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CN1930316A - 成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板及其制造方法 - Google Patents

成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板及其制造方法 Download PDF

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CN1930316A
CN1930316A CN200580007777.XA CN200580007777A CN1930316A CN 1930316 A CN1930316 A CN 1930316A CN 200580007777 A CN200580007777 A CN 200580007777A CN 1930316 A CN1930316 A CN 1930316A
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Abstract

本发明是成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板及其制造方法。钢板含有C：0.01～0.3％、Si：0.005～0.6％、Mn：0.1～3.3％、P：0.001～0.06％、S：0.001～0.01％、Al：0.01～1.8％、N：0.0005～0.01％，金属组织由铁素体和面积率为5％～60％的回火马氏体构成。其制造方法是将含有所述成分的板坯热轧后进行冷轧，在热浸镀锌工序加热到Ac1～Ac3+100℃，保持30秒钟～30分钟后，以1℃/s以上的冷却速度冷却到450～600℃，在该温度下进行热浸镀锌处理后，以1℃/s以上的冷却速度冷却到马氏体相变点以下的温度，在200℃～500℃的温度保持1秒钟～5分钟后，以5℃/s以上的冷却速度冷却到100℃以下。

Description

成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板及其制造方法。
背景技术
近年来，由于汽车燃料费用提高，越来越要求车体轻量化，而为了轻量化，则对高强度钢板的需求增多。但是，高强度钢板伴随强度的上升，成形变得困难，特别是钢材的延伸率降低。对此，最近，强度与延伸率二者均较高的TRIP钢(高残留奥氏体钢)正逐渐用于汽车的骨架部件。
但是，从前的TRIP钢含有超过1％的Si，因此镀覆不容易均匀地粘附，可能适用的部件受到限制。此外，在残留奥氏体钢中，为了保持高强度，需要添加多量的C，存在焊点裂纹等焊接上的问题。所以，在特开2000-345288号公报曾经提出以减低Si为目的的热镀锌高强度钢板。但是，该技术尽管镀覆性和延性有望提高，可是上述的焊接性的改善却无望，加之TS≥980MPa的TRIP钢具有非常高的屈服应力，因此存在冲压时等的形状冻结性恶化的问题。在此，为了用DP钢(复合组织钢)来解决上述问题，本发明者先前在2003-239040号公报中提出了下述技术方案，即：将Si、Al、TS平衡控制在特定的范围，能够以低屈服应力的DP钢在工业上制造可确保具有迄今以上的延伸率的热浸镀锌高强度钢板。
但是，最近，根据不同的构件进行加工扩孔使其形成凸缘的需要内缘翻边加工的构件也不少，开始要求同时也具有扩孔性作为重要特性的钢板。面对这一要求，在上述专利文献2提出的那种铁素体+马氏体的DP钢中，其马氏体与铁素体的强度差较大，存在扩孔性低劣的问题。
发明内容
本发明的目的在于：解决上述的从前的问题，以工业规模实现成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板及其制造方法。
本发明者们对于成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合组织高强度钢板及其制造方法进行了潜心研讨，结果发现：在DP钢中，通过钢成分的最佳化、即减低Si量并以Al作为替代元素，可以提高热浸镀锌的密合性，并且通过对Si与Al的关系式进行特定、同时限制C、Mn的添加量，能够使其具有强度与延伸率二者均优良的材质特性；此外在热浸镀锌工序后，通过施加必要的热处理，可以得到扩孔性或脆性稳定的材质。并且发现：基于这样的技术思想而设计得到的钢板，通过在屈服应力低的DP钢中，做成以按从前的残留奥氏体钢为基准的铁素体和面积率为5％～60％的回火马氏体作为主体的金属组织，能够得到对确保迄今以上的延伸率、扩孔性优良的热浸镀锌的最佳的DP组织。
此外，在本发明中，为了不发生延迟破坏或二次加工脆性的问题，可以容许不可避免地含有的5％以下的残留奥氏体。根据上述的技术思想，本发明的要旨如下：
(1)一种成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板，其特征在于：以质量％计含有C：0.01～0.3％、Si：0.005～0.6％、Mn：0.1～3.3％、P：0.001～0.06％、S：0.001～0.01％、Al：0.01～1.8％、N：0.0005～0.01％，并由余量Fe以及不可避免的杂质构成；金属组织由铁素体和面积率为5％～60％的回火马氏体构成。
(2)根据(1)所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板，其特征在于：上述热浸镀锌复合高强度钢板以质量％计还含有选自Mo：0.05～0.5％、V：0.01～0.1％、Ti：0.01～0.2％、Nb：0.005～0.05％、Cu：1.0％以下、Ni：1.0％以下、Cr：1.0％以下、Ca：0.0003～0.005％、REM：0.0003～0.005％、B：0.0003～0.002％中的1种或2种以上。
(3)根据(1)或(2)所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板，其特征在于：上述热浸镀锌复合高强度钢板以质量％计还含有0.25～1.80％范围的Al，且Si、Al的质量％与目标抗拉强度(TS)满足下列式1：
(0.0012×[TS目标值]-0.29-[Si])/1.45＜Al＜1.5-3×[Si]    式1
[TS目标值]：钢板的抗拉强度设计值(MPa)，[Si]：Si质量％，Al：Al质量％
(4)一种成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：对于以质量％计含有C：0.01～0.3％、Si：0.005～0.6％、Mn：0.1～3.3％、P：0.001～0.06％、S：0.001～0.01％、Al：0.01～1.8％、N：0.0005～0.01％、并由余量Fe以及不可避免的杂质构成的板坯，经热轧后进行冷轧，在热浸镀锌加热工序加热到Ac1～Ac3+100℃的温度，在保持30秒钟～30分钟后，以1℃/s以上的冷却速度冷却到450～600℃的温度，接着在该温度下施以热浸镀锌处理，然后以1℃/s以上的冷却速度冷却到马氏体相变点以下的温度后，在200℃～500℃的温度保持1秒钟～5分钟，然后以5℃/s以上的冷却速度冷却到100℃以下，从而具有由铁素体和面积率为5％～60％的回火马氏体构成的金属组织。
(5)根据(4)所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：经上述热浸镀锌处理后施以合金化处理。
(6)根据(4)或(5)所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：在上述镀锌层或合金化镀锌层上，再施以铬酸盐处理、无机皮膜处理、化成处理、树脂皮膜处理中的任何1种或2种以上的后处理。
