаткой, а затем нагревом стального листа до температуры выдержки со средней скоростью нагрева 200°C/час (ч) или ниже, отжигом стали при температуре выдержки, установленной в диапазоне 550-800°C в течение времени выдержки 1,0-100 часов и охлаждением стали до комнатной температуры со средней скоростью охлаждения 200°C/час (ч) или ниже.

Механизм подавления удлинения, соответствующего пределу текучести (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры, в настоящем изобретении, по-видимому, является следующим, хотя детали механизма конкретно не ограничивают настоящее изобретение. То есть, предполагают, что могут образовываться тонкодисперсные выделения цементита и содержание растворенного углерода в стали может быть уменьшено для подавления удлинения, соответствующего пределу текучести, после старения с постепенным повышением температуры за счет увеличения отношения содержания Mn к содержанию С в стали, подавления диффузии углерода взаимодействием углерода и марганца и проведения отжига, включающего постепенный нагрев и охлаждение.

Настоящее изобретение разработано на основе вышеуказанных открытий и их основными признаками являются следующие.

(1) Высокопрочный стальной лист с превосходной формуемостью, состава в % масс.: C: 0,05-0,20%, Si: 0,10% или менее, Mn 0,2-1,7%, P: 0,10% или менее; S: 0,10% или менее, Al: 0,01-0,10%; N: 0,010% или менее и остальное Fe и случайные примеси, причем при условии, что [% М] представляет содержание (% масс.) элемента М в стали, [% Mn]/[% С] 2,0 и стальной лист имеет предел прочности на разрыв (TS), по меньшей мере, 390 МПа, относительное удлинение (EL), по меньшей мере, 30% и удлинение, соответствующее пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры не более 1,0%.

(2) Высокопрочный стальной лист с превосходной формуемостью по пункту 1 дополнительно включающий в % масс., по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из В: 0,0002-0,0030%, Cr: 0,002-0,10%, Ni: 0,002-0,10% и Cu: 0,002-0,10%.

(3) Высокопрочный стальной лист с превосходной формуемостью по пункту 1 или 2 дополнительно включающий в % масс., по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Ti, Nb, V, Ta, W Мо с содержанием каждого 0,002-0,050%.

(4) Высокопрочный стальной лист с превосходной формуемостью по любому из пунктов 1-3 дополнительно включающий в % масс. Sb: 0,005%-0,050%.

(5) Высокопрочный стальной лист с превосходной формуемостью по любому из пунктов 1-4 дополнительно включающий в % масс., по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Ca и РЗМ с содержанием каждого 0,0005-0,01%.

(6) Высокопрочный стальной лист с превосходной формуемостью по любому из пунктов 1-5 с покрытием на поверхности стального листа.

(7) Способ изготовления высокопрочного стального листа с превосходной формуемостью, включающий получение стального материала состава, указанного в пунктах 1-5, горячую прокатку стального материала для получения стального листа, последовательное охлаждение, намотку, травление, холодную прокатку и отжиг стального листа, причем: намотку стального листа осуществляют при температуре, равной или выше 500°C после горячей прокатки и отжиг стального листа в условиях нагрева стали до температуры выдержки проводят со скоростью нагрева: 200°C/ч или ниже, выдерживание стали при температуре выдержки 550-800°C в течение времени выдержки проводят в течение 1,0-100 часов и охлаждение стали до комнатной температуры проводят со скоростью охлаждения: 200°C/час (ч) или ниже.

(8) Способ изготовления высокопрочного стального листа с превосходной формуемостью по пункту 7, дополнительно включающий дрессировку стального листа после отжига со степенью обжатия по толщине 0,1-3,0%.

Эффект изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предложен высокопрочный стальной лист с хорошей формуемостью с пониженным удлинением, соответствующим пределу текучести, после старения с постепенным повышением температуры и преимущественный способ его изготовления.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является графиком, представляющий зависимость между [% Mn]/[% C] и удлинением, соответствующим пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры.

Фиг.2 является графиком, представляющий зависимость между скоростью нагрева (°C/ч) при отжиге и удлинением, соответствующим пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры.

Фиг.3 является графиком, представляющий зависимость между скоростью охлаждения (°C/ч) при отжиге и удлинением, соответствующим пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры.

