CN103534365A

CN103534365A - 热轧钢板材及相关制造方法

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Publication number: CN103534365A
Application number: CN201280023098.1A
Authority: CN
Inventors: A·佩拉德; A·阿玛德; F·佩舍诺; E·斯腾巴克; J·M·皮帕尔; F·E·哈撒尼
Original assignee: ArcelorMittal Investigacion y Desarrollo SL
Current assignee: ArcelorMittal Investigacion y Desarrollo SL
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: EP2689045B1; MA35008B1; RU2013147375A; ZA201307002B; RU2551727C2; KR20130135972A; KR101544298B1; HUE035730T2; WO2012127125A8; UA113404C2; CA2830853C; PL2689045T3; ES2648787T3; BR112013024416A2; EP2689045A2; MX2013010887A; JP6182522B2; WO2012127136A2; US9540719B2; CA2830853A1

Abstract

本发明主要涉及热轧钢板材，其具有大于690MPa且小于或等于840MPa的弹性极限、780MPa-950MPa的强度、大于10%的断裂延伸率和大于或等于50%的孔膨胀比率(Ac)。本发明板材的化学组成包含，含量以重量表示：0.040%≤C≤0.065%，1.4%≤Mn≤1.9%，0.1%≤Si≤0.55%，0.095%≤Ti≤0.145%，0.025%≤Nb≤0.045%，0.005%≤Al≤0.1%，0.002%≤N≤0.007%，S≤0.004%，P<0.020。此外，其微观组织由粒状贝氏体、铁素体、面积百分比小于1.5%的渗碳体以及钛和铌的碳氮化物构成，并且平行于轧制方向测量的晶粒尺寸D_L与垂直于轧制方向测量的晶粒尺寸D_N之间的比小于或等于1.4。本发明还涉及这种板材的制造方法，尤其是该组成包含或不包含铬。

Description

热轧钢板材及相关制造方法

技术领域

本发明主要涉及热轧钢板材。

本发明还涉及可制造这种钢板材的方法。

背景技术

对机动车辆减重及增强安全性的需求导致了高强度钢的生产。

历史上是从开发包含添加元素以主要获得析出硬化的钢开始的。

后来提出了“双相”钢，其在铁素体基质内包含马氏体以获得弥散硬化。

为了获得与良好变形性能组合的优异强度水平，已经开发了“TRIP”（相变诱发塑性）钢，其微观组织由包含贝氏体和残余奥氏体的铁素体基质构成，该残余奥氏体例如在冲压操作时在变形作用下转变为马氏体。

最后，为了实现大于800MPa的机械强度，已经提出了具有占主要的贝氏体组织的多相钢。这些钢被用在工业中，并且尤其用在汽车工业中，以生产结构部件。

这种类型的钢被描述于公开EP2020451中。为了获得大于10%的断裂延伸率及大于800MPa的机械强度，在此公开中所述的钢除了已知存在碳之外还包含锰和硅、钼和钒。这些钢的微观组织基本上包含上贝氏体（至少80%）以及下贝氏体、马氏体和残余奥氏体。

但是，由于存在钼和钒，这些钢的制造是昂贵的。

发明内容

本发明的目的因而在于获得其制造成本比公开EP2020451中所述钢的制造成本低的钢。

而且，某些汽车部件如保险杆和悬架臂通过组合了不同变形模式的成形操作来制造。该钢的某些微观组织特性可显示出非常适合于一种变形模式但不太适用于另一种变形模式。部件的某些部分必须具有高屈服强度，而其它部分应当具有良好的切割边的成形性能。

这后一性能如下评价：在通过在板材中切割形成孔之后，使用截锥形工具以便实现在这个孔的边缘处的膨胀。正是在此操作过程中可观察在膨胀过程中在该孔的边缘附近的过早损害，这种损害开始于第二相的颗粒或者在钢中不同微观组织成分之间的界面处。

如标准ISO16630:2009中所述，该孔膨胀法在于测量冲压之前的孔初始直径Di，然后测量冲压之后的孔最终直径Df（当通过在孔的边缘在板材的厚度方向上观察到贯穿的裂纹时确定）。因而按照下式确定孔膨胀性能Ac%：

