可烘烤硬化的含釩鋼制品的制造方法及其制品技術

軋制制品，如熱軋或冷軋的及退了火的板材和／或帶材包括低碳鋼中的有效量的釩，它產生特別適于汽車用途的改進了可烘烤硬化的產品。在該鋼的合金成分中用釩來控制烘烤硬化性能，得以在其制造過程中以較低的溫度固熔退火及規定了較易化所需限度范圍內鑄造的成分范圍，和幾乎不引起最終機構性能的改變。該鋼的成分由（重量％）：０．０００５－０．１％的碳、０－小于０．０４％的氮、０－小于０．５％的氮化物形成元素、０－０．５％的鋁、０－最多為２．５％的錳、０．００５－０．６％的釩及余量的鐵及不可避免的雜質構成。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
本專利
本專利技術涉及一種具有改進了的烘烤硬化性能的低碳鋼帶材產品，尤其是涉及制造具有改進了的烘烤硬化性能和受控量的釩的鋼帶產品。在給定的鋼中，可成形性(如壓力加工成形性)和強度是抵觸的。為達到好的可成形性，該鋼在本質上必須是有延展性的，以便能形成所需的形狀。但除此延展性外，該鋼還必須得有足夠的強度，以便在用于暴露的板，如在汽車中所看到板時，能防止硌傷。為克服這種缺陷，現有技術提出了各種通過控制該鋼中的合金成分及用于制造這種鋼的產品的工藝的解決方案。可烘烤硬化性是有助于這些解決方案的有吸引力的性能，因為這種硬化是在成形后出現的。美國專利U.S.5,133,815(授予Hashimoto等人)公開了一種用于深沖的冷軋或熱浸鍍鋅鋼板。通過控制合金鋼的組成及滲碳步驟在此鋼板中獲得濃度適當的溶質碳，從而改善烘烤硬化性能。US.4,391,653(授予Takechi等人)公開了一種由于控制了冷軋帶鋼中的氮含量而具有改善了的烘烤硬化性的高強度冷軋帶鋼。US.4,496,400(授予Irie等人)涉及到一種適用于外汽車板的冷軋鋼板。此專利公開了鈮的有效化合量，在鋼中存有適量的鋁，及在能有效地增進鈮的分布的退火條件下，鈮起著固定鋼中的C和N的作用。為獲得烘烤硬化效果，該鋼的連續退火需要精細的加熱和冷卻規范。US.4,750,952(授于Sato等人)也公開了具有改進了的烘烤硬化性能的冷軋鋼板。在此專利中限制了硫和氮的量，并考慮到此硫和氮的量，將鈦的添加量限于一特定范圍中。該專利還需要“耗費時間/能量”的退火(即重結晶溫度以上的大于300秒的退火)。對于汽車外板的用途而言，經涂覆的鋼，如熱浸鍍鋼，對于其抗腐蝕性是適宜的。但，特別適于熱浸鍍的金合的成分常使其間隙空缺(IF)。用這種類型的合金，其合金成份從固溶體中有效地將全部碳排除，這就使烘烤硬化性能成為不可能。因此一直需要提供一種改進的方法和合金的化學組成，以制成具有可接受的成形性和烘烤硬化性能熱浸鍍產品。此外，由于需要對采用諸如鈦和/或鈮之類的合金元素的鋼的成份進行精確的化學組成控制，一直需要提供一種適于烘烤硬化的化學組成，該組成不要求精確的和極低的合金成分限制及耗能的處理。為滿足這種要求，本專利技術提供了一種改進了的熱軋或冷軋及退過火的，適于板類用途，如汽車鋼板的低碳鋼產品，其合金成份的控制比現有技術中的合金成分控制容易，而且能耗低及所需的工藝要求少。本專利技術的另一目的在于提供生產有改善了的平整度的熱軋或冷軋及退火鋼板或鋼帶產品的方法，而且該方法由于合金的化學成份能以低的退火溫度達到成品，因而是低能耗的。本專利技術的其它目的和優點在對其描述時將會被得知。作為對上述目的和優點的補充，本專利技術以在其范圍最寬的實施方案中，涉及到熱軋或冷軋及退火的制品，及制造這些制品的方法。