采用用于在鋼中形成奧氏體和馬氏體顯微組織的組成和方法來制備具有高強度和良好可成形性的鋼。碳、錳、鉬、鎳、銅和鉻可通過例如降低非馬氏體成分的轉(zhuǎn)變溫度和/或提高鋼的淬透性的機制來促進室溫穩(wěn)定的(或亞穩(wěn)定的)奧氏體的形成。利用在低于馬氏體起始溫度下的快速冷卻隨后再加熱的熱循環(huán)可以通過允許碳由馬氏體擴散進入奧氏體中來促進室溫穩(wěn)定的奧氏體的形成。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】本申請要求2013年5月17日提交的序列號為61/824,699、名稱為“High-StrengthSteelExhibitingGoodDuctilityandMethodofProductionviaIn-LinePartitioningTreatmentDownstreamofMoltenzincBath”的臨時專利申請；和2013年5月17日提交的序列號為61/824,643、名稱為“High-StrengthSteelExhibitingGoodDuctilityandMethodofProductionviaIn-LinePartitioningTreatmentbyZincBath”的臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)。通過引用將申請序列號為61/824,699和61/824,643的公開內(nèi)容并入本文。
技術(shù)介紹
制備具有高強度和良好可成形性特性的鋼是所需要的。然而，由于例如相對低的合金化添加物的所需性和工業(yè)生產(chǎn)線的熱加工能力的局限性的因素，表現(xiàn)出這樣的特性的鋼的商業(yè)制備是困難的。本專利技術(shù)涉及鋼組合物和加工方法，所述方法使用熱浸鍍鋅/鍍鋅層退火(HDG)工藝來制備鋼，從而使得所得的鋼表現(xiàn)出高強度和可冷成形性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的鋼使用組合物和改進的HDG工藝來制備，二者一起制備了所得的通常由馬氏體和奧氏體(除其它成分之外)構(gòu)成的顯微組織。為了實現(xiàn)這樣的顯微組織，該組合物包括特定的合金化添加物，并且HDG工藝包括特定的工藝改進，其全部至少部分地涉及驅(qū)使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，隨后在室溫下部分穩(wěn)定奧氏體。附圖簡要說明結(jié)合至本說明書并構(gòu)成本說明書一部分的附圖說明了實施方案，并與上文提供的一般性描述和下文提供的實施方案的詳細描述一起起到解釋本公開內(nèi)容的原理的作用。圖1描述了在鍍鋅/鍍鋅層退火之后進行分配(partition)步驟的HDG溫度分布的示意圖。圖2描述了在鍍鋅/鍍鋅層退火過程中進行分配步驟的HDG溫度分布的示意圖。圖3描述了一個實施方案的相對于冷卻速率繪制的洛氏硬度的曲線圖。圖4描述了另一個實施方案的相對于冷卻速率繪制的洛氏硬度的曲線圖。圖5描述了另一個實施方案的相對于冷卻速率繪制的洛氏硬度的曲線圖。圖6描述了由以不同的冷卻速率冷卻的樣品取得的圖3的實施方案的六張顯微照片。圖7描述了由以不同的冷卻速率冷卻的樣品取得的圖4的實施方案的六張顯微照片。圖8描述了由以不同的冷卻速率冷卻的樣品取得的圖5的實施方案的六張顯微照片。圖9描述了對于幾個實施方案來說隨奧氏體化溫度變化的拉伸數(shù)據(jù)圖。圖10描述了對于幾個實施方案來說隨奧氏體化溫度變化的拉伸數(shù)據(jù)圖。圖11描述了對于幾個實施方案來說隨淬火溫度變化的拉伸數(shù)據(jù)圖。圖12描述了對于幾個實施方案來說隨淬火溫度變化的拉伸數(shù)據(jù)圖。詳細描述圖1示出用于在具有特定的化學組成(在下文更加詳細地描述)的鋼片材中實現(xiàn)高強度和可冷成形性的熱循環(huán)的示意性圖示。特別地，圖1示出典型的熱浸鍍鋅或鍍鋅層退火熱分布(10)，其中工藝改進用虛線示出。在一個實施方案中，所述工藝通常包含奧氏體化，隨后快速冷卻至指定的淬火溫度以將奧氏體部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，并保持在提高的溫度即分配溫度下以允許碳由馬氏體擴散出并進入剩余的奧氏體中，由此在室溫下穩(wěn)定奧氏體。在一些實施方案中，在圖1中示出的熱分布可與常規(guī)的連續(xù)熱浸鍍鋅或鍍鋅層退火生產(chǎn)線一起使用，但是這樣的生產(chǎn)線不是需要的。如在圖1中可以看出的，首先將鋼片材加熱至峰值金屬溫度(12)。將所說明的實施例中的峰值金屬溫度(12)示出為至少高于奧氏體轉(zhuǎn)變溫度(A1)(例如雙相：奧氏體+鐵素體區(qū)域)。