(7)根据(4)～(6)中任何一项所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：上述热浸镀锌复合高强度钢板，以质量％计还含有选自Mo：0.05～0.5％、V：0.01～0.1％、Ti：0.01～0.2％、Nb：0.005～0.05％、Cu：1.0％以下、Ni：1.0％以下、Cr：1.0％以下、Ca：0.0003～0.005％、REM：0.0003～0.005％、B：0.0003～0.002％中的1种或2种以上。
(8)根据(4)～(7)中任何一项所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：上述热浸镀锌复合高强度钢板以质量％计还含有0.25～1.80％范围的Al，且Si、Al的质量％与目标抗拉强度(TS)满足下列式1：
(0.0012×[TS目标值]-0.29-[Si])/1.45＜Al＜1.5-3×[Si]    式1
[TS目标值]：钢板的抗拉强度设计值(MPa)，[Si]：Si质量％，Al：Al质量％
(9)根据(4)～(8)中任何一项所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：在从上述冷轧至热浸镀锌加热工序之间，在钢板的每一面以0.01～2.0g/m2施以选自Ni、Fe、Co、Sn、Cu中的1种或2种以上的预镀覆。
(10)根据(9)所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：在上述预镀覆之前对钢板施以酸洗处理。
具体实施方式
首先，对于本发明规定的热浸镀锌复合高强度钢板的成分以及金属组织的限定理由进行说明。
C：是作为确保强度和马氏体组织稳定化的基本元素所必须的成分。在C不足0.01％时，不能确保强度，而且不能形成马氏体相。另一方面，在C超过0.3％时，强度过分提高、延性不足，同时焊接性变差。因此C的范围为0.01～0.3％，优选为0.03～0.15％。
Si：是为了确保强度和延性而添加的元素。在添加超过0.6％时，热浸镀锌性变差，因此Si的范围确定为0.005～0.6％，在更重视热浸镀锌性的场合下，优选为0.1％以下。
Mn：从确保强度的观点添加是必要的，另外是使碳化物延迟生成的元素，是生成奥氏体所必要的元素。Mn在不足0.1％时强度不能满足。而在添加Mn超过3.3％时，马氏体过分增加、导致强度上升，同时强度偏差增大，另外延性不足，不能作为工业材料使用。因此Mn的范围确定为0.1～3.3％。
P：作为提高钢板的强度的元素，根据必要的强度水平添加，在添加量多时发生晶界偏析，因此使局部延性变差，同时使焊接性也变差，因此P的上限值确定为0.06％。另一方面，为了避免精炼成本提高，P的下限确定为0.001％。
另外，S：是由于生成MnS而使局部延性和焊接性变差的元素，是钢中不存在为佳的元素，因此上限确定为0.01％，为了避免精炼成本提高，其下限确定为0.001％。
Al：是为了促进铁素体生成的必要元素，对延性提高有效、且多量添加也不妨碍热镀锌性，而且起到脱氧元素的作用。因此，从提高延性的观点，Al含有0.01％以上是必要的，但即使过多地添加Al时，上述效果饱和，相反使钢脆化，同时使热浸镀锌性降低，因此其上限确定为1.8％。从确保钢板强度的观点，优选添加0.25％以上1.8％以下。
N：是不可避免含有的元素，在大量含有的场合下，不仅使时效性变差，而且AlN析出量增多，使Al的添加效果减小，因此优选含有0.01％以下。另外，不必要地减低N会使炼钢工序的成本增加，因此优选控制在0.0005％以上。
在本发明中，在进一步要求高强度的场合，为了改善镀覆的密合性，在大量添加Al以代替Si的场合下，特别是在0.25％≤Al≤1.8％的场合下，通过将Al、Si与TS平衡确定为式1的范围，能够确保充分的铁素体，并能够进一步确保热浸镀锌性和延性这二方面的性能。
(0.0012×[TS目标值]-0.29-[Si])/1.45＜Al＜1.5-3×[Si]    式1
其中，上述式1中的[TS目标值]意味着钢板的抗拉强度的设计值(MPa)，[Si]意味着Si质量％，Al意味着Al质量％。
此外，对于本发明，除了上述成分以外，还可以添加Mo：0.05～0.5％、V：0.01～0.1％、Ti：0.01～0.2％、Nb：0.005～0.05％、Cu：1％以下、Ni：1％以下、Cr：1％以下、Ca：0.0003～0.005％、REM：0.0003～0.005％、B：0.0003～0.002％中的1种或2种以上。
Mo：对钢板的强度和淬透性有效果，在不足0.05％时不能够发挥Mo特有的淬透性的效果，不能形成充分的马氏体，强度不足。另一方面，当添加0.5％以上，则抑制铁素体的生成，使延性变差，同时也使镀覆性变差，因此上限被确定为0.5％。
从提高强度的目的出发，V、Ti、Nb能够分别以V：0.01～0.1％、Ti：0.01～0.2％、Nb：0.005～0.05％的范围添加。并且Cr、Ni、Cu也可以作为强化元素添加，但添加1％以上时，其延性以及化成处理性变差。而且，由于Ca和REM能够改善夹杂物控制和扩孔性，因此能够分别以Ca：0.0003～0.005％、REM：0.0003～0.005％的范围添加。此外，对于B，从淬透性以及借助于BN的析出使有效Al增加的观点出发，可以添加B：0.0003～0.002％。
在本发明中，将钢板的组织做成铁素体与马氏体的复合组织的理由是为了得到强度和延性的平衡优良的钢板。所谓铁素体是指多边形铁素体和贝氏体铁素体。通过退火后的冷却，即使生成部分贝氏体也没有关系。但是，在奥氏体残存时，则2次加工脆化或延迟破坏性变差，因此，尽管容许不可避免地残留堆积率为5％以下的残留奥氏体，但优选实质上不含有残留奥氏体。
对于本发明，对于热浸镀锌复合高强度钢板的金属组织，其最大特征是钢中具有面积率为5％～60％的回火马氏体。该回火马氏体是：在热浸镀锌处理后的冷却过程中生成的马氏体在被冷却到马氏体相变点以下后，通过在200～500℃的加热处理被回火而成为回火马氏体组织。在此，当回火马氏体的面积率不足5％时，组织之间的硬度差过大，看不到扩孔率的提高；另一方面，在超过60％时，钢板强度过分降低，因此将回火马氏体的面积率确定为5％～60％。此外可以认为，为了不发生延迟破坏或2次加工脆化问题，将残留奥氏体控制为5％以下；实质上以铁素体和马氏体以及回火马氏体组织作为主相，并通过在钢板中存在良好的平衡，由此可以改善加工性以及扩孔率。此外，在热浸镀锌处理后冷却到马氏体相变点温度以下、然后进行加热和回火处理，是因为镀覆前通过镀覆工序再次被回火，而得不到所希望的回火马氏体量的缘故。
其次，对本发明的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法进行说明。根据本发明的热浸镀锌复合高强度钢板的原板，是将含有上述钢成分的板坯经过通常的热轧工序制造的钢板进行酸洗、冷轧后，在连续热浸镀锌生产线的加热工序中于Ac1～Ac3+100℃的温度范围被退火而得到的。此时，当退火温度不足Ac1的温度时，则钢板组织不均匀，另一方面，在超过Ac3+100℃的温度时，奥氏体变得粗大化，铁素体的生成被抑制，延性降低。从经济的观点出发，优选上限温度为900℃以下。为了避免层状组织，上述退火的保持时间优选为30秒钟～30分钟。超过30分钟的保持时间则上述效果饱和，生产性降低。像这样被退火的钢板接着被冷却，在该冷却时，以1℃/s以上、优选为20℃/s以上的冷却速度冷却到450～600℃。冷却温度超过600℃时，钢板中奥氏体容易残留，同时2次加工性、延迟破坏性变差。另一方面，在冷却温度不足450℃时，相对于其后的热浸镀锌处理则温度过低，给镀覆处理带来问题。冷却速度设定为1℃/s以上，优选为20℃/s以上。