Осуществление изобретения

Далее будет подробно описано осуществление настоящего изобретения. Во-первых, будут объяснены причины, по которым содержание компонентов стального листа ограничены вышеуказанными диапазонами в настоящем изобретении. В настоящем осуществлении "%" компонента в составе далее представляет % масс., если не указано иное.

C: 0,05-0,20%

Углерод образует перлит, способствующий повышению прочности стали, соответственно содержание углерода должно быть, по меньшей мере, 0,05% и предпочтительно, по меньшей мере, 0,07%. Однако слишком много углерода приводит к увеличению содержания растворенного углерода, тем самым значительно увеличивая YP-EL и значительно ухудшая свариваемость стали. Содержание углерода, следовательно, должно составлять 0,20% или менее, предпочтительно 0,15% или менее и более предпочтительно 0,10% или менее.

Si: 0,10% или менее

Слишком много кремния, добавленного в сталь, негативно влияет на способность к нанесению покрытия и химическую обрабатываемость стали из-за образования оксидов кремния при отжиге. Соответственно содержание кремния должно составлять 0,10% или менее, предпочтительно 0,05% или менее, более предпочтительно 0,03% или менее и наиболее предпочтительно 0,01% или менее.

Mn: 0,2-1,7%

Марганец способствует не только повышению прочности стального листа упрочнением в растворе, но также подавляет диффузию углерода и рафинирует цементит, тем самым уменьшая содержание растворенного углерода и снижая YP-EL. Кроме того, марганец связан с вредной серой в стали с образованием MnS, обезвреживая тем самым серу. Для достижения этих эффектов, содержание марганца в стали должно быть, по меньшей мере, 0,2%, предпочтительно, по меньшей мере, 0,4% и более предпочтительно, по меньшей мере, 0,6%. Однако слишком много марганца в стали не только ухудшает пластичность стали за счет ее упрочнения, но также приводит к образованию оксидов марганца в процессе отжига, тем самым отрицательно действуя на способность к нанесению покрытия и химическую обрабатываемость стали. Соответственно содержание марганца в стали должно составлять 1,7% или менее, предпочтительно 1,0% или менее.

P: 0,10% или менее

Фосфор способствует ухудшению формуемости и ударной вязкости стали за счет его сегрегации на границах зерен. Соответственно содержание фосфора должно составлять 0,10% или менее, предпочтительно 0,05% или мене и более предпочтительно 0,03% или менее. Однако содержание фосфора предпочтительно составляет, по меньшей мере, 0,02%, так как фосфор способствует повышению прочности стального листа упрочнением в растворе.

S: 0,10% или менее

Сера значительно ухудшает пластичность стального листа при горячей прокатке, тем самым вызывая горячие трещины и значительное ухудшение характеристик поверхности стального листа. Кроме того, сера в качестве примесного элемента образует крупнозернистый MnS, что ухудшает пластичность и формуемость при раздаче отверстия стального листа. Предпочтительно снижать насколько возможно содержание серы, потому что, вышеописанные проблемы становятся заметными, когда содержание серы в стали превышает 0,10%. Соответственно содержание серы в стали должно составлять 0,10% или менее, предпочтительно 0,05% или менее, более предпочтительно 0,03% или менее и наиболее предпочтительно 0,01% или менее.

Al: 0,01-0,10%

Алюминий связывает азот в нитриды и таким образом подавляет ухудшение старения, которое могло бы быть вызвано растворенным N. Содержание Al должно составлять, по меньшей мере, 0,01%, предпочтительно, по меньшей мере. 0,03% и более предпочтительно, по меньшей мере. 0,05%, чтобы получить такой положительный эффект, вызванный его присутствием, как описано выше. Однако, слишком много Al в стали увеличивает содержание оксидов алюминия в стали, ухудшая ее пластичность. Соответственно содержание Al должно составлять 0,10% или менее.

N: 0,010% или менее

В случае если сталь содержит слишком много азота, сталь может подвергаться образованию трещин в слябе при горячей прокатке и возможному образованию поверхностных дефектов. Соответственно содержание азота в стали должно составлять 0,010% или менее, предпочтительно 0,006% или менее, более предпочтительно 0,004% или менее, наиболее предпочтительно 0,003% или менее.

