為了制造多種設(shè)備如機(jī)動車輛的車身結(jié)構(gòu)構(gòu)件和車身面板的部件，通常使用由DP(雙相)鋼或TRIP(相變誘導(dǎo)塑性)鋼制成的經(jīng)涂覆的板。

例如，包含馬氏體顯微組織和/或一些殘留奧氏體并且含有約0.2％的C、約2％的Mn、約1.7％的Si的這樣的鋼的屈服強(qiáng)度為約750MPa，拉伸強(qiáng)度為約980MPa，總伸長率大于8％。這些板在連續(xù)退火線上通過從高于Ac₃轉(zhuǎn)變點(diǎn)的退火溫度淬火至高于Ms轉(zhuǎn)變點(diǎn)的過時效溫度并將板保持在此溫度下給定時間來制造。然后對板進(jìn)行熱浸鍍鋅或電鍍鋅。

鑒于全球環(huán)境保護(hù)，為了減輕汽車重量以改進(jìn)汽車的燃料效率，期望使板具有改進(jìn)的屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。但是這樣的板還必須具有良好的延展性和良好的可成形性。

在這方面，期望使板的屈服強(qiáng)度YS為至少550MPa，拉伸強(qiáng)度TS為約980MPa，均勻伸長率為至少12％且總伸長率為至少18％。此外，還期望使板具有高抗損傷性，即，擴(kuò)孔率HER為至少30％。在整個說明書和權(quán)力要求書中提及的擴(kuò)孔率根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO16630:2009測量。因此，本發(fā)明的目的是提供這樣的板及其制造方法。

因此，本發(fā)明涉及通過熱處理鋼板來制造具有顯微組織的鋼板的方法，所述顯微組織包含5％至25％的亞溫鐵素體(intercritical ferrite)、至少10％的殘留奧氏體、至少50％的配分馬氏體、小于10％的新鮮馬氏體，以及貝氏體，其中配分馬氏體加貝氏體之和為至少60％，其中以重量％計(jì)，鋼的化學(xué)組成包含：

0.15％≤C≤0.25％

1.2％≤Si≤1.8％

2％≤Mn≤2.4％

0.1％≤Cr≤0.25％

Al≤0.5％

余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，并且其中熱處理和涂覆操作包括以下順序步驟：

-加熱板并使其在TA1＝Ac3-0.45*(Ms-QT)至TA2＝830℃的退火溫度TA下退火超過30秒的時間，其中QT是180℃至300℃的淬火溫度，

-通過使板冷卻至180℃至300℃的淬火溫度QT來使板淬火，

-將板加熱到380℃至480℃的配分溫度PT保持10秒至300秒的配分時間Pt，

-使板以至少25℃/秒的冷卻速率冷卻至室溫。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得0.17％≤C≤0.21％。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得1.3％≤Si≤1.6％。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得2.1％≤Mn≤2.3％。

在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得配分溫度PT為430℃至480℃，保持10秒至90秒的配分時間。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得配分溫度PT為380℃至430℃，保持10秒至300秒的配分時間。

在第一實(shí)施方案中，為了制造經(jīng)涂覆的鋼板，方法包括在將板加熱至配分溫度PT保持配分時間Pt的步驟與使板冷卻至室溫的步驟之間的對板進(jìn)行熱浸鍍的步驟。

在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得熱浸鍍步驟是鍍鋅步驟。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得熱浸鍍步驟使用Al或Al合金浴進(jìn)行。

在第二實(shí)施方案中，為了制造經(jīng)涂覆的鋼板，方法包括在使板冷卻至室溫之后的通過電鍍鋅或真空鍍來對板進(jìn)行涂覆的步驟。

在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得馬氏體加貝氏體之和為至少65％。

本發(fā)明的目的還涉及一種鋼板，其中以重量％計(jì)，鋼的化學(xué)組成包含：

0.15％≤C≤0.25％

1.2％≤Si≤1.8％

2％≤Mn≤2.4％

0.1≤Cr≤0.25％

Al≤0.5％

余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。其中顯微組織包含5％至25％的亞溫鐵素體、至少50％的配分馬氏體、至少10％的殘余奧氏體、小于10％的新鮮馬氏體，以及貝氏體，其中配分馬氏體加貝氏體之和為至少60％。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的鋼板為使得：0.17％≤C≤0.21％。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的鋼板為使得1.3％≤Si≤1.6％。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的鋼板為使得2.1％≤Mn≤2.3％。

