Способ получения холоднокатаного стального листа

Способ получения холоднокатаного стального листа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу получения холоднокатаного стального листа. Более конкретно, оно относится к способу получения холоднокатаного стального листа, который используют в различных профилях, сформированных штамповкой или аналогичным способом, особенно высокопрочного холоднокатаного стального листа, проявляющего превосходную пластичность, способность к деформационному упрочнению и способность к отбортовке внутренних кромок.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящее время, когда область промышленной технологии является высокоспециализированной, требуется, чтобы материал, используемый в каждой области технологии, обладал специальными и высокими эксплуатационными качествами. Например, от холоднокатаного стального листа, подвергаемого штамповке и используемого в дальнейшем, требуется более высокая формуемость с диверсификацией штампованных профилей. Кроме того, поскольку требуется высокая прочность, изучалось использование высокопрочного холоднокатаного стального листа. В частности, что касается стального листа для автомобильной промышленности, с целью снижения веса кузова транспортного средства и, в результате, повышения экономии топлива с точки зрения глобальной защиты окружающей среды, заметно повысился спрос на высокопрочный холоднокатаный стальной лист, проявляющий высокую формуемость тонких стенок. При штамповке, поскольку толщина используемого стального листа уменьшается, легко возникают трещины и складки. Поэтому требуется стальной лист, проявляющий еще более высокую пластичность и способность к отбортовке внутренних кромок (отбортовке-вытяжке). Однако формуемость при штамповке и сильное упрочнение стального листа являются характеристиками, противоречащими одна другой, поэтому одновременное удовлетворение данных характеристик является затруднительным.

В качестве способа улучшения формуемости при штамповке высокопрочного холоднокатаного стального листа предлагалось множество методик, касающихся измельчения зерен микроструктуры. Например, в Патентном документе 1 описан способ получения высокопрочного холоднокатаного стального листа с очень мелкими зернами, который подвергают прокатке с общим обжатием 80% или более в температурном диапазоне поблизости от точки Ar₃ в процессе горячей прокатки. В Патентном документе 2 описан способ получения сверхизмельченной ферритной стали, которую подвергают непрерывной прокатке со степенью обжатия 40% или более в процессе горячей прокатки.

Использование данных способов приводит к улучшению баланса между прочностью и пластичностью горячекатаного стального листа. Однако в вышеупомянутых Патентных документах вообще отсутствует описание способа получения мелкозернистого холоднокатаного стального листа для улучшения формуемости при штамповке. Согласно исследованию, проведенному авторами настоящего изобретения, при осуществлении прокатки и отжига мелкозернистого горячекатаного стального листа, полученного прокаткой с высокой степенью обжатия, кристаллические зерна основного металла проявляют тенденцию к укрупнению, затрудняя получение холоднокатаного стального листа, проявляющего превосходную формуемость при штамповке. В частности, при получении холоднокатаного стального листа с многофазной структурой, содержащего фазу продукта низкотемпературного превращения или остаточный аустенит в металлической структуре, который должен быть отожжен в высокотемпературной зоне точки Ac₁ или выше, укрупнение зерен кристаллов во время отжига становится заметным, и преимущество холоднокатаного стального листа с многофазной структурой, заключающееся в превосходной пластичности, не может быть реализовано.

В Патентном документе 3 описан способ получения горячекатаного стального листа со сверхмелкими зернами, согласно которому осуществляют обжатие при прокатке в области динамической рекристаллизации с обжимающим проходом через пять или более клетей. Однако снижение температуры во время горячей прокатки должно быть сильно снижено, поэтому осуществление данного способа на обычном оборудовании для горячей прокатки является затруднительным. Также, несмотря на то, что в Патентном документе 3 описан пример, в котором холодную прокатку и отжиг осуществляют после горячей прокатки, баланс между прочностью на растяжение и расширяемостью сверлом является плохим, а формуемость при штамповке - недостаточной.