这样实施了退火并经冷却了的钢板，也可以在热浸镀锌处理期间，于300～500℃的温度保持60秒钟～20分钟施以过时效处理。优选不进行该过时效处理，但只要是上述条件程度的过时效处理，则对材质不会带来大的影响。
经过这样处理的钢板，接着施以热浸镀锌处理，该镀覆处理采用通常进行的镀覆条件没有问题。热浸镀锌的镀浴温度可以采用以往适用的条件，例如能够适用440～500℃的条件。另外，作为熔融金属，只要以锌为主体时，也可以不可避免地含有Pb、Cd、Ni、Fe、Al、Ti、Nb、Mn等。而且，为了使镀覆层的品质等提高，镀覆层也可以以预定量含有Mg、Ti、Mn、Fe、Ni、Co、Al。此外，作为热浸镀锌量，通过将钢板每一面设定为30～200g/m2，能够适用于各种用途。另外，在本发明中，也可以在上述热镀锌处理后施以合金化处理，做成合金化热浸镀锌钢板。在这种场合下，作为合金化处理条件，通过确定为470～600℃，使合金化热浸镀锌层内的Fe含量被最佳化，例如Fe以mass％计可被控制在7～15％。
经上述热浸镀锌处理后或者合金化热浸镀锌处理后，将钢板冷却到马氏体相变点温度以下，使钢板内生成马氏体组织。马氏体相变点Ms可由下式求出：Ms(℃)＝561-471×C(％)-33×Mn(％)-17×Ni(％)-17×Cr(％)-21×Mo(％)。如果温度在Ms(℃)以上则不生成马氏体。另外，上述冷却时的冷却速度优选为1℃/s以上。为了切实得到马氏体组织，优选3℃/s以上的冷却速度。
经过这样处理的钢板，接着在200℃～500℃的温度保持1秒钟～5分钟后，以5℃/s以上的冷却速度冷却到100℃以下的温度。在该加热处理中，如果不足200℃的温度则不能发生回火，组织之间的硬度差增大，看不到扩孔率的提高；另一方面，在超过500℃时，钢板被过分地回火，强度降低。该加热工序直接连接在连续热浸镀锌生产线上，也可以离线进行，但从生产性的观点出发，优选为直接连接在连续热浸镀锌生产线上。另外，在上述保持时间不足1秒钟时，回火几乎没有进展，或者是不完全的状态，看不到扩孔率的提高。在超过5分钟时，回火基本上结束，因此在此以上的时间，效果饱和。并且，为了维持预定的回火马氏体量，加热后的冷却以5℃/s以上、优选为15℃/s以上的冷却速度进行冷却。
对于本发明，为了使耐蚀性提高，可以在上述那样的工序制造的热浸镀锌钢板或者合金化热浸镀锌钢板的表层施以铬酸盐处理、无机皮膜处理、化成处理、树脂皮膜处理中的任何1种或2种以上的后处理。
而且，在本发明中，优选在冷轧后至热浸镀锌加热工序之间，在钢板的每一面以0.01～2.0g/m2、优选为0.1～1.0g/m2施以Ni、Fe、Co、Sn、Cu中的1种或2种以上的预镀覆。预镀覆的方法可以采用电镀、浸镀、喷镀中的任何一种镀覆方法。在预镀覆的附着量不足0.01g/m2时，不能得到基于该镀覆的密合性提高的效果；在超过2.0g/m2时，则成本增加，因此在钢板每一面上确定为0.01～2.0g/m2。也可以在上述预镀覆前施以酸洗处理。通过该酸洗处理使钢板表面活性化，能够使预镀覆的镀覆密合性提高。此外，在连续退火工序中，通过进行酸洗处理将钢板表面生成的Si、Mn等的氧化物去除而改善密合性的手段也是有效的。酸洗可以使用盐酸、硫酸等从前适用的酸类，例如可以适用2～20％的酸洗液浓度、20～90℃的温度的酸洗条件。另外，也能够适用浸渍、电解、喷射等根据不同设备的酸洗方法。酸洗时间依赖于酸浓度，优选为1～20秒钟。
此外，为了使镀覆密合性提高，优选使镀覆前的钢板表层附近生成内部氧化层或晶界氧化物以防止Mn、Si在表面富集，或者在热浸镀锌加热工序的入口侧的净化设备中用磨削刷进行表面研磨。
实施例1
采用真空熔炼炉熔炼、铸造具有表1所示的成分组成的钢，并将得到的钢板坯再次加热至1200℃，然后在热轧时在880℃的温度下进行终轧，得到热轧钢板后进行冷却，在600℃的温度保持1小时，由此来再现热轧的卷取热处理。将得到的热轧钢板经研磨去除氧化铁皮，以70％的压下率施以冷轧，然后用连续退火模拟机进行加热到800℃的温度后在该温度下保持100秒钟的连续退火，接着以5℃/s的冷却速度冷却到650℃，然后于460℃施以热浸镀锌、于520℃的温度施以合金化处理。接着，采用如下所述的2种制造方法、即传统的方法与本发明的方法，来制造热浸镀锌钢板。
(1)比较例：然后以10℃/s的冷却速度冷却到常温。
(2)本发明例：然后以10℃/s的冷却速度冷却到马氏体相变点以下，然后在300℃的温度下进行60秒钟的加热，随后以20℃/s的冷却速度冷却到100℃以下。
其结果列入表2和表3。
在表2和表3中所表示的抗拉强度(TS)、扩孔率、金属组织、镀覆密合性、镀覆外观、以及合格判定如下所述。
●抗拉强度：以JIS 5号拉伸试片在L方向的拉伸进行评价。
●扩孔率：采用日本铁钢联盟标准、JFS T1001-1996扩孔试验方法。对φ10mm的冲孔(口模内径10.3mm、间隙12.5％)用60°顶角的圆锥冲头对冲孔的翻边向外侧方向以20mm/min进行压扩成形。
扩孔率：λ(％)＝{(D-D0)/D0}×100
D：裂纹贯穿板厚时的孔径(mm)
D0：初期孔径(mm)
●金属组织：用光学显微镜观察，以及铁素体通过硝酸乙醇腐蚀、马氏体通过拒斥板腐蚀(レペラ一エツチング)进行观察。
回火马氏体的面积率的定量化是通过拒斥板腐蚀对试料进行研磨(氧化铝抛光)，在腐蚀液(纯水、焦亚硫酸钠、乙醇、苦味酸的混合液)中浸渍10秒钟后再次研磨，水洗后将该试料用冷风干燥，然后将试料的组织放大1000倍，在100μm×100μm的范围由全自动画像解析(ル—ゼツクス)装置测定面积，确定回火马氏体的面积％。在表2和表3中，将该回火马氏体的面积率表示为回火马氏体面积％。
●镀覆密合性：以60°的V型弯曲试验从弯曲部的镀覆剥离状况进行评价。
◎：镀覆剥离小(剥离宽度不足3mm)
○：在实用上没问题程度的轻微的剥离(剥离宽度为3mm以上但不足7mm)
△：可以看到相当数量的剥离(剥离宽度为7mm以上但不足10mm)
×：剥离明显(剥离宽度为10mm以上)
密合性为◎、○则判定为合格。
●镀覆外观：目视观察
◎：没有缺镀或不均，为均匀的外观
○：没有缺镀，存在着实用上没问题程度的外观不均
△：外观不均明显
×：出现缺镀，且外观不均明显
镀覆外观为◎、○则为合格。
●合格：TS≥540MPa、TS×El≥18,000
扩孔率：TS＜980Mpa             50％以上时合格
        TS≥980Mpa             40％以上时合格
表1/成分
  钢种   TS目标值   C   Si   Mn   P   S   N   Al   Mo   V
  A   400   0.032   0.102   1.96   0.022   0.004   0.0050   0.033
  B   400   0.048   0.081   2.21   0.012   0.003   0.0060   0.050
  C   480   0.018   0.176   1.31   0.032   0.005   0.0070   0.810
  D   500   0.018   0.112   2.35   0.043   0.006   0.0100   0.990
  E   540   0.027   0.074   2.87   0.016   0.003   0.0050   0.430
  F   550   0.030   0.177   1.11   0.016   0.009   0.0050   0.950