在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的鋼板涂覆有Zn或Zn合金或者甚至涂覆有Al或Al合金。

在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的鋼板的屈服強(qiáng)度為至少550MPa、拉伸強(qiáng)度為至少980MPa、均勻伸長率為至少12％、總伸長率為至少18％，且擴(kuò)孔率為至少30％。

在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的鋼板為使得馬氏體加貝氏體之和為至少65％。

本發(fā)明的目的還在于鋼板或所述制造方法用于制造汽車白車身(body in white)部件的用途。

根據(jù)另一個方面，本發(fā)明涉及通過熱處理和涂覆鋼板來制造具有顯微組織的經(jīng)涂覆的鋼板的方法，所述顯微組織包含5％至25％的亞溫鐵素體、至少10％的殘留奧氏體以及至少65％的馬氏體和貝氏體，其中以重量％計(jì)，鋼的化學(xué)組成包含：

0.15％≤C≤0.25％

1.2％≤Si≤1.8％

2％≤Mn≤2.4％

0.1％≤Cr≤0.25％

Al≤0.5％

余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，并且其中熱處理和涂覆操作包括以下順序步驟：

-加熱板并使其在TA1＝Ac3–0.45*(Ms-QT)至TA2＝830℃的退火溫度TA下退火超過30秒的時間，其中QT是180℃至300℃的淬火溫度，

-通過使板冷卻至淬火溫度QT來使板淬火，

-將板加熱到380℃至480℃的配分溫度PT保持10秒至300秒的配分時間Pt，

-通過在冷卻至室溫后電鍍鋅或真空鍍來對板進(jìn)行涂覆或者通過對板進(jìn)行熱浸鍍?nèi)缓笫拱謇鋮s至室溫來對板進(jìn)行涂覆。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得0.17％≤C≤0.21％。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得1.3％≤Si≤1.6％。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得2.1％≤Mn≤2.3％。

在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得配分溫度PT為430℃至480℃，保持10秒至90秒的配分時間。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得配分溫度PT為380℃至430℃，保持10秒至300秒的配分時間。

在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得熱浸鍍步驟是鍍鋅步驟或鍍鋅層擴(kuò)散退火處理步驟。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法為使得熱浸鍍步驟使用Al或Al合金浴進(jìn)行。

根據(jù)該方面，本發(fā)明的目的還涉及一種鋼板，其中以重量％計(jì)，鋼的化學(xué)組成包含：

0.15％≤C≤0.25％

1.2％≤Si≤1.8％

2％≤Mn≤2.4％

0.1≤Cr≤0.25％

Al≤0.5％

余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其中顯微組織包含5％至25％的亞溫鐵素體、至少10％的殘余奧氏體和至少65％的馬氏體加貝氏體之和。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的鋼板為使得0.17％≤C≤0.21％。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的鋼板為使得1.3％≤Si≤1.6％。

在另一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的鋼板為使得2.1％≤Mn≤2.3％。

在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的鋼板涂覆有Zn或Zn合金或者甚至涂覆有Al或Al合金。

在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的鋼板的屈服強(qiáng)度為至少550MPa，拉伸強(qiáng)度為至少980MPa，均勻伸長率為至少12％且總伸長率為至少18％。

現(xiàn)在將參照圖1對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述但不引入限制，圖1例示了對于相同的鋼組成，與不包括淬火和馬氏體配分的步驟的工藝相比，可根據(jù)本發(fā)明的制造工藝獲得的對(拉伸強(qiáng)度-擴(kuò)孔率)。

根據(jù)本發(fā)明，通過熱軋和冷軋半成品來獲得板，以重量％計(jì)，半成品的化學(xué)組成包含：

-0.15％至0.25％的碳，并且優(yōu)選0.17％至0.21％，以確保令人滿意的強(qiáng)度和提高殘留奧氏體的穩(wěn)定性。該殘留奧氏體含量是獲得足夠的均勻伸長率和總伸長率所必需的。如果碳含量高于0.25％，則熱軋板太硬而不能冷軋并且可焊接性不足。如果碳含量低于0.15％，則屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度水平將分別達(dá)不到550MPa與980MPa。

-1.2％至1.8％，優(yōu)選1.3％至1.6％的硅以使奧氏體穩(wěn)定，以提供固溶強(qiáng)化以及延遲過時效期間碳化物的形成而不在板的表面上形成對涂布性能不利的氧化硅。