更可取的是，該鋼經連續退火和用諸如熱浸涂或電鍍鋅之類的方法涂覆，以便用于汽車板。本專利技術是對通過以下步驟制造經熱軋或冷軋及退火的制品的現有技術方法的改進鑄造含有效量的碳、錳、鋁、氮及余量的鐵及不可避免雜質的碳鋼，其中熱軋此鑄態的鋼及使之冷卻，然后可將其冷軋至規定尺寸，再于選定的溫度范圍內退火。按本專利技術，該鋼的成份主要由(重量％)0.0005至＜0.1％的碳、0至＜0.04％的氮、0至0.5％的鋁、0至最多為2.5％的錳、0.005-0.6％的釩、余量的鐵及不可避免的雜質構成。加釩有助于改善該冷軋和退火制品的烘烤硬化性能。而且釩的很寬的可允許的重量百分比范圍使其易于在容限內鑄造鋼，及提供具有對該釩含量相當遲鈍的最終機械性能的產品。本專利技術的合金化學成分有助于改善該鋼在經受烘烤漆時的烘烤硬化性能。可通過采用上述范圍內的釩來控制烘烤硬化性能。按本專利技術的另一個方面，提供了一種軋鋼制品，如，主要由(重量％)0.0005-0.1％的碳、0和＜0.04％間的氮、0和＜0.5％之間的鈦、0和＜0.5％之間的鋁、0和至多為2.5％之間的錳、0.005和0.6％之間的釩及余量的鐵和不可避免的雜質構成熱軋或冷軋的及經退火的制品。該鋼主要由(重量％)0.0005-0.01％的碳、0至小于0.008％的氮、0至小于0.05％的鈦、0至小于0.10％的鋁、0至至多為1.0％的錳、0.01至0.15％的釩及余量的鐵和不可避免的雜質構成。該具專利技術性的冷軋及退火制品可以任何常規方法，如熱浸或電鍍鋅所包覆。該具專利技術性的鋼制品由于加釩而呈現出改善了的烘烤硬化性能，并提供了一種具有改進了的形狀及在冶煉和鑄造過程中易于控制合金化學成分的鋼制品。該具專利技術性的合金化學成分還容許比現有技術的合金低的固溶退火溫度及與其制造相關的較低的能耗。本專利技術優選實施方案的描述已被揭示的是通過含有效量的釩可改善低碳鋼，從而產生基本上適于在被涂覆的情況下用作汽車鋼板的可烘烤硬化的、經熱軋或冷軋及退過火的制品。該具專利技術性的合金成份以較低的固溶退火溫度而達到了合乎要求的烘烤硬化性能，而且在制品的制造過程中是更為優良的原料。這就是說，在該鋼的合金成份中以上述的量使用釩，則使得易于在容許限度內鑄造此鋼，從而產生可被接受的產品。釩的重量百分比擴展到高于其它現有技術的合金組份的程度，從而在鑄造時更易于被控制。此外，由于含釩量的一般變化不會很大地改變機械性能，所以本專利技術的合金成份不易使最終的機械性能產生改變。按其最寬的實施方案，本專利技術包括可烘烤硬化的熱軋或冷軋的及退火的鋼制品，如低碳類型的板材或帶材。這種軋鋼制品主要由(重量％)0.0005至0.1％的碳、0至小于0.04％的氮、0至小于0.5％的鈦、0至0.5％的鋁、0至最多為2.5％的錳、0.005至0.6％的釩及余量的鐵及不可避免的雜質構成。優選地，碳最多為0.01％、氮最多為0.008％、鈦最多為0.05％而釩最多為0.15％。在這種類型的鋼中，錳按常規添加，因為錳起著強化元素的作用，并與硫結合，從而防止該鋼的紅脆性。由于本專利技術的該熱軋或冷軋及退火鋼是鎮靜鋼，所以其中因鋁的脫氧作用而含鋁。將鋁限于0.08％是優選的。如上所述，氮的上限為0.04％(400ppm)。優選地，將氮限于小于0.008％。為了達到所述烘烤硬化的效果，本專利技術的低碳鋼的含碳量是有限度的。一般來說，其下限約為0.0005％(5ppm)。其上限優選是0.005％。