Ac因而用于量化板材在切割孔处耐受冲压的性能。根据这种方法，初始直径为10mm。

在这些条件下，本发明的目的在于获得一种钢板材，其孔膨胀比率Ac%大于或等于50%，并且这是对于通过热轧可获得的厚度范围即1.5-4mm而言的。

本发明的另一目的在于未涂覆的或电镀锌或镀锌的钢板材。该钢的组成和机械特性应当与连续热浸镀锌工艺的热循环和限制相容。

本发明的另一目的在于制造不需要大的轧制力的钢板材的方法，这使得能够制造宽厚度范围的钢。

本发明的另一目的在于获得一种钢板材，其对在冷冲压操作过程中遇到的弹性变形问题相对不敏感。为此，弹性极限Re不应大于840MPa。该弹性极限不应小于或等于690MPa以满足减重要求。

本发明的另一目的在于提供使用传统组装方法可容易焊接的钢板材。

最后，本发明的另一目的在于具有经济制造成本的热轧钢板材，其同时具有大于690MPa且小于或等于840MPa的弹性极限、780MPa-950MPa的机械强度、大于10%的断裂延伸率和大于或等于50%的孔膨胀比率Ac%。大于690MPa的弹性极限被理解为是严格大于690MPa的弹性极限。

为此，本发明涉及热轧钢板材，其化学组成包含，含量以重量表示：

0.040%≤C≤0.065%

1.4%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.55%

0.095%≤Ti≤0.145%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.005%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cr≤0.7%

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Ca≤0.005%

Mg≤0.005%

余量由铁和冶炼产生的不可避免的杂质构成，

其微观组织由粒状贝氏体、铁素体、面积百分比（pourcentagesurfacique）小于1.5%的渗碳体以及钛和铌的碳氮化物构成，并且

平行于轧制方向测量的晶粒尺寸D_L与垂直于轧制方向测量的晶粒尺寸D_N之间的比小于或等于1.4。

本发明的板材还可包含单独或组合的以下任选特性：

-平行于轧制方向测量的晶粒尺寸D_L与垂直于轧制方向测量的晶粒尺寸D_N之间的比小于或等于1.3。

-根据本发明的第一方面，该化学组成包含，含量以重量表示：

0.045%≤C≤0.065%

1.6%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.55%

0.095%≤Ti≤0.125%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.01%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Ca≤0.005%

Mg≤0.005%

所述组成不包含铬。

-根据本发明的该第一方面，该钢的组成包含，含量以重量表示：

0.1%≤Si≤0.3%

-根据本发明的第二方面，该化学组成包含，含量以重量表示：

0.040%≤C≤0.065%

1.4%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.4%

0.095%≤Ti≤0.145%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.01%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

0.2%≤Cr≤0.7%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Ca≤0.005%

Mg≤0.005%。

-当该钢的组成包含铬时，铬含量如下：0.4%≤Cr≤0.6%。

-粒状贝氏体的面积百分比为80%-95%并且铁素体的面积百分比小于20%。

-平均尺寸大于6μm的钛氮化物的密度小于或等于3/mm²。

-该钢的组成包含，以重量含量表示：

0.0005%≤Ca≤0.005%。

-该钢的组成包含，以重量含量表示：

0.0005%≤Mg≤0.005%。

本发明还涉及生产上述板材的方法。

这种方法的特征在于以液态金属的形式提供具有下述组成的钢，含量以重量表示：

0.040%≤C≤0.065%

1.4%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.55%

0.095%≤Ti≤0.145%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.005%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cr≤0.7%

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Mg≤0.005%

余量由铁和不可避免的杂质构成，

并且进行在真空下或者利用SiCa的处理；在后一种情况下，该组成还包含，含量以重量表示：

0.0005%≤Ca≤0.005%，

并且在液态金属中溶解的钛[Ti]和氮[N]的量满足关系%[Ti]%[N]<6·10^-4%²，

并且浇铸该钢以获得浇铸的半成品，

并且所述半成品任选地被加热到1160℃-1300℃的温度，然后，

以880℃-930℃的轧制终了温度热轧所述浇铸的半成品，次末道的压下率小于0.25，末道的压下率小于0.15，两个压下率之和小于0.37，次末道的轧制开始温度小于960℃以获得热轧产品，然后，

以50-150℃/s的速度冷却所述热轧产品以获得热轧钢板材，

并且在470-625℃的温度下卷取所述板材。

这种方法根据本发明的第一方面还可包括单独或组合的以下任选特性：

-该钢的组成包含，含量以重量表示：

0.045%≤C≤0.065%

1.6%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.3%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.095%≤Ti≤0.125%

