DE60025711T2

DE60025711T2 - Hochfeste heisstauchzinkbeschichtete stahlplatte mit hervorragenden duktilitätseigenschaften und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE60025711T2
Application number: DE60025711T
Authority: DE
Inventors: Technical Research Labs. Takashi Kurashiki-shi KOBAYASHI; Technical Research Laboratories Kei Kurashiki-shi SAKATA; Mizushima Works Akio Kurashiki-shi SHINOHARA
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: EP1096029A1; EP1096029A4; WO2000065119A1; DE60025711D1; CA2334672C; AU3987400A; KR100638543B1; CA2334672A1; US6423426B1; EP1096029B1; KR20010043874A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochfestes galvanisiertes Stahlblech mit verbesserter Duktilität, wenn es in einer kontinuierlichen Galvanisieranlage galvanisiert wurde.
Technischer Hintergrund
In den letzten Jahren wurde eine Verbesserung des Brennstoffwirkungsgrades von Kraftfahrzeugen im Hinblick auf die Bewahrung der globalen Umwelt gefordert. Ferner wurde zum Schutz von Passagieren in Kraftfahrzeugen bei einer Kollision eine Verbesserung der Sicherheit von Kraftfahrzeugkarosserien ebenfalls gefordert. Aus diesen Gründen werden Kraftfahrzeugkarosserien in positiver Weise leichter und fester gemacht. Es wird gesagt, dass, um ein Leichtermachen und eine Verstärkung von Kraftfahrzeugkarosserien gleichzeitig zu erfüllen, eine hohe Verstärkung von Ausgangsmaterialien von deren Teilen wirksam ist In der letzten Zeit wurden hochfeste Stahlbleche in positiver Weise für Kraftfahrzeugteile verwendet.
Eine große Zahl von Kraftfahrzeugteilen, die aus Stahlblechen bestehen, werden durch Pressformen geformt. Daher ist hervorragende Pressformbarkeit für Stahlbleche für Kraftfahrzeugteile erforderlich. Um hervorragende Pressformbarkeit zu erhalten, ist es zunächst wichtig, hohe Duktilität sicherzustellen. Aus diesem Grund wird stark gefordert, dass hochfeste Stahlbleche für Kraftfahrzeugteile hohe Duktilität aufweisen.
Als hochfestes Stahlblech hervorragender Duktilität wird ein Stahlblech des Strukturverstärkungstyps mit einer Verbundstruktur aus Ferrit und einer Niedertemperaturumwandlungsphase vorgeschlagen. Ein Stahlblech des Zweiphasentyps mit einer Verbundstruktur aus Ferrit und Martensit ist für dieses Stahlblech des Strukturverstärkungstyps typisch. In der letzten Zeit wurde ein Stahlblech hoher Duktilität unter Verwendung von von zurückbehaltenem Austenit herrührender, eine Umwandlung induzierender Plastizität praktikabel.
Hierbei wird für Kraftfahrzeugteile hohe Korrosionsbeständigkeit ebenfalls im Falle bestimmter Bereich, für die sie verwendet werden, ebenfalls gefordert. Als Ausgangsmaterialien für Teile, die für derartige Bereiche verwendet werden, sind galvanisierte Stahlbleche, die hauptsächlich legierte galvanisierte Stahlbleche sind, bevorzugt.
Daher wurde, um ein weiteres Leichterwerden und eine Verstärkung von Kraftfahrzeugkarosserien zu fördern, ein hochfestes galvanisiertes Stahlblech mit sowohl hervorragender Korrosionsbeständigkeit als auch Duktilität ein unverzichtbares Material.
Derzeit werden jedoch eine große Zahl galvanisierter Stahlbleche in kontinuierlichen Galvanisieranlagen produziert. In vielen Fällen sind eine Glüheinrichtung und Galvanisiereinrichtung kontinuierlich in diesen kontinuierlichen Galvanisieranlagen installiert. Daher wird das Kühlen nach dem Glühen durch eine Galvanisierbehandlung nach dem Glühen bei der Galvanisiertemperatur unterbrochen. Daher ist es schwierig, die durchschnittliche Kühlrate in den gesamten Stufen groß zu machen.
Daher ist es im Hinblick auf hochfeste galvanisierte Stahlbleche, die in einer kontinuierlichen Galvanisieranlage produziert wurden, schwierig, zu bewerkstelligen, dass Martensit und zurückbehaltener Austenit, die allgemein unter Kühl bedingungen, deren Kühlrate groß ist, produziert werden, in den Stahlblechen, die einer Galvanisierbehandlung unterzogen wurden, enthalten sind.
Ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines hochfesten galvanisierten Stahlblechs des Strukturverstärkungstyps in einer kontinuierlichen Galvanisieranlage ist ein Verfahren, das die Herstellung einer Niedertemperaturumwandlungsphase, wie Martensit, durch die Zugabe eines Legierungsbildungselements, das eine Zunahme der Härtbarkeit bewirkt, wie Cr oder Mo, in einer großen Menge zu dem Stahl einfach macht. Jedoch tritt das Problem auf, dass die Zugabe einer großen Menge des Legierungsbildungselements eine Zunahme der Produktionskosten verursacht.
Beispielsweise schlägt die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 62-40405 ein Herstellungsverfahren für ein legiertes galvanisiertes Stahlblech des Strukturverstärkungstyps mit hoher Festigkeit unter Verwendung einer kontinuierlichen Galvanisieranlage zum Erhitzen eines Stahlblechs, das 0,005–0,15 % C, 0,3–2,0 % Mn und 0,03–0,8 % Cr umfasst, auf eine Temperatur zwischen der Ac₁-Transformationstemperatur und Ac₃-Transformationstemperatur, Durchführen einer Galvanisierbehandlung des Stahlblechs in der Mitte des Abkühlens des Stahlblechs, Durchführen einer Legierungsbehandlung des Stahlblechs, wobei das Stahlblech auf eine Temperatur zwischen 500 °C und der Ac₁-Transformatianstemperatur erhitzt wird, und anschließendem Kühlen des Stahlblechs auf 300 °C vor. Dieses Herstellungsverfahren eines legierten galvanisierten Stahlblechs mit hoher Festigkeit ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlen nach dem Erhitzen auf eine Temperatur zwischen Ac₁-Transformationstemperatur und Ac₃-Transformationstemperatur und das Kühlen auf 300 °C nach der Legierungsbehandlung mit Kühlraten durchgeführt werden, die nicht geringer als eine kritische Kühlrate, die durch eine mit dem Cr- und Mn-Gehalt in Verbindung stehende Gleichung definiert ist, sind. Ein Stahlblech des Zweiphasentyps, das in einer Ferritbasis eine hauptsächlich aus Martensit bestehende Niedertemperaturumwandlungsstruktur umfasst, wird dadurch hergestellt und ein Stahlblech mit einer legierten galvanisierten Schicht auf diesem wird produziert.
Bei der in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 62-40405 beschriebenen Technik ist es jedoch notwendig, Kühlbedingungen nach dem Glühen und der Galvanisierbehandlung in der kontinuierlichen Galvanisieranlage so einzustellen, dass diese mit den Zusammensetzungen der jeweiligen Stahlbleche zusammenpassen. Bei einer derartigen Einstellung der Kühlbedingungen treten Probleme wegen Beschränkungen im Hinblick auf die Ausrüstung der kontinuierlichen Galvanisieranlage auf. Es kann nicht gesagt werden, dass die Duktilität des durch die in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 62-40405 beschriebene Technik hergestellten Stahlblechs ausreichend ist.
Hierbei werden Herstellungsverfahren zur Gewinnung eines hochfesten galvanisierten Stahlblechs unter Verwendung von angelassenem Martensit für hervorragende Formbarkeit unter Verwendung einer kontinuierlichen Galvanisieranlage vorgeschlagen, wobei das Stahlblech von dem galvanisierten Stahlblech des Strukturverstärkungstyps mit hoher Festigkeit gemäß der Beschreibung in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 62-40405 verschieden ist.
Beispielsweise schlägt die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 6-93340 ein Verfahren zur Herstellung eines hochfesten legierten galvanisierten Stahlblechs vor, das Erhitzen und Halten bei nicht weniger als der Rekristallisationstemperatur und nicht weniger als der Ac₁-Transformationstemperatur, anschließendes rasches Kühlen auf nicht mehr als Ms-Punkttemperatur, Erhitzen bei einer Temperatur, die nicht geringer als die Ms-Punkttemperatur und nicht geringer als die Galvanisierbadtemperatur und Legierungsbildungsofen temperatur ist und anschließendes Eintauchen in einen Galvanisiertank umfasst.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 6-108152 schlägt ein Verfahren zur Herstellung eines hochfesten legierten galvanisierten Stahlblechs mit hervorragender Biegbarkeit vor, das eine Rekristallisationsglühstufe, die Halten bei einer Temperatur von (Ac₃-Transformationstemperatur – 50 °C) bis 900 °C während mindestens 1 s oder mehr umfasst, eine Stufe der Durchführung einer Galvanisierung und eine anschließende Stufe der Durchführung einer erneuten Heizbehandlung bei einer Temperatur von Ac₁-Transformationstemperatur bis 250 °C (beide einschließlich) umfasst, wobei das Kühlen von einer Temperatur, die höher als die Ms-Punkttemperatur ist, bis zur Ms-Punkttemperatur oder niedriger mit einer Kühlrate, die nicht geringer als eine kritische Kühlrate ist, die von der Menge der Legierungselemente abhängt, nach der Rekristallisationsglühstufe und vor der erneuten Heizbehandlungsstufe durchgeführt wird.