Что касается холоднокатаного стального листа, имеющего тонкую структуру, в Патентном документе 4 описан автомобильный высокопрочный холоднокатаный стальной лист, проявляющий превосходную безопасность при столкновении и формуемость, при которой остаточный аустенит, средний размер кристаллов которого составляет 5 мкм или менее, диспергирован в феррите, средний размер кристаллов которого составляет 10 мкм или менее. Стальной лист, содержащий остаточный аустенит в металлической структуре, проявляет большое удлинение благодаря обусловленной превращением пластичности (ТРИП), вызванной превращением аустенита в мартенсит во время обработки; однако расширяемость сверлом ухудшается в результате формирования твердого мартенсита. Относительно холоднокатаного стального листа, описанного в Патентном документе 4, предполагается, что пластичность и расширяемость сверлом улучшаются в результате измельчения феррита и остаточного аустенита. Однако коэффициент расширения сверлом составляет максимум 1,5, поэтому трудно говорить о достижении достаточной формуемости при штамповании. Также для повышения индекса деформационного упрочнения и улучшения безопасности при столкновении необходимо превратить основную фазу в мягкую ферритную фазу, что затрудняет получение высокой прочности на растяжение.

В Патентном документе 5 описан высокопрочный стальной лист, проявляющий превосходную способность к удлинению и отбортовке внутренних кромок, при которой вторичную фазу, состоящую из остаточного аустенита и/или мартенсита, мелко диспергируют внутри зерен кристаллов. Однако для измельчения вторичной фазы до наноразмера и для ее диспергирования внутри зерен кристаллов необходимо использовать дорогостоящие элементы, такие как Cu и Ni, в больших количествах и осуществлять обработку на твердый раствор при высокой температуре в течение длительного периода времени, поэтому повышение производственной стоимости и снижение производительности являются ощутимыми.

В Патентном документе 6 описан высокопрочный (при растяжении), гальванизированный горячим способом стальной лист, проявляющий превосходную пластичность, способность к отбортовке внутренних кромок и сопротивлению усталости, в котором остаточный аустенит и фаза низкотемпературного превращения диспергированы в феррите, средний размер зерен кристаллов которого составляет 10 мкм или менее, и в отпущенном мартенсите. Отпущенный мартенсит представляет собой фазу, эффективно улучшающую способность к отбортовке внутренних кромок и сопротивлению усталости, поэтому предполагается, что при уменьшении размера зерен отпущенного мартенсита данные свойства улучшаются еще больше. Однако для получения металлической структуры, содержащей отпущенный мартенсит и остаточный аустенит, необходимы первичный отжиг для формирования мартенсита и вторичный отжиг для отпуска мартенсита и далее для получения остаточного аустенита, что вызывает существенное ухудшение производительности.

В Патентном документе 7 описан способ получения холоднокатаного стального листа, в котором остаточный аустенит диспергирован в мелкозернистом феррите, согласно которому стальной лист резко охлаждают до температуры 720°С или ниже после горячей прокатки и выдерживают при температурном диапазоне от 600 до 720°С в течение 2 секунд или более, после чего горячекатаный стальной лист подвергают холодной прокатке и отжигу.

ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ

Патентный документ 1: JP 58-123823 A1

Патентный документ 2: JP 59-229413 A1

Патентный документ 3: JP 11-152544 A1

Патентный документ 4: JP 11-61326 A1

Патентный документ 5: JP 2005-179703 A1

Патентный документ 6: JP 2001-192768 A1

Патентный документ 7: WO2007/15541 A1

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Упомянутая выше методика, описанная в Патентном документе 7, целесообразна тем, что холоднокатаный стальной лист, в котором сформирована мелкозернистая структура и обрабатываемость и теплоустойчивость которого улучшены, может быть получен способом, согласно которому, после окончания горячей прокатки, напряженное состояние, накопившееся в аустените, не снимают, а превращение феррита осуществляют, используя напряженное состояние в качестве движущей силы.

Однако из-за необходимости в улучшении характеристик в последние годы появилась потребность в одновременном придании холоднокатаному стальному листу высокой прочности, хорошей пластичности, превосходной способности к деформационному упрочнению и превосходной способности к отбортовке внутренних кромок.

Настоящее изобретение было совершено для удовлетворения данной потребности. А именно, целью настоящего изобретения является разработка высокопрочного холоднокатаного стального листа, проявляющего превосходную пластичность, способность к деформационному упрочнению и способность к отбортовке внутренних кромок, при этом прочность на растяжение составляет 780 МПа или более.