  G   560   0.032   0.186   2.78   0.029   0.006   0.0030   0.930
  H   570   0.044   0.100   2.34   0.039   0.002   0.0080   0.300
  I   580   0.058   0.171   2.06   0.056   0.007   0.0030   0.970
  J   580   0.058   0.160   0.17   0.033   0.002   0.0080   0.900   0.180
  K   590   0.071   0.196   1.42   0.037   0.003   0.0050   0.550
  L   640   0.082   0.089   1.15   0.016   0.004   0.0050   1.140
  M   680   0.082   0.081   2.93   0.040   0.001   0.0030   1.050
  N   700   0.093   0.055   1.84   0.007   0.006   0.0070   0.500
  O   760   0.100   0.013   0.70   0.002   0.080   0.0040   0.810
  P   780   0.110   0.122   2.64   0.057   0.009   0.0020   0.730
  Q   800   0.120   0.084   0.17   0.010   0.010   0.0040   0.870
  R   840   0.120   0.148   0.19   0.016   0.008   0.0060   1.000
  S   900   0.134   0.047   0.19   0.042   0.010   0.0070   1.110
  T   920   0.140   0.042   1.71   0.021   0.006   0.0050   0.780
  U   950   0.144   0.076   0.89   0.033   0.011   0.0060   0.580   0.190
  V   950   0.142   0.116   0.27   0.046   0.007   0.0060   0.850   0.250
  W   980   0.147   0.122   0.92   0.035   0.009   0.0070   0.680   0.270
  X   980   0.150   0.107   1.76   0.059   0.006   0.0090   0.880
  Y   1280   0.210   0.153   1.20   0.025   0.005   0.0020   0.780
  Z   1320   0.235   0.176   2.73   0.051   0.008   0.0040   0.850
  AA   950   0.122   0.275   0.27   0.046   0.007   0.0060   0.650
  AB   1180   0.152   0.118   1.95   0.055   0.008   0.0090   0.720   0.280
  AC   1180   0.150   0.107   2.99   0.059   0.006   0.0090   0.880
  AD   1200   0.210   0.299   1.20   0.025   0.005   0.0020   0.600   0.050
  AE   1350   0.250   0.233   1.36   0.039   0.009   0.0080   0.750   0.270
  AF   1480   0.289   0.186   2.06   0.052   0.004   0.0080   0.910
  AG   780   0.095   0.247   2.09   0.008   0.007   0.0029   0.892
  AH   780   0.101   0.226   2.68   0.006   0.008   0.0080   1.712
  AI   1130   0.261   0.276   0.43   0.043   0.009   0.0090   0.815   0.050
  AJ   1470   0.300   0.289   0.47   0.038   0.005   0.0005   1.391
  AK   1570   0.295   0.395   0.52   0.040   0.004   0.0032   0.212   0.150
  AL   1570   0.298   0.526   0.88   0.049   0.006   0.0069   0.106
  AM   310   0.009   0.202   0.43   0.007   0.010   0.0063   1.778
  AN   1570   0.320   0.113   2.92   0.003   0.006   0.0007   0.462
  AO   980   0.166   0.607   2.64   0.056   0.009   0.0049   0.422   0.050
  AP   880   0.113   0.083   0.09   0.049   0.001   0.0006   0.527
  AQ   1180   0.164   0.285   3.44   0.020   0.004   0.0041   1.247   0.072
  AR   780   0.125   0.267   2.06   0.070   0.003   0.0009   0.337
  AS   540   0.058   0.131   2.50   0.002   0.020   0.0059   0.377
  AT   540   0.026   0.145   0.15   0.011   0.010   0.0200   0.273
  AU   720   0.099   0.188   0.45   0.046   0.002   0.0030   0.009
  AV   880   0.130   0.186   2.39   0.051   0.006   0.0030   2.010
表1(续表)
  钢种   Ti   Nb   Cu   Ni   Cr   Ca   B   REM   区分
  A   本发明成分
  B   本发明成分
  C   0.040   本发明成分
  D   0.040   本发明成分
  E   本发明成分
  F   本发明成分
  G   本发明成分
  H   本发明成分
  I   本发明成分
  J   本发明成分
  K   本发明成分
  L   0.0020   本发明成分
  M   0.0010   本发明成分
  N   本发明成分
  O   0.0030   本发明成分
  P   本发明成分
  Q   0.060   本发明成分
  R   本发明成分
  S   0.010   0.010   本发明成分
  T   本发明成分
  U   本发明成分
  V   本发明成分
  W   本发明成分
  X   本发明成分
  Y   本发明成分