-2％至2.4％并且優(yōu)選2.1％至2.3％的錳。限定最小值以具有足夠的淬透性以便獲得含有至少65％的馬氏體和貝氏體的顯微組織，大于980MPa的拉伸強(qiáng)度，并且限定最大值以避免出現(xiàn)如果錳含量大于2.3％對延展性不利的偏析問題。

-0.1％至0.25％的鉻是必需的。需要至少0.1％以增加淬透性和使殘留奧氏體穩(wěn)定，以便延遲過時效期間貝氏體的形成。允許最大0.25％的Cr，高于該含量，觀察到飽和效應(yīng)并且添加Cr既無用又昂貴。

-至多0.5％的鋁，其通常被添加到液態(tài)鋼中用于脫氧目的。優(yōu)選地，Al含量限制為0.05％。如果Al的含量高于0.5％，則退火期間奧氏體化溫度將太高而不能達(dá)到并且鋼將變得在工業(yè)上難以生產(chǎn)。

余量為鐵和由煉鋼產(chǎn)生的殘余元素。在這方面，Ni、Mo、Cu、Nb、V、Ti、B、S、P和N至少被認(rèn)為是不可避免的雜質(zhì)的殘余元素。因此，它們的含量為Ni小于0.05％，Mo小于0.02％，Cu小于0.03％，V小于0.007％，B小于0.0010％，S小于0.005％，P小于0.02％且N小于0.010％。Nb含量限制為0.05％且Ti含量限制為0.05％，因?yàn)楦哂谶@樣的值將形成大的析出物并且將降低可成形性，使得更加難以達(dá)到18％的總伸長率。

根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法通過熱軋和冷軋制備板。

任選地，在冷軋之前，使熱軋板在550℃至650℃范圍內(nèi)的溫度TBA下分批退火超過5小時以確保熱軋板的更好的可冷軋性。

軋制之后，將板酸洗或清潔，然后進(jìn)行熱處理和熱浸鍍、電鍍或真空鍍。

優(yōu)選在組合的連續(xù)退火和熱浸鍍線上進(jìn)行的熱處理包括以下步驟：

-使板在TA1＝Ac3-0.45＊(Ms-QT)至TA2＝830℃的退火溫度TA下退火，其中：

Ac3＝910-203[C]^1/2-15,2[Ni]+44,7[Si]+104[V]+31,5[Mo]+13,1[W]-30[Mn]-11[Cr]-20[Cu]+700[P]+400[Al]+120[As]+400[Ti]

Ms＝539-423[C]-30.4[Mn]-17.7[Ni]-12.1[Cr]-11[Si]-7.5[Mo]

QT必須為180℃至300℃。

化學(xué)組成元素以重量％給出。

這是為了確保最大分?jǐn)?shù)25％的亞溫鐵素體并且確保最小5％的亞溫鐵素體，即在約721℃與Ac3之間的臨界區(qū)退火期間形成的鐵素體。將板保持在退火溫度(即，保持在TA-5℃與TA+10℃之間)下足以使化學(xué)組成和顯微組織均勻的時間。該時間大于30秒但優(yōu)選地不需要大于300秒。

-通過冷卻到180℃至300℃的淬火溫度QT來使板淬火。這樣的溫度低于Ms轉(zhuǎn)變點(diǎn)并且以足夠高以避免在冷卻期間多邊形鐵素體和貝氏體形成的冷卻速率而達(dá)到。Cr有助于避免這樣的形成。淬火意指大于30℃/秒的冷卻速率。淬火溫度為180℃至300℃以在剛淬火之后具有由亞溫鐵素體、由馬氏體和由奧氏體組成的顯微組織。如果淬火溫度QT低于180℃，則最終組織中的配分馬氏體的分?jǐn)?shù)太高而不能使大于10％的足夠量的殘留奧氏體穩(wěn)定。此外，如果淬火溫度QT高于300℃，則配分馬氏體的分?jǐn)?shù)太低而不能獲得期望的拉伸特性和損壞特性。

然后，如果鋼板待進(jìn)行熱浸鍍，將板從該淬火溫度再加熱到380℃至480℃并且優(yōu)選430℃至480℃的配分溫度PT。在該配分步驟期間，碳從馬氏體向剩余奧氏體擴(kuò)散。因此，在該步驟期間，產(chǎn)生了碳含量低于板的標(biāo)稱含量的配分馬氏體，同時產(chǎn)生了碳含量高于板的標(biāo)稱碳含量的富集奧氏體相。