[% Mn]/[% C] 2,0

Марганец взаимодействует с углеродом и вызывает эффект подавления диффузии углерода в мелкодисперсном цементите, уменьшая содержания растворенного углерода, снижая тем самым в конечном итоге удлинение, соответствующее пределу текучести (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры. Соответственно отношение содержания Mn к содержанию C, т.е. [% Mn]/[% C] должно быть не менее 2,0 предпочтительно, по меньшей мере, 5,0 и более предпочтительно, по меньшей мере, 8,0. В настоящем изобретении "[% М]" представляет содержание (% масс.) элемента "М" в стали.

Остальное в составе стального листа в соответствии с настоящим изобретением составляет Fe и случайные примеси. Это означает, что в рамках настоящего изобретения стальной лист может включать случайные примеси и другие элементы в следовых количествах, если их наличие не влияет отрицательно на действие и эффект настоящего изобретения.

Кроме того, другие элементы, описанные ниже, могут быть добавлены для улучшения прочности, пластичности и свойств против старения стального листа настоящего изобретения.

По меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из В: 0,0002-0,0030%, Cr: 0,002-0,10%, Ni: 0,002-0,10% и Cu: 0,002-0,10%.

Бор, хром, никель и медь вызывают эффекты, затрудняющие образование перлита и рафинирование цементита, что уменьшает содержание растворенного углерода в стали. Для достижения в достаточной мере этих эффектов стальной лист предпочтительно содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из B, Cr, Ni и Cu и содержание бора в стали предпочтительно составляет, по меньшей мере, 0,0002% и более предпочтительно, по меньшей мере, 0,0005% и содержание Cr, Ni и Cu в стали предпочтительно составляет, по меньшей мере, 0,002% и более предпочтительно, по меньшей мере, 0,005% соответственно. Однако добавление слишком большого количества B, Cr, Ni и Cu в сталь увеличивает закаливаемость, что упрочняет горячекатаный стальной лист, тем самым затрудняя последующую холодную прокатку. Соответственно в случае, когда B, Cr, Ni и Cu добавлены в сталь, содержание бора в стали предпочтительно составляет 0,0030% или менее и более предпочтительно 0,0015% или менее и соответственно содержание Cr, Ni и Cu в стали предпочтительно составляет 0,10% или менее и более предпочтительно 0,05% или менее.

По меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Ti, Nb, V, Та, W и Мо с содержанием каждого 0,002-0,050%

Ti, Nb, V, Та, W и Мо каждый образует выделения мелкодисперсного карбида, что способствует увеличению прочности стального листа. В случае если, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Ti, Nb, V, Та, W и Мо добавляют к стали, содержание элементов в стали предпочтительно составляет соответственно, по меньшей мере, 0,002% для обеспечения хорошего вышеописанного эффекта. Однако добавление слишком большого количества Ti, Nb, V, Та, W и Мо в сталь значительно ухудшает пластичность стали. Соответственно в случае, когда один или несколько из Ti, Nb, V, Та, W и Мо добавляют в сталь, их содержание предпочтительно составляет соответственно 0,050% или менее и более предпочтительно 0,030% или менее.

Sb: 0,005-0,050%

Сегрегация сурьмы на поверхности стального сляба при нахождении его в нагревательной печи для горячей прокатки предотвращает сляб от азотирования и, следовательно, подавляя ухудшение пластичности вызванных N и свойств стойкости к старению. В случае добавления сурьмы в сталь, содержание Sb в стали предпочтительно составляет, по меньшей мере, 0,005% для обеспечения вышеописанного положительного эффекта. Однако добавление слишком большого количества Sb в сталь значительно увеличивает себестоимость продукции. Соответственно содержание сурьмы предпочтительно составляет 0,050% или менее.

По меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Ca и РЗМ с содержанием каждого 0,0005-0,01%

Ca и РЗМ регулируют морфологию сульфидов, тем самым повышая пластичность стального листа. По меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Ca и РЗМ желательно добавить в сталь соответственно, по меньшей мере, до 0,0005% для получения вышеописанного эффекта. Однако добавление слишком большого количества этих элементов значительно повышает себестоимость продукции. Соответственно содержание этих элементов соответственно предпочтительно составляет 0,01% или менее.

Sn, Mg, Co, As, Pb, Zn, O и т.п. в качестве примесей не вызывает проблем с характеристиками стального листа настоящего изобретения, пока их общее содержание составляет 0,5% или менее.