  Z   0.020   本发明成分
  AA   本发明成分
  AB   本发明成分
  AC   0.060   本发明成分
  AD   本发明成分
  AE   本发明成分
  AF   本发明成分
  AG   本发明成分
  AH   本发明成分
  AI   本发明成分
  AJ   本发明成分
  AK   0.045   本发明成分
  AL   0.030   0.040   本发明成分
  AM   比较成分例
  AN   0.020   0.025   0.0030   比较成分例
  AO   0.0030   比较成分例
  AP   0.022   0.027   0.0010   比较成分例
  AQ   比较成分例
  AR   比较成分例
  AS   0.023   0.025   比较成分例
  AT   比较成分例
  AU   比较成分例
  AV   比较成分例
表2/制法①
实验编号 钢种 TS(MPa) EL(％) TSxEL                               (A)式
  TS目标值(MPa) (A)式左边 A1 (A)式右边 (A)式判定
  1   A   409   44.1   18037   400   0.061   0.033   1.194   ×
  2   B   417   43.9   18306   400   0.075   0.050   1.257   ×
  3   C   476   37.9   18040   480   0.076   0.810   0.972   ○
  4   D   508   36.9   18745   500   0.137   0.990   1.164   ○
  5   E   551   33.0   18183   540   0.196   0.430   1.278   ○
  6   F   549   33.1   18172   550   0.133   0.950   0.969   ○
  7   G   568   32.5   18460   560   0.135   0.930   0.942   ○
  8   H   582   31.9   18566   570   0.203   0.300   1.200   ○
  9   I   591   30.9   18262   580   0.162   0.970   0.987   ○
  10   J   584   31.2   18221   580   0.170   0.900   1.020   ○
  11   K   605   29.9   18090   590   0.153   0.550   0.912   ○
  12   L   632   30.1   19023   640   0.268   1.140   1.233   ○
  13   M   688   28.7   19746   680   0.307   1.050   1.257   ○
  14   N   695   27.2   18904   700   0.341   0.500   1.335   ○
  15   O   743   24.8   18426   760   0.420   0.810   1.461   ○
  16   P   812   23.2   18838   780   0.361   0.730   1.134   ○
  17   Q   825   22.8   18810   800   0.404   0.870   1.248   ○
  18   R   852   21.5   18318   840   0.393   1.000   1.056   ○
  19   S   905   20.1   18191   900   0.512   1.110   1.359   ○
  20   T   899   20.5   18430   920   0.532   0.780   1.374   ○
  21   U   952   19.0   18088   950   0.534   0.580   1.272   ○
  22   V   934   19.5   18213   950   0.506   0.850   1.152   ○
  23   W   987   19.1   18852   980   0.527   0.680   1.134   ○
  24   X   1024   18.2   18637   980   0.537   0.880   1.179   ○
  25   Y   1320   14.9   19668   1280   0.754   0.780   1.041   ○
  26   Z   1400   13.5   18900   1320   0.771   0.850   0.972   ○
  27   AA   965   19.9   19204   950   0.397   0.650   0.675   ○
  28   AB   1206   15.2   18331   1180   0.695   0.720   1.146   ○
  29   AC   1230   15.8   19434   1180   0.703   0.880   1.179   ○
  30   AD   1220   15.3   18666   1200   0.587   0.600   0.603   ○
  31   AE   1364   13.4   18278   1350   0.757   0.750   0.801   ×
  32   AF   1520   12.2   18544   1480   0.897   0.910   0.942   ○
  33   AG   795   22.5   17888   780   0.275   0.892   0.759   ×
  34   AH   825   20.9   17243   780   0.290   1.712   0.822   ×
  35   AI   1158   15.1   17486   1130   0.545   0.815   0.672   ×
  36   AJ   1476   12.2   18007   1470   0.817   1.391   0.633   ×
  37   AK   1584   11.4   18058   1570   0.827   0.212   0.315   ×
  38   AL   1603   11.3   18114   1570   0.737   0.106   -0.078   ×
  39   AM   335   33.2   11122   310   -0.083   1.778   0.894   ×
  40   AN   1623   7.8   12659   1570   1.021   0.462   1.161   ×
  41   AO   985   17.5   17238   980   0.192   0.422   -0.321   ×
  42   AP   885   18.5   16373   880   0.471   0.527   1.251   ○
  43   AQ   1235   10.2   12597   1180   0.580   1.247   0.645   ×