0.01%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Mg≤0.005%

所述组成不包含铬。

-在该组成不包含铬的情况下，在515℃和严格的620℃之间的温度下卷取该板材。

-在515℃和560℃之间的温度下卷取该板材。

酸洗（décape）所述板材，然后

将酸洗的板材加热到600-750℃的温度，然后以5-20℃/s的速度冷却加热的酸洗的板材，

并且将获得的板材在合适的锌浴中涂覆锌。

该本发明方法根据本发明的第二方面还可包括单独或组合的以下任选特性：

-该钢的组成包含，含量以重量表示：

0.040%≤C≤0.065%

1.4%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.4%

0.095%≤Ti≤0.145%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.005%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

0.2%≤Cr≤0.7%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Ca≤0.005%

Mg≤0.005%

并且在470-580℃的温度下卷取所述板材。

-该钢的组成包含，含量以重量表示:

0.4%≤Cr≤0.6%

-当Mn、Si和Cr含量之和小于2.35%时，该板材在520℃-580℃的温度下卷取。

附图说明

通过参考单一附图并且以示例方式进行的以下描述可以清楚本发明的其它特性和优点，该附图示出了在抛光和侵蚀的表面上观察的孔膨胀比率Ac%随晶粒等轴特性变化的曲线。

具体实施方式

根据本发明，碳的重量含量为0.040%-0.065%。在此范围内的碳含量使得能够同时获得高断裂强度和大于780MPa的机械强度。对于更高的碳含量，尤其是高于0.095%，可焊性往往降低（表1）。

另外，最大碳重量含量被设定为0.065%，这使得能够确保奥氏体向粒状贝氏体的完全转变并且因而避免马氏体和奥氏体的形成以及第二硬相的相伴形成（其限制孔膨胀性能）。此最大含量因而使得能够实现大于或等于50%的孔膨胀比率Ac%。

根据本发明，锰重量含量为1.4%-1.9%。当以这些量存在时，锰有助于板材的强度并且限制中心偏析带的形成。它有助于获得大于或等于50%的孔膨胀比率Ac%。

0.005%-0.1%的铝重量含量使得能够确保钢在制造过程中的脱氧。

根据本发明，该热轧钢板材的化学组成还包含钛和铌。这两种元素尤其给予了板材以所希望的强度、必需的硬度和希望的孔膨胀比率Ac%。这两种元素各自给予了该板材以强度、硬度和孔膨胀比率的特定性能。在本发明中已经发现，这两种元素在该钢的组成中必须以指定的含量存在。

钛更特别地在钢中以0.095%-0.145%重量的量存在。当低于0.095%时，不能实现780MPa的机械强度，而当高于0.145%时，则存在粗钛氮化物析出的风险，这会引起孔膨胀过程中的过早损害。实际上，当存在尺寸大于6μm的氮化物时，已经发现它们是在切割和冲压步骤的过程中从基质脱落的主要原因。

另外，本发明教导了氮重量含量为0.002%-0.007%。氮含量必须小于0.007%以避免在液态金属中氮化物的过早析出。尽管氮含量可以极其低，但其极限值被设定为0.002%以便可以在令人满意的经济条件下进行制造。

在该钢组成中的铌重量含量为0.025%-0.045%并且优选为0.025%-0.035%。当以大于0.025%的质量含量存在时，铌通过形成非常细的碳氮化物有效地硬化。但是，当重量含量高于0.045%时，奥氏体再结晶被延迟。该组织因而包含显著比例的延长的晶粒，这使得不再能够实现所希望的孔膨胀比率Ac%。

钛和铌按照以上所指的特定比例的组合添加使得能够实现最佳的硬化和孔膨胀性能。

因而，本发明的钢不包含昂贵添加的钼。

任选地，该组成可包含小于或等于0.7%的量的铬，以改善表面质量，最尤其是0.4%-0.6%的量。但根据本发明的一个方面，铬的存在并不是绝对必要的，这具有避免昂贵添加的优点。根据本发明的另一方面，以0.2%-0.7%并且优选0.4%-0.6%的量的铬的添加使得能够在较低温度下卷取该钢，正如在下文中将更详细描述的。