Die beiden in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 6-93340 und der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 6-108152 beschriebenen Techniken sind Herstellungsverfahren für ein hochfestes legiertes galvanisiertes Stahlblech, wobei das Stahlblech von einem Austenittemperaturbereich auf eine Temperatur von nicht mehr als der Ms-Punkttemperatur vor einer Galvanisier- oder Legierungsbehandlung zur Bildung eines Stahlblechs mit Martensitstruktur abgeschreckt wird und dann dieses zur Bildung von angelassenem Martensit erneut erhitzt wird.
Jedoch erfüllen die beiden Stahlbleche, die durch die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 6-93340 und der offengelegten japanischen Patentanmeldung 6-108152 beschriebenen Techniken produziert wurden, unzureichend die Duktilität, die derzeit als Ausgangsmaterialien für Kraft fahrzeugteile oder dergleichen erforderlich ist. Daher wird eine weitere Verbesserung der Duktilität gewünscht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein hochfestes galvanisiertes Stahlblech, das ausreichende Duktilität für ein Ausgangsmaterial für Kraftfahrzeugteile und gut ausbalancierte Festigkeit und Dehnung aufweist, und ein Herstellungsverfahren hierfür bereit, die die oben genannten Probleme des Standes der Technik lösen. Das hochfeste galvanisierte Stahlblech der vorliegenden Erfindung wird günstigerweise unter Verwendung einer kontinuierlichen Galvanisierungsanlage produziert.
Die JP-A-02 175 817 offenbart ein warmgewalztes Stahlblech mit einer Zusammensetzung wie die der vorliegenden Erfindung und einer Verbundstruktur aus angelassenem Martensit und feinem Martensit, wobei die Struktur durch Warmwalzen, Abschrecken, abermaliges Erhitzen und erneutes Abschrecken erhalten wird und hohe Zugfestigkeit und Kaltumformbarkeit sicherstellt. Kaltwalzen und Galvanisieren sind nicht angegeben.
Um ein galvanisiertes Stahlblech hoher Duktilität und hoher Festigkeit unter Verwendung einer kontinuierlichen Galvanisieranlage zu produzieren, führten die Erfinder wiederholt intensive Untersuchungen im Hinblick auf die chemischen Zusammensetzungen von Stahlblechen und die Mikrostruktur derselben durch. Infolgedessen wurde ermittelt, dass dadurch, dass die Struktur eines galvanisierten Stahlblechs hoher Festigkeit, das nach einer Galvanisierbehandlung erhalten wurde, zu einer Verbundstruktur, die angelassenen Martensit, zurückbehaltenen Austenit und zum Rest Ferrit und eine Niedertemperaturtransformationsphase umfasste, gemacht wurde, bewirkt werden kann, dass das Stahlblech hervorragende Duktilität zeigt.
Ferner wurde die folgende Erkenntnis erhalten: Um die Struktur eines Stahlblechs zu einer Verbundstruktur zu bringen, die angelassenen Martensit, zurückbehaltenen Austenit und zum Rest Ferrit und eine Niedertemperaturtransformationsphase umfasst, wird die Struktur des Stahlblechs, dessen chemische Zusammensetzung innerhalb eines gegebenen Bereichs eingestellt ist, zunächst zu einer Mikrostruktur mit lattenähnlichem Martensit gebracht und das Stahlblech dann abermaligen Heiz- und Galvanisierbehandlungen unter gegebenen Bedingungen in einer kontinuierlichen Galvanisieranlage unterzogen. Auf diese Weise kann das Stahlblech dazu gebracht werden, dass es die oben genannte Verbundstruktur, die angelassenen Martensit, zurückbehaltenen Austenit und zum Rest Ferrit und die Niedertemperaturtransformationsphase umfasst, aufweist, wodurch ein hochfestes galvanisiertes Stahlblech, das im Hinblick auf die Duktilität sehr gut ist, erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis der oben genannten Erkenntnisse erhalten.