Авторы настоящего изобретения подробно исследовали влияние химического состава и условий производства на механические свойства высокопрочного (при растяжении) холоднокатаного стального листа. В данном описании символ «%», указывающий содержание каждого элемента в химическом составе стали означает весовой процент.

Ряд образцов стали имеет следующий химический состав, в весовых процентах: С: более 0,020% и менее 0,30%; Si: более 0,10% и 3,00% или менее; Mn: более 1,00% и 3,50% или менее; Р: 0,10% или менее; S: 0,010% или менее; раств. Al: 2,00% или менее и N: 0,010% или менее.

Сляб, имеющий вышеописанный химический состав, нагревают до 1200°С, а затем подвергают горячей прокатке до толщины 2,0 мм согласно различным схемам проходов прокатки в температурном диапазоне точки Ar₃ или выше. После горячей прокатки стальные листы охлаждают до температурного диапазона 780°С или ниже в различных условиях охлаждения. После охлаждения на воздухе в течение 5-10 секунд стальные листы охлаждают до различных температур со скоростью охлаждения 90°С/сек. или ниже. Такую температуру охлаждения используют как температуру сматывания в рулон. После загрузки стальных листов в электрическую нагревательную печь, имеющую такую же температуру, стальные листы охлаждают в печи со скоростью охлаждения 20°С/час, при этом моделируют постепенное охлаждение после сматывания полосы в рулон. Некоторые из полученных таким образом горячекатаных стальных листов нагревают до различных температур, а затем охлаждают, получая в результате горячекатаные и отожженные стальные листы. Горячекатаные стальные листы или горячекатаные и отожженные стальные листы подвергают травлению и холодной прокатке с 50% обжатием таким образом, чтобы получить толщину 1,0 мм. Используя симулятор непрерывного отжига, полученные горячекатаные стальные листы нагревают до различных температур и выдерживают в течение 95 секунд, а затем охлаждают, получая отожженные стальные листы.

От каждого из горячекатаных стальных листов, горячекатаных и отожженных стальных листов отбирают образец для исследования структуры. Используя сканирующий электронный микроскоп (SEM), оборудованный оптическим микроскопом и анализатором дифракционных картин обратного рассеяния электронов (EBSP), металлическую структуру исследуют на глубине, составляющей одну четвертую часть толщины от поверхности стального листа, и используя прибор для рентгеновской дифрактометрии (XRD), измеряют объемная доля на глубине, составляющей одну четвертую часть толщины от поверхности отожженного стального листа. Также от отожженного стального листа отбирают образец для испытания на разрыв вдоль направления, перпендикулярного направлению прокатки. Используя данный образец для испытания на растяжение, проводят испытание на растяжение, при этом пластичность определяют по величине полного удлинения, а способность к деформационному упрочнению определяют по индексу деформационного упрочнения (величина n) в диапазоне напряжения от 5 до 10%. Затем от отожженного стального листа отбирают образец для испытания на расширение с использованием 100-мм квадратного сверла. Используя данный образец для испытаний, проводят испытание по расширению сверлом, при этом определяют способность к отбортовке внутренних кромок. В испытании по расширению сверлом проделывают перфорационное отверстие диаметром 10 мм с зазором, составляющим 12,5%, пробитое отверстие расширяют, используя конусообразный пуансон, угол передней кромки которого составляет 60°, и измеряют степень расширения (степень расширения сверлом) отверстия в тот момент, когда образуется трещина, проходящая по толщине листа.

В результате проведения таких предварительных испытаний были сделаны открытия, описанные в следующих пунктах от (А) до (I).

(А) В том случае, если горячекатаный стальной лист, который получен в результате так называемого «процесса немедленного резкого охлаждения», согласно которому резкое охлаждение осуществляют посредством охлаждения водой немедленно после горячей прокатки, а именно, горячекатаный стальной лист получают способом, при котором сталь резко охлаждают до температуры 780°С или ниже в течение 0,40 секунды после завершения горячей прокатки, подвергают холодной прокатке и отжигу, пластичность и способность к отбортовке внутренних кромок отожженного стального листа улучшаются с повышением температуры отжига. Однако в том случае, если температура отжига слишком высока, зерна аустенита укрупняются, в результате чего пластичность и способность к отбортовке внутренних кромок отожженного стального листа могут внезапно ухудшиться.