该组成还可包含任选存在的最高0.1%的量的铜和/或最高0.25%的量的镍。

为了改善表面质量，该组成还可任选地包含小于或等于0.003%并且优选0.0015-0.0025%的量的硼。

根据本发明，硅在该板材的化学组成中以0.1%-0.55%的重量含量存在。

硅延迟渗碳体的析出。在根据本发明所限定的量中，渗碳体以非常小的量（即小于1.5%的面积含量）并且以非常细的形式析出。渗碳体的这种较细的形态使得能够获得大于或等于50%的高孔膨胀性能。

本发明钢的硫含量小于0.004%以限制硫化物（尤其是锰硫化物）的形成。

在该板材的组成中硫和氮的低含量在孔膨胀性能方面是有利的。

本发明钢的磷含量小于0.020%，以有利于孔膨胀性能和可焊性。

还可以具体说明，该钢组成包含存在重量含量小于或等于0.005%，优选0.0005%-0.005%的钙和/或存在重量含量小于或等于0.005%，优选0.0005%-0.005%的镁。

这两种元素使得能够形成钙和镁的细氧化物或氧硫化物。这些氧化物或氧硫化物起到对于随后钛氮化物/碳氮化物非常细的析出来说的成核剂的作用。碳氮化物尺寸的减小因而使得能够实现改善的孔膨胀性能。根据本发明的钢的微观组织包含粒状贝氏体。

粒状贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体。粒状贝氏体的定义可参见文章“Characterisation and Quantification of Complex BainiticMicrostructures in High and Ultra-High Strength Steels”-MaterialsScience Forum Vol500-501,第387-394页，2005年11月。

如在此文章中指出的，组成本发明钢的微观组织的粒状贝氏体被定义为具有显著比例的高度随意取向的相邻晶粒以及不规则的晶粒形态。

根据本发明，渗碳体以低量存在，被限制到不超过1.5%的面积百分比。因而限制在贝氏体基质和明显更硬的渗碳体之间出现的损害。这种低渗碳体含量尤其源于所使用的硅的添加并且使得能够获得具有大于或等于50%的孔膨胀比率Ac%的钢板材。

该板材可包含最高20%的面积百分比的铁素体。

最后，根据本发明，该板材还包含钛和铌的碳氮化物。

本发明的板材没有马氏体和奥氏体，这使得能够避免存在第二硬相（其作用会限制孔膨胀比率Ac%）。本发明钢的微观组织主要由粒状贝氏体和可能的铁素体和渗碳体以如上确定和指出的比例构成。该钢的硬化通过析出获得并且观察到不存在如上所述的第二硬相。

参考图1，该图显示了平行于轧制方向测量的晶粒尺寸D_L与垂直于轧制方向测量的晶粒尺寸D_N之比与孔膨胀比率Ac之间的关系。

比率D_L/D_N如下确定：使用放大率大约500-1500x的光学显微镜，在包括具有统计学代表性的晶粒群体的表面上观察切割部分的微观组织，该切割部分已经进行了抛光和侵蚀（使用本身已知的试剂）。使用本身已知的图象分析软件如EBSD（电子背散射衍射）来确定平行于轧制方向（D_L）和垂直于轧制方向（D_N）测量的平均晶粒尺寸。比率D_L/D_N因而表征在轧制方向的晶粒的平均延伸，这也被称作等轴特性。

如在图1中所示出的，本发明人已经显示出在孔膨胀系数Ac%与比率D_L/D_N之间存在关系。在图1中绘制的直线指出了实验结果的下限函数并且使得能够在给定孔膨胀水平下确定不应被超过的比率D_L/D_N的值，以达到此给定的水平。因而已经显示出，为了获得大于或等于50%的系数Ac，比率D_L/D_N应当小于或等于1.4，这意味着晶粒必须是相对等轴的。为了获得大于65%或100%的孔膨胀比率Ac%，比率D_L/D_N应当分别小于或等于1.3或者1.1。