  44   AR   795   20.1   15980   780   0.261   0.337   0.699   ○
  45   AS   587   26.5   15556   540   0.157   0.377   1.107   ○
  46   AT   557   31.2   17378   540   0.147   0.273   1.065   ○
  47   AU   750   22.2   16650   720   0.266   0.009   0.936   ×
  48   AV   899   18.6   16721   880   0.400   2.010   0.942   ×
表2/(续表)
实验编号   回火马氏体面积(％) 扩孔率(％) 镀覆密合性 镀覆外观 区分
  1   ＜5％   80   ◎   ◎   比较例
  2   ＜5％   77   ◎   ◎   比较例
  3   ＜5％   73   ○   ◎   比较例
  4   ＜5％   70   ◎   ◎   比较例
  5   ＜5％   66   ◎   ◎   比较例
  6   ＜5％   65   ○   ◎   比较例
  7   ＜5％   63   ○   ◎   比较例
  8   ＜5％   61   ◎   ◎   比较例
  9   ＜5％   60   ○   ○   比较例
  10   ＜5％   62   ○   ○   比较例
  11   ＜5％   58   ○   ◎   比较例
  12   ＜5％   60   ◎   ◎   比较例
  13   ＜5％   58   ◎   ◎   比较例
  14   ＜5％   56   ◎   ◎   比较例
  15   ＜5％   55   ◎   ◎   比较例
  16   ＜5％   54   ○   ◎   比较例
  17   ＜5％   53   ◎   ◎   比较例
  18   ＜5％   51   ○   ◎   比较例
  19   ＜5％   50   ◎   ◎   比较例
  20   ＜5％   49   ◎   ◎   比较例
  21   ＜5％   44   ○   ◎   比较例
  22   ＜5％   47   ○   ◎   比较例
  23   ＜5％   46   ○   ◎   比较例
  24   ＜5％   45   ○   ◎   比较例
  25   ＜5％   38   ○   ○   比较例
  26   ＜5％   37   ○   ○   比较例
  27   ＜5％   48   ○   ○   比较例
  28   ＜5％   39   ○   ○   比较例
  29   ＜5％   41   ◎   ◎   比较例
  30   ＜5％   40   ○   ○   比较例
  31   ＜5％   37   ○   ○   比较例
  32   ＜5％   35   ○   ○   比较例
  33   ＜5％   54   ○   ○   比较例
  34   ＜5％   52   ○   ○   比较例
  35   ＜5％   41   ○   ○   比较例
  36   ＜5％   35   ○   ○   比较例
  37   ＜5％   34   ○   ○   比较例
  38   ＜5％   33   ○   ○   比较例
  39   ＜5％   64   ○   ○   比较例
  40   ＜5％   27   ○   ◎   比较例
  41   ＜5％   47   △   △   比较例
  42   ＜5％   45   ◎   ◎   比较例
  43   ＜5％   30   △   △   比较例
  44   ＜5％   50   ○   ○   比较例
  45   ＜5％   56   ○   ◎   比较例
  46   ＜5％   60   ○   ◎   比较例
  47   ＜5％   50   ○   ○   比较例
  48   ＜5％   49   ×   ×   比较例
表3/制法②
实验编号 钢种 TS(MPa) EL(％) TSxEL                             (A)式
  TS目标值(*)(MPa) (A)式左边 A1 (A)式右边 (A)式判定
  1   A   376   48.1   18087   360   0.028   0.033   1.194   ○
  2   B   379   48.3   18325   360   0.042   0.050   1.257   ○
  3   C   443   42.4   18791   440   0.043   0.810   0.972   ○
  4   D   467   40.2   18798   460   0.103   0.990   1.164   ○
  5   E   501   36.3   18201   500   0.163   0.430   1.278   ○
  6   F   511   37.1   18928   510   0.100   0.950   0.969   ○
  7   G   523   35.4   18512   520   0.102   0.930   0.942   ○
  8   H   530   35.1   18584   530   0.170   0.300   1.200   ○
  9   I   550   34.6   19022   540   0.129   0.970   0.987   ○
  10   J   537   34.0   18272   530   0.128   0.900   1.020   ○
  11   K   551   32.9   18108   550   0.120   0.550   0.912   ○
  12   L   594   33.7   20028   590   0.227   1.140   1.233   ○
  13   M   633   31.3   19801   630   0.266   1.050   1.257   ○
  14   N   653   29.9   19547   650   0.300   0.500   1.335   ○
  15   O   706   27.8   19606   700   0.370   0.810   1.461   ○
  16   P   747   25.3   18891   740   0.328   0.730   1.134   ○
  17   Q   767   25.1   19243   760   0.371   0.870   1.248   ○
  18   R   809   24.1   19490   800   0.360   1.000   1.056   ○
  19   S   860   22.3   19182   860   0.479   1.110   1.359   ○
  20   T   863   23.2   19992   860   0.483   0.780   1.374   ○
  21   U   895   21.1   18873   890   0.484   0.580   1.272   ○
  22   V   897   22.4   20107   890   0.457   0.850   1.152   ○