(В) В результате регулирования условий горячей прокатки зерна, каждое из которых имеет bcc (объемно-центрированную кубическую) структуру, и зерна, каждое из которых имеет bct структуру (в дальнейшем такие зерна также обычно обозначены как «зерна bcc»), в горячекатаном стальном листе или горячекатаном и отожженном стальном листе, который получен отжигом упомянутого горячекатаного стального листа (в настоящем изобретении горячекатаный стальной лист, подвергнутый отжигу, также обозначен как «горячекатаный и отожженный стальной лист»), оказываются измельченными, что сдерживает укрупнение аустенитных зерен, которое может произойти при проведении отжига при высоких температурах после холодной прокатки. Причина этого неясна, однако, предположительно, это объясняется тем фактом, что поскольку граница кристаллов зерен bcc действует как центр зародышеобразования аустенита вследствие трансформации во время отжига после холодной прокатки, частота зародышеобразования увеличивается благодаря измельчению зерен bcc и укрупнение аустенитных зерен сдерживается даже при высокой температуре отжига.

(С) При тонком выделении карбидов железа в горячекатаном стальном листе или горячекатаном и отожженном стальном листе укрупнение аустенитных зерен, которое может происходить при проведении отжига при высоких температурах после холодной прокатки, сдерживается. Причина этого неясна, однако, предположительно, это объясняется тем фактом, что (а) поскольку карбиды железа действуют как центр зародышеобразования при обратной трансформации в аустенит во время отжига после холодной прокатки, при более тонком выделении карбидов железа частота зародышеобразования увеличивается и аустенитные зерна измельчаются, и (b) поскольку нерастворенные карбиды железа сдерживают рост зерен аустенита, аустенитные зерна измельчаются.

(D) При повышении степени конечного обжатия в валках при горячей прокатке укрупнение аустенитных зерен, которое может происходить при осуществлении отжига при высоких температурах после холодной прокатки, ограничивается. Причина этого неясна, однако, предположительно, это объясняется тем фактом, что (а) с повышением степени конечного обжатия в валках зерна bcc в горячекатаном стальном листе или горячекатаном и отожженном стальном листе измельчаются, и (b) с повышением степени конечного обжатия в валках карбиды железа измельчаются, и число их плотности увеличивается.

(Е) В процессе сматывания полосы в рулон после немедленного резкого охлаждения при повышении температуры сматывания более чем до 400°С укрупнение аустенитных зерен, которое может происходить при осуществлении отжига при высоких температурах после холодной прокатки, ограничивается. Причина этого неясна, однако, предположительно, это объясняется тем фактом, что поскольку размер зерен горячекатаного стального листа уменьшается в результате немедленного резкого охлаждения при повышении температуры сматывания листа в рулон, количество выделившихся карбидов железа в горячекатаном стальном листе заметно увеличивается.

(F) Даже в том случае, если холоднокатаный стальной лист, полученный при низкой температуре сматывания в рулоны, т.е. менее 400°С, в процессе сматывания после немедленного резкого охлаждения подвергают отжигу горячекатаного листа, при котором горячекатаный стальной лист нагревают до температуры 300°С или выше, укрупнение аустенитных зерен, которое может происходить при осуществлении отжига при высоких температурах после холодной прокатки, ограничивается. Причина этого неясна, однако, предположительно, это объясняется тем фактом, что поскольку фаза низкотемпературного превращения в металлической структуре горячекатаного стального листа измельчается в результате немедленного резкого охлаждения при отжиге горячекатаного стального листа, карбиды железа выделяются в виде мелких зерен в фазе низкотемпературного превращения.

(G) По мере повышения содержания Si в стали действие по предотвращению укрупнения аустенитных зерен усиливается. Причина этого неясна, однако, предположительно, это объясняется тем фактом, что (а) с повышением содержания Si размер зерен карбидов железа уменьшается и число их плотности увеличивается.

(Н) При выдерживании стального листа при высокой температуре во время ограничения укрупнения аустенитных зерен и охлаждения получают металлическую структуру, в которой основная фаза представляет собой мелкозернистую фазу низкотемпературного превращения, а число крупных аустенитных зерен является небольшим.