另外，粒状贝氏体的面积百分比为80%-95%，并且铁素体的面积百分比小于20%。

为了获得小于1.5%的渗碳体的面积百分比，硅含量为0.1-0.55%重量。

下表1、2A、2B和2C显示出热轧钢板材的化学组成和制造条件对微观组织和机械强度、断裂延伸率、孔膨胀比率Ac%和比率D_L/D_N的影响。

所有这些钢组成具有小于0.020%重量的磷含量。

这些表还提供了关于以下的信息：板材制造成本、厚度范围为1.5-4毫米的热轧钢板材的制造容易性以及可焊性。

对于在这些表中提供的所有实施例并且对于某些对比实施例来说，指出了热轧和冷却的钢板材的卷取温度。

这些表还指出或多或少显著存在“M-A”化合物，即“马氏体-残余奥氏体”。考虑到它们固有的硬度（马氏体）或它们在变形影响下形成马氏体的能力（残余奥氏体），以可变比例组合了马氏体和残余奥氏体的这些化合物的存在对于获得高孔膨胀比率值来说是有害的。

本发明的板材的所有组成和生产条件均使得平均尺寸大于6μm的TiN的密度小于或等于3/mm²。

表1具体地涉及其中钢组成不包含铬的实施例。

对比实施例1对应于在公开EP2020451中描述的板材。在此板材中，如上所述，钒和钼的存在导致过高的成本。

对比实施例2显示出，在不存在钼但存在钒的情况下，所获得的板材具有过低的最大拉伸强度。

此最大拉伸强度Rm可通过添加碳和铌（对比实施例3）提高，但在这种情况下，孔膨胀比率是不足的。

在对比实施例4中，0.03%的铌含量和低钛含量再次导致过低的最大拉伸强度。

对比实施例2、3和4还具有过大量存在的上述M-A化合物。

在对比实施例5和6中，铌和钛含量是高的。可观察到，具有（对比实施例5）或不具有（对比实施例6）钼，孔膨胀比率是不足的并且比率D_L/D_N过高。另外，对于对比实施例5，高含量铌和钼引起尺寸可行性问题。

最后，对比实施例7不同于对比实施例3之处在于其组成不包含钒并且包含高碳含量。在这种情况下可观察到不足的可焊性、有害比例的“M-A”化合物以及不足的弹性极限和孔膨胀比率。

实施例1-3在本发明的范围内，硅含量为0.1%-0.55%。

由于不存在硬化性元素（尤其是Mo）并且由于有限的铌含量，本发明的钢使得能够通过宽厚度范围内热轧而进行容易的制造。

表2A、2B和2C具体地涉及包含0.2-0.7%含量水平的铬的组成。

热轧和冷却的钢板材的卷取温度为500-550℃。

在对比实施例A和B中，锰含量为1.296%。对于这两个对比实施例，可以看到无论卷取温度是500℃还是550℃，该板材都不具有所要求的性能，尤其是在最大拉伸强度方面。

在对比实施例C和D中，硅含量为0.6%。对于这两个对比实施例，可以看到无论卷取温度是500℃还是550℃，该板材都不具有所要求的性能，尤其是因为存在大量“M-A”化合物。

在表2A、2B和2C中给出的其它结果按照锰、硅和铬的添加量的不断增加的总量来分类。

对于小于2.35的Mn、Si和Cr含量总量以及500℃的卷取温度，利用在本发明范围内的组成进行的试验给出了并不令人满意的结果，尤其是在最大拉伸强度方面。

当Mn、Si和Cr含量总量大于2.35时，无论卷取温度是500℃还是550℃，所获得的板材的性能均是令人满意的。

使用0.1%-0.55%重量含量的硅的如上所述钢板材的制造方法包括以下步骤：

以液态金属形式提供具有下述组成的钢，含量以重量表示：

0.040%≤C≤0.065%

1.4%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.55%

0.095%≤Ti≤0.145%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.01%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

S≤0.004%

P<0.020%，以及任选地

Cr≤0.7%

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Mg≤0.005%

余量由铁和不可避免的杂质构成。

钛[Ti]被添加到包含溶解氮[N]含量的液态金属中，以使得在液态金属中溶解的钛[Ti]和氮[N]的量满足%[Ti]%[N]<6·10^-4%²。

使该液态金属经历真空处理或者硅-钙（SiCa）处理，在该情况下规定该组成还包含0.0005%≤Ca≤0.005%的钙重量含量。

在这些条件下，钛氮化物不会在液态金属中以大颗粒形式过早析出（这会具有降低孔膨胀性能的作用）。钛的析出在较低温度下以不均匀分布的碳氮化物形式发生。这种细析出有助于微观组织的细化和硬化。