  23   W   928   21.2   19670   920   0.477   0.680   1.134   ○
  24   X   922   20.2   18618   920   0.488   0.880   1.179   ○
  25   Y   1228   16.8   20669   1220   0.704   0.780   1.041   ○
  26   Z   1274   15.5   19779   1260   0.721   0.850   0.972   ○
  27   AA   907   22.1   20037   890   0.347   0.650   0.675   ○
  28   AB   1134   16.9   19127   1120   0.646   0.720   1.146   ○
  29   AC   1132   17.9   20204   1120   0.653   0.880   1.179   ○
  30   AD   1147   17.6   20178   1140   0.537   0.600   0.603   ○
  31   AE   1296   14.9   19274   1290   0.707   0.750   0.801   ○
  32   AF   1429   13.5   19349   1420   0.847   0.910   0.942   ○
  33   AG   731   25.4   18596   730   0.234   0.892   0.759   ×
  34   AH   751   24.0   18044   740   0.257   1.712   0.822   ×
  35   AI   1077   17.4   18701   1070   0.495   0.815   0.672   ×
  36   AJ   1402   13.8   19331   1400   0.759   1.391   0.633   ×
  37   AK   1457   12.7   18440   1450   0.728   0.212   0.315   ×
  38   AL   1459   12.5   18297   1450   0.637   0.106   -0.078   ×
  39   AM   312   37.2   11585   300   -0.091   1.778   0.894   ×
  40   AN   1493   8.5   12695   1490   0.955   0.462   1.161   ×
  41   AO   896   19.3   17255   890   0.118   0.422   -0.321   ×
  42   AP   823   20.7   17054   820   0.421   0.527   1.251   ○
  43   AQ   1136   11.1   12632   1120   0.530   1.247   0.645   ×
  44   AR   723   22.1   15995   720   0.212   0.337   0.699   ○
  45   AS   546   29.7   16203   540   0.157   0.377   1.107   ○
  46   AT   512   34.0   17427   510   0.122   0.273   1.065   ○
  47   AU   683   24.4   16667   680   0.233   0.009   0.936   ×
  48   AV   809   20.3   16404   800   0.334   2.010   0.942   ×
*：考虑了回火的修正TS目标值
表3/(续表)
实验编号   回火马氏体面积(％)   扩孔率(％) 镀覆密合性 镀覆外观 区分
  1   5.2   94   ◎   ◎   本发明例
  2   5.3   91   ◎   ◎   本发明例
  3   6.4   86   ○   ◎   本发明例
  4   6.7   82   ◎   ◎   本发明例
  5   7.8   77   ◎   ◎   本发明例
  6   9.0   76   ○   ◎   本发明例
  7   9.7   74   ○   ◎   本发明例
  8   11.4   72   ◎   ◎   本发明例
  9   14.6   71   ○   ○   本发明例
  10   13.5   72   ○   ○   本发明例
  11   17.2   68   ○   ◎   本发明例
  12   20.3   71   ◎   ◎   本发明例
  13   21.1   67   ◎   ◎   本发明例
  14   21.5   66   ◎   ◎   本发明例
  15   22.3   65   ◎   ◎   本发明例
  16   24.6   63   ○   ◎   本发明例
  17   21.1   61   ◎   ◎   本发明例
  18   21.6   60   ○   ◎   本发明例
  19   22.8   59   ◎   ◎   本发明例
  20   24.3   58   ◎   ◎   本发明例
  21   25.2   52   ○   ◎   本发明例
  22   25.0   56   ○   ◎   本发明例
  23   26.2   55   ○   ◎   本发明例
  24   25.9   54   ○   ◎   本发明例
  25   42.7   45   ○   ○   本发明例
  26   45.5   45   ○   ○   本发明例
  27   22.3   57   ○   ○   本发明例
  28   26.9   46   ○   ○   本发明例
  29   26.7   49   ◎   ◎   本发明例
  30   43.0   47   ○   ○   本发明例
  31   47.6   45   ○   ○   本发明例
  32   50.4   41   ○   ○   本发明例
  33   20.9   64   ○   ○   本发明例
  34   22.5   62   ○   ○   本发明例
  35   47.6   49   ○   ○   本发明例
  36   55.3   42   ○   ○   本发明例
  37   58.7   40   ○   ○   本发明例
  38   59.5   40   ○   ○   本发明例
  39   ＜5％   75   ○   ○   比较例
  40   65.3   36   ○   ◎   比较例
  41   31.2   57   △   △   比较例
  42   25.1   54   ◎   ◎   比较例
  43   38.0   37   △   △   比较例
  44   21.4   59   ○   ○   比较例
  45   12.1   66   ○   ◎   比较例
  46   8.5   71   ○   ◎   比较例
  47   22.2   59   ○   ○   比较例
  48   22.4   57   ×   ×   比较例