Фиг.1 представляет собой график, показывающий результаты исследования распределения по размерам зерен остаточного аустенита в отожженном стальном листе, полученном в результате горячей прокатки при степени конечного обжатия в валках 42% (величина уменьшения толщины в процентах), температуре окончания прокатки 900°С, температуре прекращения резкого охлаждения 660°С и длительности процесса немедленного резкого охлаждения 0,16 секунды от завершения прокатки до прекращения резкого охлаждения, и холодной прокатки с температурой сматывания полосы в рулон 520°С с последующим отжигом при температуре выдерживания 850°С. Фиг.2 представляет собой график, показывающий результаты исследования распределения по размерам зерен остаточного аустенита в отожженном стальном листе, полученном в результате горячей прокатки сляба, имеющего такой же химический состав, с использованием обычного способа без процесса немедленного резкого охлаждения, и холодной прокатки и отжига горячекатаного стального листа. Сравнение фиг.1 и 2 показывает, что в отожженном стальном листе, полученном с использованием подходящего процесса немедленного резкого охлаждения (фиг.1), формирование крупных аустенитных зерен ограничивается, а остаточный аустенит тонко диспергируется.

(I) Холоднокатаный стальной лист, имеющий такую металлическую структуру, проявляет не только высокую прочность, но и превосходную пластичность, способность к деформационному упрочнению и способность к отбортовке внутренних кромок.

На основании вышеописанных результатов было установлено, что после холодной прокатки горячекатаного стального листа или горячекатаного и отожженного стального листа, имеющего тонкую металлическую структуру, которую получают в результате горячей прокатки стали, содержащей определенное количество или более Si, с повышением степени конечного обжатия, с последующим немедленным резким охлаждением горячекатаного стального листа и со сматыванием стального листа в рулон при высокой температуре или сматыванием стального листа в рулон при низкой температуре, а затем отжигом горячекатаного стального листа, и отжигом холоднокатаного стального листа при высокой температуре и последующем охлаждении, может быть получен холоднокатаный стальной лист, проявляющий превосходную пластичность, способность к деформационному упрочнению и способность к отбортовке внутренних кромок, имеющий такую металлическую структуру, при которой основная фаза представляет собой фазу низкотемпературного превращения, вторичная фаза содержит тонкий остаточный аустенит, а количество крупных аустенитных зерен является небольшим.

В одном аспекте настоящее изобретение предлагает способ получения холоднокатаного стального листа, имеющего такую металлическую структуру, при которой основная фаза представляет собой фазу низкотемпературного превращения, а вторичная фаза содержит остаточный аустенит, отличающийся тем, что данный способ включает следующие процессы (А) и (В) (первое изобретение):

(А) стадию холодной прокатки, на которой горячекатаный стальной лист, имеющий химический состав, включающий, в весовых процентах: С: более 0,020% и менее 0,30%; Si: более 0,10% и максимум 3,00%; Mn: более 1,00% и максимум 3,50%; Р: по меньшей мере 0,10%; S: максимум 0,010%; раств. Al: по меньшей мере 0% и максимум 2,00%; N: максимум 0,010%; Ti: по меньшей мере 0% и менее 0,050%; Nb: по меньшей мере 0% и менее 0,050%; V: по меньшей мере 0% и максимум 0,50%; Cr: по меньшей мере 0% и максимум 1,0%; Мо: по меньшей мере 0% и максимум 0,50%; В: по меньшей мере 0% и максимум 0,010%; Са: по меньшей мере 0% и максимум 0,010%; Mg: по меньшей мере 0% и максимум 0,010%; REM: по меньшей мере 0% и максимум 0,050% и Bi: по меньшей мере 0% и максимум 0,050%, остальное - Fe и загрязняющие примеси, при этом средний размер частиц зерен, имеющих структуру bcc, и зерен, имеющих структуру bct, окруженных границей зерен, имеющих разность ориентации 15° или более, составляет 6,0 мкм или менее, подвергают холодной прокатке для формирования холоднокатаного стального листа; и

(В) процесс отжига, при котором холоднокатаный стальной лист подвергают обработке выдержкой в температурном диапазоне (точка Ас₃-40°С) или выше, после чего охлаждают до температурного диапазона 500°С или ниже и 300°С или выше, и выдерживают при таком температурном диапазоне в течение 30 секунд или дольше.