Далее будут описаны структуры и величины механических характеристик высокопрочного холоднокатаного стального листа настоящего изобретения.

Предел прочности на разрыв (TS): не менее 390 МПа

Предел прочности на разрыв (TS) высокопрочного стального листа изобретения обычно составляет, по меньшей мере, 390 МПа. Установка TS стального листа, по меньшей мере, 390 МПа позволяет уменьшить толщину стального листа, не снижая прочности стального листа. В настоящем изобретении TS может быть измерен отбором образца JIS No 5 для испытания на растяжение образца стального листа в направлении, перпендикулярном направлению прокатки и проведения испытания на растяжение образца в соответствии с JIS Z 2241.

Относительное удлинение: не менее 30%

Относительное удлинение (EL) высокопрочного стального листа изобретения обычно составляет предпочтительно, по меньшей мере, 30%, более предпочтительно, по меньшей мере, 35% и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 40%. Образование трещин при штамповке может быть подавлено в стальном листе с относительным удлинением, по меньшей мере, 30%. В настоящем изобретении EL может быть измерено отбором образца для испытания на растяжение JIS No 5 из образца стального листа в направлении, перпендикулярном направлению прокатки и испытанием образца на растяжение в соответствии с JIS Z 2241.

Удлинение, соответствующее пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышение температуры: 1,0% или менее

Удлинение, соответствующее пределу текучести, (YP-EL) после с постепенным повышение температуры высокопрочного стального листа изобретения обычно составляет 1,0% или менее. Некоторое время проходит из-за времени распределения и проч. до того как листы рулонной стали фактически будут подвергнуты штампованию. Поэтому возникает проблема в том, что лист рулонной стали подвергается старению за время распределения и могут возникать складки при последующей штамповке. В связи с этим образование складок при штамповке может быть подавлено ограничением удлинения, соответствующего пределу текучести, после старения с постепенным повышением температуры до 1,0% или менее. В настоящем изобретении YP-EL после старения с постепенным повышением температуры может быть определено отбором образца для испытания на растяжение JIS No 5 из образца стального листа в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, выдерживанием образца при 100°C в течение 6 часов, проведением испытания на растяжение образца, состаренного таким образом, для измерения удлинения, соответствующего пределу текучести.

На поверхность высокопрочного стального листа настоящего изобретения может быть нанесена пленка покрытия. Пленка покрытия, сформированная на поверхности стального листа, улучшает коррозионную стойкость стали. Примеры покрытия включают электроцинкование, электроосаждение Zn-Ni сплава и т.п.

Далее будет описан способ изготовления стального листа настоящего изобретения.

В настоящем изобретении стальной лист предпочтительно изготавливают способом непрерывного литья сляба в качестве стального материала для получения стального листа способом горячей прокатки и последовательных охлаждения, намотки, травления, холодной прокатки и отжига полученного таким образом стального листа. В частности, способ обычно включает: намотку стального листа при температуре намотки, равной или выше 500°С, после горячей прокатки; и отжиг стального листа нагревом стали до температуры выдержки со скоростью нагрева: 200°C/ч или ниже, выдерживание стали при температуре выдержки: 550-800°C в течение времени выдержки: 1,0-100 часов и охлаждение стали до комнатной температуры со скоростью охлаждения: 200°C/час (ч) или выше.

Температура намотки после горячей прокатки: 500°C и выше

В случае, когда температура намотки после горячей прокатки является слишком низкой, стальной лист упрочняется из-за формирования твердых фаз при низкотемпературных превращениях, таких как бейнит и мартенсит, что не только увеличивает усилия, воздействующие во время проведения последующей холодной прокатки и делает таким образом операцию сложной, но также значительно ухудшает пластичность стального листа после отжига. Соответственно температура намотки должна составлять 500°C и выше и предпочтительно 550°C и выше. Хотя верхний предел температуры намотки точно не определен, предпочтительно он составляет 750°C или ниже, более предпочтительно 700°C или ниже и наиболее предпочтительно 650°C или ниже и еще более предпочтительно 600°C или ниже, потому что слишком высокая температура намотки способствует образованию окалины, что снижет выход стального листа и вызывает образование поверхностных дефектов за счет остатков окалины в процессе травления.