正如从实施例1看到的那样，表3所记载的本发明例与表2所记载的同样实验编号的比较例相比，可知通过增加回火马氏体量其扩孔性提高。而且可知，在没有满足式1的场合下，尽管合格条件得以满足，但与其它的相同程度的TS的钢种相比，延伸率变差，其结果是TS×El有下降的倾向。
实施例2
采用真空熔炼炉熔炼、铸造具有表1所示的本发明成分范围的L、AA、AJ钢，并将得到的钢板坯加热至1200℃，然后于热轧时在880℃的温度进行终轧，得到热轧钢板。然后进行冷却，在600℃的温度保持1小时，再现热轧卷取热处理。将得到的热轧钢板经研磨去除氧化铁皮，以70％的压下率进行冷轧后，实施下述的实验1)～实验5)的条件的预镀覆和酸洗。
实验1)：(本发明例)以5％盐酸进行酸洗，实施Ni预镀覆0.5g/m2。
实验2)：(本发明例)不进行酸洗，实施Ni预镀覆0.5g/m2。
实验3)：(比较例)以5％盐酸进行酸洗，实施Ni预镀覆0.005g/m2。
实验4)：(比较例)以5％盐酸进行酸洗，不实施预镀覆。
实验5)：(本发明例)不酸洗，不实施预镀覆。
然后用连续退火模拟机在800℃进行100秒钟的退火，接着以5℃/s的冷却速度冷却到650℃，然后于460℃施以热浸镀锌、于520℃的温度进行合金化处理。接着，以10℃/s的冷却速度冷却到马氏体相变点以下后，在300℃的温度下进行60秒钟的加热，随后以20℃/s的冷却速度冷却到常温。然后以1％压下率实施平整轧制。其结果列入表4。
表4/酸洗、预镀覆条件差别
  实验编号   钢种   镀覆密合性   镀覆外观   区分
  1   L   ◎   ◎   本发明例
  2   L   ◎   ◎   本发明例
  3   L   △   ×   比较例
  4   L   ×   ×   比较例
  5   L   ◎   ◎   本发明例
  1   AA   ◎   ◎   本发明例
  2   AA   ◎   ○   本发明例
  3   AA   ×   ×   比较例
  4   AA   ×   ×   比较例
  5   AA   ○   ○   本发明例
  1   AJ   ◎   ◎   本发明例
  2   AJ   ◎   ○   本发明例
  3   AJ   ×   ×   比较例
  4   AJ   ×   ×   比较例
  5   AJ   ○   ○   本发明例
正如从实施例2看到的那样，对于酸洗、预镀覆的条件差异，从实验1)、实验2)可知，由于预镀覆而使镀覆密合性、镀覆外观有较大提高，而且优选在预镀覆之前进行酸洗。从实验例3)可知，如果预镀覆量少则没有效果。而从实验例4)可知，只进行酸洗反而导致恶化。在只进行酸洗的场合下镀覆密合性以及镀覆外观反而恶化的原因可以认为是：由于在表面过分活化的状态下于连续热浸镀锌的加热工序被加热、钢板表面再次产生钢板的Si、Mn等的氧化物而使镀覆性恶化。
根据本发明，可以提供汽车部件等使用的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板。

Claims (10)

1.一种成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板，其特征在于：以质量％计含有C：0.01～0.3％、Si：0.005～0.6％、Mn：0.1～3.3％、P：0.001～0.06％、S：0.001～0.01％、Al：0.01～1.8％、N：0.0005～0.01％，并由余量Fe以及不可避免的杂质构成；金属组织由铁素体和面积率为5％～60％的回火马氏体构成。
2.根据权利要求1所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板，其特征在于：所述热浸镀锌复合高强度钢板以质量％计还含有选自Mo：0.05～0.5％、V：0.01～0.1％、Ti：0.01～0.2％、Nb：0.005～0.05％、Cu：1.0％以下、Ni：1.0％以下、Cr：1.0％以下、Ca：0.0003～0.005％、REM：0.0003～0.005％、B：0.0003～0.002％中的1种或2种以上。
3.根据权利要求1或2所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板，其特征在于：所述热浸镀锌复合高强度钢板以质量％计还含有0.25～1.80％范围的Al，且Si、Al的质量％与目标抗拉强度(TS)满足下列式1：
(0.0012×[TS目标值]-0.29-[Si])/1.45＜Al＜1.5-3×[Si]    式1
其中，[TS目标值]是钢板的抗拉强度设计值(MPa)，[Si]是Si质量％，Al是Al质量％。
4.一种成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：对于以质量％计含有C：0.01～0.3％、Si：0.005～0.6％、Mn：0.1～3.3％、P：0.001～0.06％、S：0.001～0.01％、Al：0.01～1.8％、N：0.0005～0.01％、并由余量Fe以及不可避免的杂质构成的板坯，经热轧后进行冷轧，在热浸镀锌加热工序加热到Ac1～Ac3+100℃的温度，在保持30秒钟～30分钟后，以1℃/s以上的冷却速度冷却到450～600℃的温度，接着在该温度下施以热浸镀锌处理，然后以1℃/s以上的冷却速度冷却到马氏体相变点以下的温度后，在200℃～500℃的温度保持1秒钟～5分钟，然后以5℃/s以上的冷却速度冷却到100℃以下，从而具有由铁素体和面积率为5％～60％的回火马氏体构成的金属组织。
5.根据权利要求4所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：经所述热浸镀锌处理后施以合金化处理。
6.根据权利要求4或5所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：在所述镀锌层或合金化镀锌层上，再施以铬酸盐处理、无机皮膜处理、化成处理、树脂皮膜处理中的任何1种或2种以上的后处理。
7.根据权利要求4～6中任何一项所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：所述热浸镀锌复合高强度钢板以质量％计还含有选自Mo：0.05～0.5％、V：0.01～0.1％、Ti：0.01～0.2％、Nb：0.005～0.05％、Cu：1.0％以下、Ni：1.0％以下、Cr：1.0％以下、Ca：0.0003～0.005％、REM：0.0003～0.005％、B：0.0003～0.002％中的1种或2种以上。
8.根据权利要求4～7中任何一项所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：所述热浸镀锌复合高强度钢板以质量％计还含有0.25～1.80％范围的Al，且Si、Al的质量％与目标抗拉强度(TS)满足下列式1：
(0.0012×[TS目标值]-0.29-[Si])/1.45＜Al＜1.5-3×[Si]    式1
其中，[TS目标值]是钢板的抗拉强度设计值(MPa)，[Si]是Si质量％，Al是Al质量％。
9.根据权利要求4～8中任何一项所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：在从所述冷轧至热浸镀锌加热工序之间，在钢板的每一面以0.01～2.0g/m2施以选自Ni、Fe、Co、Sn、Cu中的1种或2种以上的预镀覆。
10.根据权利要求9所述的成形性以及扩孔性优良的热浸镀锌复合高强度钢板的制造方法，其特征在于：在所述预镀覆之前对钢板施以酸洗处理。
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