Горячекатаный стальной лист предпочтительно представляет собой стальной лист, в котором среднечисленная плотность карбидов железа, присутствующих в металлической структуре, составляет 1,0×10^-1/мкм² или более.

В другом аспекте настоящее изобретение предлагает способ получения холоднокатаного стального листа, имеющего такую металлическую структуру, согласно которой основная фаза представляет собой фазу низкотемпературного превращения, а вторичная фаза содержит остаточный аустенит, отличающийся тем, что данный способ включает следующие процессы (С)-(Е) (второе изобретение):

(С) процесс горячей прокатки, при котором сляб, имеющий описанный выше химический состав, подвергают горячей прокатке таким образом, что степень обжатия в валках за один конечный проход составляет более 15%, а прокатку заканчивают в температурном диапазоне точки Ar₃ или выше, формируя горячекатаный стальной лист, после чего горячекатаный стальной лист охлаждают до температурного диапазона 780°С или ниже в течение 0,4 секунды после завершения прокатки и сматывают в рулон в температурном диапазоне выше 400°С;

(D) процесс холодной прокатки, при котором горячекатаный стальной лист, полученный в результате описанного выше процесса (С), подвергают холодной прокатке для формирования холоднокатаного стального листа; и

(Е) процесс отжига, при котором холоднокатаный стальной лист подвергают обработке выдержкой в температурном диапазоне (точка Ас₃-40°С) или выше, после чего охлаждают до температурного диапазона 500°С или ниже и 300°С или выше, и выдерживают при таком температурном диапазоне в течение 30 секунд или дольше.

В следующем аспекте настоящее изобретение предлагает способ получения холоднокатаного стального листа, имеющего такую металлическую структуру, согласно которой основная фаза представляет собой фазу низкотемпературного превращения, а вторичная фаза содержит остаточный аустенит, отличающийся тем, что данный способ включает следующие процессы (F)-(I) (третье изобретение):

(F) процесс горячей прокатки, при котором сляб, имеющий описанный выше химический состав, подвергают горячей прокатке таким образом, что прокатку заканчивают в температурном диапазоне точки Ar₃ или выше, формируя горячекатаный стальной лист, после чего горячекатаный стальной лист охлаждают до температурного диапазона 780°С или ниже в течение 0,4 секунды после завершения прокатки и сматывают в рулон в температурном диапазоне ниже 400°С;

(G) процесс отжига горячекатаного стального листа, при котором горячекатаный стальной лист, полученный в результате процесса (F), подвергают отжигу таким образом, что горячекатаный стальной лист нагревают до температурного диапазона 300°С или выше для формирования горячекатаного и отожженного стального листа;

(Н) процесс холодной прокатки, при котором горячекатаный и отожженный стальной лист подвергают холодной прокатке для формирования холоднокатаного стального листа; и

(I) процесс отжига, при котором холоднокатаный стальной лист подвергают обработке выдержкой в температурном диапазоне (точка Ас₃-40°С) или выше, после чего охлаждают до температурного диапазона 500°С или ниже и 300°С или выше, и выдерживают при таком температурном диапазоне в течение 30 секунд или дольше.

В металлической структуре холоднокатаного стального листа вторичная фаза предпочтительно содержит остаточный аустенит и полигональный феррит.

В процессе холодной прокатки (А), (D) или (Н), холодную прокатку предпочтительно осуществляют при общем обжатии, превышающем 50%.

В процессе отжига (В), (Е) или (I), обработку выдержкой предпочтительно осуществляют в температурном диапазоне (точка Ас₃-40°С) или выше и ниже чем (точка Ас₃+50°С), и/или охлаждение осуществляют на 50°С или более со скоростью охлаждение менее 10,0°С/сек. после обработки выдержкой.

В предпочтительном виде химический состав дополнительно содержит по меньшей мере один тип элементов (% означает «весовые проценты»), описанных ниже.