例如，配分溫度可等于必須對板進(jìn)行加熱以進(jìn)行熱浸鍍的溫度，即455℃至465℃。另一方面，如果板待進(jìn)行進(jìn)一步電鍍鋅或如果板未經(jīng)涂覆，則可降低配分溫度，即在380℃至430℃進(jìn)行均熱處理。當(dāng)通過感應(yīng)加熱器進(jìn)行再加熱時，再加熱速率可以是高的，但該再加熱速率對板的最終特性沒有影響。

-如果板待進(jìn)行熱浸鍍，則將板保持在配分溫度PT下10秒至300秒并且優(yōu)選10秒至90秒的時間Pt。在經(jīng)熱浸鍍的鋼的情況下，配分溫度PT優(yōu)選為430℃至480℃。將板保持在配分溫度下涉及在配分期間板的溫度保持在PT-20℃與PT+20℃之間。

任選地，如果選擇這樣的涂覆方法，通過冷卻或加熱來調(diào)整板的溫度以等于必須對板進(jìn)行熱浸鍍的溫度。

在這種情況下，熱浸鍍可以是例如鍍鋅但是所有的金屬熱浸鍍都是可能的，前提條件是在涂覆期間板所處的溫度保持小于480℃。當(dāng)對板進(jìn)行鍍鋅時，鍍鋅在通常條件下進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的鋼還可以用鋅合金例如鋅-鎂或鋅-鎂-鋁鍍鋅。

-最后，使鋼冷卻至室溫。在該步驟期間，在配分步驟中富集碳的一些奧氏體轉(zhuǎn)變成新鮮馬氏體。因此，新鮮馬氏體具有比標(biāo)稱組成的碳含量更高的C含量。

冷卻速率為至少25℃/秒以避免在最終冷卻期間發(fā)生新鮮馬氏體的自發(fā)回火效應(yīng)。如果對鋼進(jìn)行熱浸鍍，然后根據(jù)已知技術(shù)使鋼冷卻至300℃以使涂層適當(dāng)?shù)毓袒?，然后以至?5℃/秒的冷卻速率冷卻至室溫以避免新鮮馬氏體的自發(fā)回火。這樣的效應(yīng)可影響拉伸特性，并且特別是降低延展性。

如果不通過熱浸鍍對鋼板進(jìn)行涂覆，而是例如待通過電化學(xué)或真空工藝進(jìn)行涂覆，或者保持未經(jīng)涂覆，則在配分步驟之后使鋼板直接以大于25℃/秒的冷卻速率冷卻，這同樣出于避免新鮮馬氏體的過度自發(fā)回火的原因。

在冷卻步驟之后，可通過電化學(xué)方法(例如電鍍鋅)或通過任何真空鍍工藝(如PVD或噴射氣相沉積)代替使用熱浸鍍來對板進(jìn)行涂覆。此外，可以使用任何種類的涂層并且特別是鋅或鋅合金，如鋅-鎳、鋅-鎂或鋅-鎂-鋁合金。

在配分和冷卻至室溫后，無論上述涂覆方法如何，或者如果板未經(jīng)涂覆，根據(jù)本發(fā)明的鋼板應(yīng)當(dāng)包含：至少10％的殘余奧氏體、5％至25％的亞溫鐵素體、至少50％的配分馬氏體(即，碳含量低于標(biāo)稱碳含量的馬氏體)、小于10％的新鮮馬氏體(即，碳含量高于標(biāo)稱碳含量的馬氏體)和貝氏體，其中配分馬氏體加貝氏體之和(即，組合)為至少60％。

為了獲得穩(wěn)定的機(jī)械性能，馬氏體(即，配分的和新鮮的)加貝氏體之和為至少65％。

根據(jù)本發(fā)明的鋼板的屈服強(qiáng)度YS為至少550MPa，拉伸強(qiáng)度TS為至少980MPa，均勻伸長率UE為至少12％，總伸長率TE為至少18％且擴(kuò)孔率HER為至少30％。

以下實(shí)施例出于說明目的并且不意欲解釋為限制本文公開內(nèi)容的范圍：

作為一個實(shí)施例，厚度為1.2mm的板具有以下組成：C＝0.19％、Si＝1.5％、Mn＝2.2％、Cr＝0.2％、Al＝0.030％，余量為Fe和雜質(zhì)。所有雜質(zhì)元素(例如Cu、Ni、B、Nb、Ti、V等)的含量低于0.05％。通過熱軋和冷軋制造鋼。該鋼的理論Ms轉(zhuǎn)變點(diǎn)為369℃并且計(jì)算的Ac3點(diǎn)為849℃。