由此，在峰值金屬溫度(12)下，至少一部分的鋼將轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。盡管圖1示出峰值金屬溫度(12)僅高于A1，但是應當理解的是，在一些實施方案中峰值金屬溫度還可以包括高于鐵素體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度(A3)(例如單相：奧氏體區(qū)域)的溫度。接下來，鋼片材經(jīng)歷快速冷卻。隨著鋼片材冷卻，一些實施方案在冷卻時可以包括短暫的中斷，以用于鍍鋅或鍍鋅層退火。在使用鍍鋅的實施方案中，由于源自熔融鋅鍍鋅槽的熱量，鋼片材可以短暫地維持恒定溫度(14)。在其它實施方案中，還可以使用鍍鋅層退火工藝，并且可將鋼片材的溫度稍微提高至可進行鍍鋅層退火工藝的鍍鋅層退火溫度(16)。但是，在其它實施方案中可完全省略鍍鋅或者鍍鋅層退火工藝，并可連續(xù)冷卻鋼片材。顯示出在低于鋼片材的馬氏體起始溫度(MS)時，鋼片材繼續(xù)快速冷卻至預定的淬火溫度(18)。應當理解的是，至MS的冷卻速率可以高得足以將在峰值金屬溫度(12)下形成的奧氏體中的至少一些轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。換句話說，冷卻速率可以快得足以將奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，而不是在相對較低的冷卻速率下轉(zhuǎn)變的其它非馬氏體成分，例如鐵素體、珠光體或貝氏體。如在圖1中所示的，淬火溫度(18)低于MS。淬火溫度(18)和MS之間的差值可取決于所使用的鋼片材的個體組成而變化。然而，在許多實施方案中，淬火溫度(18)和MS之間的差值可以大得足以形成充足量的馬氏體從而在最終冷卻時充當碳源用以穩(wěn)定奧氏體和避免產(chǎn)生過量的“新鮮”馬氏體。另外，淬火溫度(18)可以高得足以避免在初始淬火過程中消耗過多的奧氏體(例如對于給定的實施方案，避免大于對于穩(wěn)定奧氏體所需要的碳富集的奧氏體的過量碳富集)。在許多實施方案中，淬火溫度(18)可以是從約191℃至約281℃，但是這樣的限制不是需要的。另外，對于給定的鋼組成可以計算淬火溫度(18)。對于這樣的計算來說，淬火溫度(18)對應于在分配之后具有室溫MS溫度的殘留奧氏體。計算淬火溫度(18)的方法為本領域已知的，并描述于J.G.Speer，A.M.Streicher，D.K.Matlock，F(xiàn).Rizzo和G.Krauss，“QuenchingAndPartitioning：AFundamentallyNewProcesstoCreateHighStrengthTripSheetMicrostructures，”AusteniteFormationandDecomposition，第505-522頁，2003；和ProceedingsoftheInternationalConferenceonAdvancedHighStrengthSheetSteelsforAutomotiveApplications，2004中的A.M.Streicher，J.G.J.Speer，D.K.Matlock本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
鋼片材，以重量百分比計包含如下元素：0.15?0.4％碳；1.5?4％錳；2％或更少的硅、鋁或其一些組合；0.5％或更少的鉬；0.05％或更少的鈮；和余量為鐵和其它的偶存雜質(zhì)。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.05.17 US 61/824,643;2013.05.17 US 61/824,6991.鋼片材，以重量百分比計包含如下元素：
0.15-0.4％碳；
1.5-4％錳；
2％或更少的硅、鋁或其一些組合；
0.5％或更少的鉬；
0.05％或更少的鈮；和
余量為鐵和其它的偶存雜質(zhì)。
2.用于加工鋼片材的方法，所述方法包含：
(a)加熱所述鋼片材至第一溫度(T1)，其中T1至少高于鋼片材轉(zhuǎn)變成奧
氏體和鐵素體的溫度；
(b)通過在冷卻速率下的冷卻將所述鋼片材冷卻至第二溫度(T2)，其中
T2低于馬氏體起始溫度(Ms)，其中所述冷卻速率是足夠快的以將奧氏體轉(zhuǎn)變
為馬氏體；
(c)再加熱所述鋼片材至分配溫度，其中...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：G·A·托馬斯，J·M·B·羅斯茲，
申請(專利權(quán))人：AK鋼鐵資產(chǎn)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US
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