Один или два или более элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti: по меньшей мере 0,005% и менее 0,050%; Nb: по меньшей мере 0,005% и менее 0,050%, и V: по меньшей мере 0,010% и максимум 0,50%; и/или

Один или два или более элементов, выбранных из группы, состоящей из Cr: по меньшей мере 0,20% и максимум 1,0%; Мо: по меньшей мере 0,05% и максимум 0,50%, и В: по меньшей мере 0,0010% и максимум 0,010%; и/или

Один или два или более элементов, выбранных из группы, состоящей из Са: по меньшей мере 0,0005% и максимум 0,010%; Mg: по меньшей мере 0,0005% и максимум 0,010%; REM: по меньшей мере 0,0005% и максимум 0,050%, и Bi: по меньшей мере 0,0010% и максимум 0,050%.

Согласно настоящему изобретению может быть получен высокопрочный холоднокатаный стальной лист, проявляющий достаточную пластичность, способность к деформационному упрочнению и способность к отбортовке внутренних кромок, который может быть использован для обработки, такой как штамповка. Поэтому настоящее изобретение может существенно способствовать развитию промышленности. Например, настоящее изобретение может способствовать решению глобальных проблем по охране окружающей среды благодаря снижению веса кузова автомобильного транспортного средства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой график, показывающий распределение по размерам зерен остаточного аустенита в отожженном стальном листе, полученном в результате процесса немедленного резкого охлаждения.

Фиг.2 представляет собой график, показывающий распределение по размерам зерен остаточного аустенита в отожженном стальном листе, полученном без использования процесса немедленного резкого охлаждения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Подробное описание металлической структуры и химического состава высокопрочного холоднокатаного стального листа, полученного способом согласно настоящему изобретению, а также условия прокатки и отжига и т.п., используемые в способе согласно настоящему изобретению, обеспечивающем эффективное, постоянное и экономичное получение стального листа, приведено ниже.

1. Металлическая структура

Холоднокатаный стальной лист имеет такую металлическую структуру, при которой основная фаза представляет собой фазу низкотемпературного превращения, а вторичная фаза содержит остаточный аустенит. Это объясняется тем, что такая металлическая структура является предпочтительной для улучшения пластичности, способности к деформационному упрочнению и способности к отбортовке внутренних кромок с сохранением прочности на растяжение. В том случае, если основная фаза представляет собой полигональный феррит, который не фазой низкотемпературного превращения, реализация прочности на растяжение и способности к отбортовке внутренних кромок затрудняется.

Термин «основная фаза» означает фазу или структуру с максимальным объемным отношением, а термин «вторичная фаза» означает фазу или структуру, отличную от основной фазы. Термин «фаза низкотемпературного превращения» означает фазу и структуру, сформированную при низкотемпературном превращении, такую как мартенсит и бейнит. В качестве фазы низкотемпературного превращения, отличной от упомянутого, могут быть также названы бейнитный феррит и отпущенный мартенсит. Бейнитный феррит отличается от полигонального феррита тем, что он имеет форму реек или пластин и высокую плотность дислокаций, и отличается от бейнита тем, что карбиды железа не присутствуют внутри и на границе. Такая фаза низкотемпературного превращения может содержать два или более видов фаз и структур, например, мартенсит и бейнитный феррит. В том случае, если фаза низкотемпературного превращения содержит два или более видов фаз и структур, сумму объемных долей таких фаз и структур определяют как объемную долю фазы низкотемпературного превращения.

Для улучшения пластичности объемная доля остаточного аустенита ко всей структуре предпочтительно превышает 4,0%. Такая объемная доля далее предпочтительно превышает 6,0%, еще более предпочтительно превышает 9,0%, и наиболее предпочтительно превышает 12,0%. С другой стороны, при избыточном объемной доле остаточного аустенита способность к отбортовке внутренних кромок ухудшается. Поэтому объемная доля остаточного аустенита предпочтительно составляет менее 25,0%, более предпочтительно - менее 18,0%, еще более предпочтительно - менее 16,0%, и наиболее предпочтительно - менее 14,0%.