雖然在這些類型的低碳鋼中，硅和磷常以殘余雜質含量存在，但這種鋼的其它的特定最終用途可以要求加更多的硅和磷，以便達到更高的強度水平。因此，根據最終用途，可單獨或結合地，以分別最多1.0％和2.5％(重量)的量加硅和磷。其它的元素也有助于固溶強化，但為此在低碳鋼板中一般使用Mn、P和Si。鋼中加鈦主要為的是通過形成氮化物，如氮化鈦而去除溶質氮。這就可通過控制溶質碳的水平來簡單地控制烘烤硬化性能。可取的是，鈦含量應至少3.4倍于氮的重量百分濃度。應理解的是，其它的強(活潑)的氮化物形成元素，如硼、鋯，或甚至是鋁或釩，以適宜的量及正確的處理，都可取代鈦來與溶質氮結合。通常不往低碳鋼板鋼中加硫，但它根據所用的煉鋼和鋼包處理方法以殘留量存在。硫在最終產品中一般為各種化合物的形態，這包括硫化鈦(E1S)。由于對上述氮化鈦形成的考慮及認識到鈦可與硫反應而形成E1S，所以較佳的鈦含量在3.4N和(3.4N+1.5S)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
改進包括鑄造含有效量的碳、錳、鋁、氮及余量的鐵和不可避免雜質的低碳鋼及熱軋此鋼步驟的制造軋制的鋼制品的方法，包括：使所述鋼的成份主要由（重量％）：０．０００５－０．１％的碳、０至小于０．０４％的氮、０－小于０．５％的氮化物形成元素、０－ ０．５％的鋁、０－最多為２．５％的錳、０．００５－０．６％的釩及余量的鐵和不可避免的雜質構成，其中所述的釩在所述鋼烘烤漆時有助于改善其烘烤硬化性能。

【技術特征摘要】
US 1994-11-7 08/335,004書中的范圍。權利要求1．制造軋制鋼制品的方法，該方法包括含有效量的碳、錳、鋁、氮及余量的鐵和不可避免雜質的低碳鋼的鑄造步驟及所述鋼的熱軋制步驟，其改進包括使所述鋼的成份主要由(重量％)0.0005-0.0028％的碳、0至小于0.04％的氮、0-小于0.5％的氮化物形成元素、0-0.5％的鋁、0-最多為2.5％的錳、在所述鋼烘烤漆時有助于改善其烘烤硬化性能的0.03-0.094％的釩及余量的鐵和不可避免的雜質構成；其中所述的熱軋鋼被冷軋及在選定的溫度范圍內退火；其中所述的改進還包括所述的溫度范圍的下限為787.8℃。2.權利要求1的方法，其中所述的釩的范圍為0.05-0.094％。3.權利要求1的方法，其中由于添加所述的釩，烘烤硬化性能至少提高20.67×106N/m2。4．權利要求1的方法，其中所述鋼主要由(重量％)0.0018-0.0028％的碳、0.18-0.22％的錳、0.024--0.040％的鋁、0.0044-0.0065％的氮、0.018-0.22％作為氮化物形成元素的鈦和0.049-0.094％的釩及余量的鐵和不可避免的雜質構成。5．權利要求1的方法，其中所述的鋼被涂覆。6．權利要求5的方法，其中所述的鋼通過熱浸鍍被涂覆。7．權利要求5的方法，其中所述的鋼通過電鍍鋅被鍍覆。8．權利要求1的方法，其中所述鋼被作成板狀產品并經受烘烤漆的步驟。9．權利要求1的方法，其中所述碳的范圍為0.001-0.0028％，所述氮的范圍為0.001-0.005％，所述鋁的范圍為0.02-0.08％，而作為所述氮化物形成元素的鈦的量大...

【專利技術屬性】
技術研發人員：基恩A泰勒，約翰G斯皮爾，
申請(專利權)人：伯利恒鋼鐵公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]