Скорость нагрева стального листа до температуры выдержки при отжиге: 200°C/ч или ниже

Слишком высокая скорость нагрева стального листа в процессе отжига приводит к повторному растворению цементита после перекристаллизации феррита, что приводит к сегрегации растворенного углерода на границах зерен перекристаллизованного феррита, повторному выделению крупнозернистого цементита в последующем процессе охлаждения и присутствию в конечном итоге остаточного растворенного углерода. Напротив, достаточно низкая скорость нагрева стального листа в процессе отжига позволяет растворить цементит вне области перекристаллизации с относительно высокой плотностью дислокации, в силу чего не происходит сегрегации растворенного углерода. Соответственно скорость нагрева должна составлять 200°C/ч или ниже, предпочтительно 100°C/ч или ниже и более предпочтительно 50°C/ч или ниже.

Хотя нижний предел скорости нагрева точно не определен, он может быть установлен равным около 10°C/ч, потому что слишком низкая скорость нагрева ухудшает производительность.

Температура выдержки в процессе отжига: 550°C-800°C

Слишком низкая температура выдержки приводит не только к неполной перекристаллизации и значительному ухудшению пластичности стального листа, но также к подавлению селективного концентрирования углерода в результате недостаточного превращения аустенита, подавление которое затем приводит к подавлению образования перлита в процессе охлаждения. Соответственно температура выдержки должна составлять, по меньшей мере, 550°C и предпочтительно, по меньшей мере, 600°C. Однако температура выдержки должна составлять 800°C или ниже и предпочтительно 750°C или ниже, потому что слишком высокая температура выдержки укрупняет зерно и снижает прочность стали.

Время выдержки в процессе отжига: 1,0-100 часов

Слишком короткое время выдержки приводит к неполной перекристаллизации и значительному ухудшению относительного удлинения. Соответственно время выдержки должно быть, по меньшей мере, 1,0 часа, предпочтительно, по меньшей мере, 10 часов и более предпочтительно, по меньшей мере, 20 часов. Однако время выдержки должно быть 100 часов или менее и предпочтительно 50 часов или менее, потому что слишком большое время выдержки укрупняет зерно феррита и снижает прочность стали.

Скорость охлаждения стального листа от температуры выдержки до комнатной температуры в процессе отжига: 200°C/ч и ниже

Слишком высокая скорость охлаждения стального листа от температуры выдержки до комнатной температуры приводит к недостаточному выделению цементита и в конечном итоге присутствию остаточного растворенного углерода, тем самым увеличивая удлинение, соответствующее пределу текучести, после старения с постепенным повышением температуры. Соответственно скорость охлаждения от температуры выдержки до комнатной температуры должна составлять 200°C/ч или менее, предпочтительно 100°C/ч или менее и более предпочтительно 50°C/ч и менее. Хотя нижний предел скорости охлаждения точно не определен, он может быть установлен равным около 10°C/ч, потому что слишком низкая скорость охлаждения ухудшает производительность.

Коэффициент вытяжки толщины листа при дрессировке после отжига: 0,1-3,0%

Может быть проведена дрессировка стального листа, отожженного таким образом, для подавления образования складок при штамповке Дрессировка после отжига уменьшает удлинение, соответствующее пределу текучести, стального листа и подавляет образование в нем складок при штамповки. Коэффициент вытяжки толщины листа при дрессировке после отжига предпочтительно составляет, по меньшей мере, 0,1% и более предпочтительно, по меньшей мере, 0,5%. Однако коэффициент вытяжки толщины листа при дрессировке после отжига предпочтительно составляет 3,0% или менее, более предпочтительно 2,0% или менее и более предпочтительно 1,5% или менее, потому что слишком большой коэффициент вытяжки толщины листа при дрессировке приводит к ухудшению пластичности стального листа из-за упрочнения. Дрессировка может быть или прокаткой на валках или формованием растяжением, приложением к стальному листу растягивающего усилия, или комбинацией прокатки и формования растяжением.