然后浇铸该钢以获得浇铸的半成品。这可优选通过连续浇铸来进行。非常优选地，该浇铸可在逆向旋转辊之间进行，以获得薄扁坯或薄带形式的浇铸的半成品。实际上，这些浇铸模式引起析出物尺寸的减小，这有利于以最终状态获得的产品中的孔膨胀。

所获得的半成品然后被加热到1160℃-1300℃的温度。当低于1160℃时，不能实现780MPa的所希望的机械拉伸强度。当然，在直接浇铸薄扁坯的情况下，在高于1160℃的温度下开始的半成品的热轧步骤可在浇铸之后立即进行，即不将半成品冷却到环境温度并且因而不需要进行加热步骤。然后，以880℃-930℃的轧制终了温度热轧所述浇铸的半成品，次末道的压下率小于0.25，末道的压下率小于0.15，两个压下率之和小于0.37，次末道的轧制开始温度小于960℃，以获得热轧产品。

在最后两道的过程中，因而在低于非再结晶温度的温度下进行轧制，这防止了奥氏体的再结晶。因而目的在于在这最后两道的过程中不带来奥氏体的过度变形。

这些条件使得能够产生尽可能等轴的晶粒，以满足与孔膨胀比率Ac%相关的要求。

在轧制之后，以50-150℃/s的速度冷却热轧产品以获得热轧钢板材。这种冷却模式被称作“直接的”，即没有中间冷却阶段而在单一步骤中进行。

最后，所获得的板材在470-625℃的温度下卷取。这个温度是重要的，因为大于625℃的卷取温度将导致小于50%的孔膨胀比率Ac%。

在制造未涂覆板材的情况下，卷取温度将为470-625℃，以使得析出更稠密以及尽可能大的硬化。

在制造旨在进行镀锌操作的板材的情况下，卷取温度将为515-560℃，以补偿在与镀锌操作相关的加热处理的过程中出现的另外的析出。

在这后一情况下，卷取的板材随后将进行酸洗并且被加热到600-750℃的温度。此板材然后以5-20℃/s的速度被冷却，然后在合适的锌浴中涂覆锌。

在下表3中，改变扁坯加热温度和/或三个具有不同化学组成的板材的卷取温度，一个包含0.215%的Si（组成A），第二个包含0.490%的Si（组合物B）并且第三个包含0.21%的Si（组成C）。

本发明的所有钢板材均以0.15的轧制次末道压下率和0.07的轧制末道压下率进行轧制，这两道的累积变形为0.22。因而，在热轧结束时，因而获得不太变形的奥氏体。

在具有组成A和B的钢的情况下，当卷取温度过高（650℃，试验A1和B3）时，孔膨胀比率Ac显著低于50%。

在具有组成B的钢的情况下，当扁坯加热温度仅为1150℃（试验B2）时，无法达到780MPa的希望机械强度。

因而，在该组成不含铬的情况下（表3），卷取温度为在470℃和严格的620℃之间。根据表3中的试验B4，620℃的温度被排除。优选在525℃和严格的620℃之间的卷取温度。

在该组成包含铬的情况下，卷取温度优选470℃-580℃，正如在表2A、2B和2C中所示出的。

还对以下钢进行了其它试验：所述钢包含0.245%的Si和0.0299%的少量Cr，其组成在下表4中给出。确定弹性极限Re、强度Rm和断裂延伸率A。这些试验针对以下的扁坯进行：该扁坯被加热到1240℃，热轧到900℃的终了温度，以70℃/s的速度直接冷却，然后在440-540℃的温度卷取并且被冷却到环境温度。然后在Zn浴中连接镀锌之前将该板材加热到580-720℃的温度。

对于试验C1，过低的卷取温度不允许足够的析出和硬化，并且强度未达到780MPa。对于试验C2是同样的，其中在镀锌之前的加热温度被提高，未达到所希望的强度。

对于试验C3，硬化是过度的并且弹性极限超过840MPa的所寻求水平。

Claims

1.热轧钢板材，其具有大于690MPa且小于或等于840MPa的弹性极限、780MPa-950MPa的强度、大于10%的断裂延伸率和大于或等于50%的孔膨胀比率(Ac)，其化学组成包含，含量以重量表示：

0.040%≤C≤0.065%

1.4%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.55%

0.095%≤Ti≤0.145%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.005%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cr≤0.7%