通過退火、淬火和配分對板樣品進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行熱浸鍍鋅或電鍍鋅，配分步驟之后的冷卻速率高于25℃/秒。對顯微組織進(jìn)行量化并測量機(jī)械特性。

退火處理的條件列于表I中，所獲得的顯微組織概述于表II中，并且機(jī)械性能列于表III中。實(shí)施例1至實(shí)施例15已在退火后在460℃下通過鍍鋅進(jìn)行熱浸鍍(GI)，而實(shí)施例16至實(shí)施例30已在退火后進(jìn)行電鍍鋅(EZ)。

加粗和加下劃線的數(shù)字不符合本發(fā)明。

表I：

表II

表III

在這些表中，TA是退火溫度，TA1是退火溫度下限，QT是淬火溫度，PT是配分溫度，Pt是保持在配分溫度下的時間，YS是屈服強(qiáng)度，TS是拉伸強(qiáng)度，UE是均勻伸長率，TE是總伸長率。

顯微組織分?jǐn)?shù)與板的最終(即，冷卻至室溫后)顯微組織有關(guān)：F是亞溫鐵素體的分?jǐn)?shù)，A是殘留奧氏體的分?jǐn)?shù)，F(xiàn)M是新鮮馬氏體的分?jǐn)?shù)，PM是配分馬氏體的分?jǐn)?shù)，M是馬氏體，即，新鮮馬氏體加配分馬氏體之和，B是貝氏體的分?jǐn)?shù)。

鍍鋅或電鍍鋅的樣品1、2、4、5、6、16、17、18、20、21、22和23表明，為了獲得期望的特性并且更特別是延展性特性，退火溫度TA必須根據(jù)淬火溫度QT進(jìn)行相應(yīng)地設(shè)定。無論所選擇的配分溫度PT如何，TA溫度越低，QT溫度越低。使TA溫度與QT溫度匹配使得在淬火之后相對于在臨界區(qū)退火結(jié)束時獲得的亞溫鐵素體的分?jǐn)?shù)獲得足夠分?jǐn)?shù)的配分馬氏體，即，鐵素體分?jǐn)?shù)越高，配分馬氏體分?jǐn)?shù)越高，使板具有高的強(qiáng)度、足夠的延展性以及高的擴(kuò)孔特性。

樣品7至15以及24至30表明，高于830℃的退火溫度導(dǎo)致亞溫鐵素體分?jǐn)?shù)太小而不能保證足夠的延展性。另一方面，樣品3和19表明，如果退火溫度低于用關(guān)系TA1＝Ac3-0.45*(Ms-QT)計(jì)算的退火溫度，則YS低于550MPa。實(shí)際上，低的退火溫度TA與高的淬火溫度QT結(jié)合導(dǎo)致低的配分馬氏體分?jǐn)?shù)，因此，配分馬氏體加貝氏體分?jǐn)?shù)之和太低而不能確保高于550MPa的屈服強(qiáng)度。此外，減少配分馬氏體分?jǐn)?shù)使抗損傷性劣化，導(dǎo)致擴(kuò)孔率低于30％。

樣品31、32和33是能夠獲得期望的特性YS和TS但不能獲得期望的擴(kuò)孔率的不同顯微組織的實(shí)例。在這些實(shí)施例中，熱循環(huán)通過避免了在淬火溫度QT下的淬火步驟而與本發(fā)明的熱循環(huán)不同，即，在冷卻至室溫之前，使板直接冷卻至配分溫度PT并保持時間Pt。這樣的熱循環(huán)導(dǎo)致包含亞溫鐵素體F、貝氏體B、殘留奧氏體A和新鮮馬氏體FM的顯微組織，所述顯微組織表現(xiàn)出相似的拉伸特性，但損壞特性較低。實(shí)際上，顯微組織中不存在配分馬氏體使板的損壞特性劣化從而減小擴(kuò)孔率，如圖1所示，圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施例(樣品1、2、4、5、6、16、17、18、20、21、22和23)以及樣品31、32和33的擴(kuò)孔率HER相對于拉伸強(qiáng)度TS的變化。

樣品16、17、18、20、21、22和23表明，用460℃的配分溫度和10秒至60秒的配分時間可以獲得經(jīng)鍍鋅的板的期望特性。

另一方面，樣品1、2、4、5和6表明，用400℃的配分溫度和10秒至300秒的配分時間也可以獲得期望的特性。根據(jù)本發(fā)明的鋼可用于制造汽車白車身部件。