При осуществлении настоящего изобретения сталь может быть получена плавлением с использованием обычного конвертора, электрической печи и тому подобное. Полученную таким образом расплавленную сталь затем разливают для получения сляба, который сразу же подвергают горячей прокатке. Альтернативно слябы в теплом или холодном состоянии могут быть повторно нагреты и подвергнуты горячей прокатке. Нагрев в горячей прокатке может проводиться до температуры 1100-1250°C. Горячую прокатку предпочтительно завершают конечной прокаткой в аустенитном диапазоне после черновой прокатки. Скорость охлаждения между конечной прокаткой и намоткой точно не ограничена и достаточна скорость охлаждения не ниже, чем охлаждение окружающим воздухом. Приемлемым является проведение быстрого охлаждения при 20°C/сек или выше, или супер-быстрого охлаждения при 100°C/сек или выше.

Холодная прокатка после обычного травления может проводиться с коэффициентом вытяжки в диапазоне от 40%-80%.

Что касается нанесения покрытия, приемлемыми являются электроосаждение и т.п., и приемлемыми являются такие покрытия как Zn покрытие, Al покрытие, Ni покрытие, Zn-Al композитное покрытие, Zn-Ni композитное покрытие и т.п. Кроме того, приемлемым является формирование пленки на холоднокатаном стальном листе или стальном листе с покрытием химической конверсией и т.п.

Примеры

Примеры настоящего изобретения будут описаны далее.

В таблице 1 приведены химический состав соответствующих образцов слябов и в таблице 2 приведены условия изготовления соответствующих образцов стального листа. Расплавленную сталь с химическим составом, указанным в таблице 1 непрерывно разливают для получения соответствующих образцов слябов (стальной материал). Образцы слябов, полученные таким образом, подвергают последовательным горячей прокатке, охлаждению, намотке, травлению, холодной прокатке и отжигу в соответствии с условиями, указанными в таблице 2 соответственно для изготовления соответствующих образцов высокопрочного стального листа. Некоторые (на самом деле большинство) образцы стали подвергаются дальнейшей дрессировке после отжига.

Что касается нанесения покрытия, "Zn" представляет цинковое покрытие и "Ni" представляет никелевое покрытие.

Испытания на растяжение для измерения предела текучести (YP), прочности на разрыв (TS) и относительного удлинения (EL) каждого из образцов стального листа проводят отбором образца для испытания на растяжение JIS No 5 из образца в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, в соответствии с JIS Z 2241.

Кроме того, определяют удлинение, соответствующее пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры: выдерживанием каждого из образцов стального листа при 100°C в течение шести часов для моделирования состояния образца после состаривания при 25°C в течение шести месяцев и измеряют YP-EL образца состаренного таким образом. Результаты, полученные вышеописанными измерениями и расчетами, представлены в таблице 3.

Из результатов, представленных в таблице 3, понятно, что все образцы стального листа примеров изобретения (Nos 1-9, и 16-19) демонстрируют удовлетворительные значения для каждого соответствующего физического свойства. Образцы стального листа сравнительных примеров (No 2, 11-16 и 21-27), демонстрируют, по меньшей мере, одно недостаточное значение соответствующих физических свойств по сравнению с образцами стального листа примеров.

Фиг.1 представляет взаимосвязь между [% Mn]/[% C] и удлинением, соответствующим пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры, наблюдаемым для образцов Nos 1-10 и 16-19 стального листа. Из фиг.1 понятно, что можно достичь YP-EL 1,0% после старения с постепенным повышением температуры [% Mn]/[% C] 2,0.

Фиг.2 представляет зависимость между скоростью нагрева (°C/ч) при отжиге и удлинением, соответствующим пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры, наблюдаемым для образцов Nos 1-9 п.п., 16-19 и 21 стального листа. Из фиг.2 понятно, что можно достичь YP-EL после старения с постепенным повышением температуры 1,0% при обеспечении скорости нагрева при отжиге 200°C/ч.

Фиг.3 представляет зависимость между скоростью охлаждения (°C/ч) при отжиге и удлинением, соответствующим пределу текучести, (YP-EL) после старения с постепенным повышением температуры, наблюдаемым в образцах Nos 1-9, 16-19 и 26 стального листа. Из фиг.3 понятно, что можно достичь YP-EL после прогрессирующим старением 1,0% при обеспечении скорости нагрева при отжиге 200°C/ч.

Промышленная применимость

В соответствии с настоящим изобретением, можно создать высокопрочный стальной лист с хорошей пластичностью со сниженным удлинением, соответствующим пределу текучести, после старения с постепенным повышением температуры, также как преимущественный способ его изготовления, что соответственно дает превосходный эффект в промышленных условиях.