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Ca≤0.005%

Mg≤0.005%

余量由铁和冶炼产生的不可避免的杂质构成，

其微观组织由粒状贝氏体、铁素体、面积百分比小于1.5%的渗碳体以及钛和铌的碳氮化物构成，并且平行于轧制方向测量的晶粒尺寸D_L与垂直于轧制方向测量的晶粒尺寸D_N之间的比小于或等于1.4。

2.根据权利要求1所述的钢板材，其特征在于平行于轧制方向测量的晶粒尺寸D_L与垂直于轧制方向测量的晶粒尺寸D_N之间的比小于或等于1.3。

3.根据权利要求1和2任一项的钢板材，其特征在于该化学组成包含，含量以重量表示：

0.045%≤C≤0.065%

1.6%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.55%

0.095%≤Ti≤0.125%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.01%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Ca≤0.005%

Mg≤0.005%

所述组成不包含铬。

4.根据上述权利要求任一项所述的钢板材，其特征在于该钢的组成包含，含量以重量表示：

0.1%≤Si≤0.3%。

5.根据权利要求1所述的钢板材，其特征在于该化学组成包含，含量以重量表示：

0.040%≤C≤0.065%

1.4%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.4%

0.095%≤Ti≤0.145%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.01%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

0.2%≤Cr≤0.7%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Ca≤0.005%

Mg≤0.005%。

6.根据权利要求1、2或5任一项所述的钢板材，其特征在于该钢的组成包含，含量以重量表示：

0.4%≤Cr≤0.6%。

7.根据上述权利要求任一项所述的钢板材，其特征在于粒状贝氏体的面积百分比为80%-95%并且铁素体的面积百分比小于20%。

8.根据上述权利要求任一项所述的钢板材，其特征在于平均尺寸大于6μm的钛氮化物的密度小于或等于3/mm²。

9.根据上述权利要求任一项所述的钢板材，其特征在于该钢的组成包含，以重量含量表示：

0.0005%≤Ca≤0.005%。

10.根据上述权利要求任一项所述的钢板材，其特征在于该钢的组成包含，以重量含量表示：

0.0005%≤Mg≤0.005%。

11.热轧钢板材的制造方法，该热轧钢板材具有大于690MPa且小于或等于840MPa的弹性极限、780MPa-950MPa的强度、大于10%的断裂延伸率，其特征在于以液态金属的形式提供具有下述组成的钢，含量以重量表示：

0.040%≤C≤0.065%

1.4%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.55%

0.095%≤Ti≤0.145%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.005%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cr≤0.7%

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Mg≤0.005%

余量由铁和不可避免的杂质构成，

进行在真空下或者利用SiCa的处理，在后一种情况下，该组成还包含，含量以重量表示：

0.0005%≤Ca≤0.005%，

在液态金属中溶解的钛[Ti]和氮[N]的量满足%[Ti]%[N]<6·10^-4%²，浇铸该钢以获得浇铸的半成品，

所述半成品任选地被加热到1160℃-1300℃的温度，然后，

以50-150℃/s的速度冷却所述热轧产品以获得热轧钢板材，

并且在470-625℃的温度下卷取所述板材。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于该钢的组成包含，含量以重量表示：

0.045%≤C≤0.065%

1.6%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.3%

0.095%≤Ti≤0.125%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.01%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Mg≤0.005%

所述组成不包含铬。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于在515℃和严格的620℃之间的温度下卷取该板材。

14.根据权利要求11-13任一项所述的热轧钢板材的制造方法，其特征在于在515℃和560℃之间的温度下卷取该板材，

酸洗所述板材，然后

并且将获得的板材在合适的锌浴中涂覆锌。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于该钢的组成包含，含量以重量表示：

0.040%≤C≤0.065%

1.4%≤Mn≤1.9%

0.1%≤Si≤0.4%

0.095%≤Ti≤0.145%

0.025%≤Nb≤0.045%

0.005%≤Al≤0.1%

0.002%≤N≤0.007%

0.2%≤Cr≤0.7%

S≤0.004%

P<0.020

任选地

Cu≤0.1%

Ni≤0.25%

B≤0.003%

Ca≤0.005%

Mg≤0.005%

并且在470-580℃的温度下卷取所述板材。

16.一种方法，其特征在于该钢的组成包含，含量以重量表示:

0.4%≤Cr≤0.6%。

17.根据权利要求15和16任一项所述的方法，其特征在于当Mn、Si和Cr含量之和小于2.35%时，该板材在520℃-580℃的温度下卷取。