При уменьшении размера зерен остаточного аустенита в холоднокатаном стальном листе, имеющем такую металлическую структуру, при которой основная фаза представляет собой фазу низкотемпературного превращения, а вторичная фаза содержит остаточный аустенит, пластичность, способность к деформационному упрочнению и способность к отбортовке внутренних кромок существенно улучшаются. Поэтому средний размер зерен остаточного аустенита предпочтительно доводят менее чем до 0,80 мкм. Такой средний размер зерен более предпочтительно доводят менее чем до 0,70 мкм, а еще более предпочтительно доводят менее чем до 0,60 мкм. Нижний предел среднего размера зерен остаточного аустенита не имеет каких-либо специальных ограничений, однако для получения среднего размера зерен 0,15 мкм или менее необходимо сильно повысить степень конечного обжатия роликами при горячей прокатке, что ведет к существенному повышению производственной нагрузки. Поэтому нижний предел среднего размера зерен остаточного аустенита предпочтительно доводят более чем до 0,15 мкм.

Даже при небольшом среднем размере зерен остаточного аустенита в холоднокатаном стальном листе, имеющем такую металлическую структуру, при которой основная фаза представляет собой фазу низкотемпературного превращения, а вторичная фаза содержит остаточный аустенит, при наличии больших количеств крупных зерен остаточного аустенита способность к деформационному упрочнению и способность к отбортовке внутренних кромок подвержены ухудшению. Поэтому численная плотность зерен остаточного аустенита, размер каждого из которых составляет 1,2 мкм или более, предпочтительно доводят до 3,0×10^-2/мкм² или менее. Такая численная плотность предпочтительно составляет 2,0×10^-2/мкм² или менее, еще более предпочтительно - 1,5×10^-2/мкм² или менее, и наиболее предпочтительно - 1,0×10^-2/мкм² или менее.

Для дальнейшего улучшения пластичности и способности к деформационному упрочнению вторичная фаза предпочтительно содержит полигональный феррит, помимо остаточного аустенита. Объемная доля полигонального феррита ко всей структуре предпочтительно превышает 2,0%. Такая объемная доля далее предпочтительно превышает 8,0%, еще более предпочтительно превышает 13,0%. С другой стороны, при избыточной объемной доле полигонального феррита способность к отбортовке внутренних кромок ухудшается. Поэтому объемная доля остаточного аустенита предпочтительно составляет менее 27,0%, более предпочтительно - менее 24,0%, еще более предпочтительно - менее 18,0%.

Поскольку зерна полигонального феррита меньше по размеру, действие по улучшению пластичности и способность к отбортовке внутренних кромок улучшаются. Поэтому средний размер кристаллов зерен полигонального феррита предпочтительно доводят менее чем до 5,0 мкм. Такой средний размер кристаллов зерен более предпочтительно составляет менее 4,0 мкм, а еще более предпочтительно - менее 3,0 мкм.

Для дальнейшего улучшения способности к отбортовке внутренних кромок объемная доля отпущенного мартенсита, содержащегося в фазе низкотемпературного превращения, ко всей структуре предпочтительно доводят менее чем до 50,0%. Такая объемная доля далее предпочтительно составляет менее 35,0%, еще более предпочтительно - менее 10,0%.

Для усиления прочности на растяжение фазы низкотемпературного превращения предпочтительно содержит мартенсит. В таком случае объемная доля мартенсита ко всей структуре предпочтительно превышает 4,0%. Такое объемная доля далее предпочтительно превышает 6,0%, еще более предпочтительно превышает 10,0%. С другой стороны, при избыточной объемной доле мартенсита способность к отбортовке внутренних кромок ухудшается. Поэтому объемная доля мартенсита ко всей структуре предпочтительно доводят менее чем до 15,0%.

Металлическую структуру холоднокатаного стального листа согласно настоящему изобретению измеряют в соответствии с нижеприведенным описанием. Определяют объемные доли фазы низкотемпературного превращения и полигонального феррита. А именно, от стального листа отбирают образец для испытаний, полируют поверхность его продольного сечения, параллельную направлению прокатки, и подвергают травлению ниталем. Затем исследуют металлическую структуру, используя SEM на участке на глубине, составляющей одну четвертую толщины от поверхности стального листа. В результате обработки изображений измеряют доли площадей фазы низкотемпературного превращения и полигонального феррита. Допуская, что доля площади равна объемной доле, определяют объемные доли фазы низкотемпературного превращения и полигонального феррита. Средний размер зерен полигонального феррита определяют согласно приведенному ниже описанию. Диаметр эквивалентной окружности определяют в результате деления величины площади, занятой всем полигональным ферритом в поле зрения, на колич