Das heißt, eine erste vorliegende Erfindung ist ein galvanisiertes Stahlblech mit hervorragender Duktilität, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es als oberste Schicht des Stahlblechs eine galvanisierte Schicht oder eine legierte galvanisierte Schicht umfasst,
wobei das Stahlblech eine Zusammensetzung aufweist, die umfasst:
0,05–0,20 Masse-% C, 0,3–1,8 Masse-% Si, 1,0–3,0 Masse-% Mn, zum Rest Fe und beiläufige Verunreinigungen, und eine Verbundstruktur mit angelassenem Martensit, zurückbehaltenem Austenit, Ferrit und einer Niedertemperaturtransformationsphase umfasst, wobei der angelassene Martensit in einer Menge von 20 Vol.-% oder mehr enthalten ist und der zurückbehaltene Austenit in einer Menge von 2 Vol.-% oder mehr enthalten ist. In der vorliegenden ersten Erfindung können nicht nur die oben genannte Zusammensetzung, sondern auch eine oder mehrere Gruppen, die aus den im Folgenden angegebenen Gruppen (a)–(d) ausgewählt sind, umfasst werden:
(a-Gruppe): ein oder zwei Bestandteile, die aus Cr und Mo ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,05–1,0 Masse-%,
(b-Gruppe): B: 0,003 Masse-% oder weniger,
(c-Gruppe): ein oder mehrere Bestandteile, die aus Ti, Nb und V ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,01–0,1 Masse-%, und
(d-Gruppe): ein oder zwei Bestandteile, die aus Ca und Seltenerdmetallen ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,01 Masse-% oder weniger.
Eine zweite vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines hochfesten galvanisierten Stahlblechs, das gekennzeichnet ist durch die aufeinanderfolgende Durchführung einer ersten Stufe der Durchführung einer ersten Wärmebehandlung eines Stahlblechs mit einer Zusammensetzung, die umfasst: C: 0,05–0,20 Masse-%, Si: 0,3–1,8 Masse-%, Mn: 1,0–3,0 Masse-%, zum Rest Fe und beiläufige Verunreinigungen, wobei das Stahlblech 5 s oder länger bei einer Temperatur von (Ac₃-Transformationstemperatur – 50 °C) oder höher gehalten wird und das Stahlblech dann auf eine Temperatur, die nicht höher als die Ms-Punkttemperatur ist, mit einer Kühlrate von 10 °C/s oder mehr gekühlt wird; einer zweiten Stufe der Durchführung einer zweiten Wärmebehandlung des Stahlblechs, wobei das Stahlblech in einem Temperaturbereich zwischen der Ac₁-Transformationstemperatur und der Ac₃-Transformationstemperatur während 5–120 s gehalten wird und das Stahlblech dann auf eine Temperatur, die 500 °C oder niedriger ist, mit einer Kühlrate von 5 °C/s oder mehr gekühlt wird; und der anschließenden dritten Stufe der Durchführung einer Galvanisierungsbehandlung des Stahlblechs zur Bildung einer galvanisierten Schicht auf der Oberfläche des Stahlblechs und des anschließenden Kühlens des Stahlblechs auf 300 °C mit einer Kühlrate von 5 °C/s oder mehr.
In der zweiten vorliegenden Erfindung ist die dritte Stufe vorzugsweise eine Stufe der Durchführung einer Galvanisierungsbehandlung des Stahlblechs zur Bildung der galvanisierten Schicht auf der Oberfläche des Stahlblechs, des abermaligen Erhitzens des Stahlblechs auf einen Temperaturbereich von 450 °C bis 550 °C zur Durchführung einer Legierungsbehandlung der galvanisierten Schicht und des Kühlens des Stahlblechs nach der Legierungsbehandlung auf 300 °C mit einer Kühlrate von 5 °C/s oder mehr.
In der zweiten Erfindung kann nicht nur die oben genannte Zusammensetzung, sondern auch eine oder mehrere Gruppen, die aus den im Folgenden angegebenen Gruppen (a)–(d) ausgewählt sind, umfasst werden:
(a-Gruppe): ein oder zwei Bestandteile, die aus Cr und Mo ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,05–1,0 Masse-%,
(b-Gruppe): B: 0,003 Masse-% oder weniger,
(c-Gruppe): ein oder mehrere Bestandteile, die aus Ti, Nb und V ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,01–0,1 Masse-%, und
(d-Gruppe): ein oder zwei Bestandteile, die aus Ca und Seltenerdmetallen ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,01 Masse-% oder weniger.
In der zweiten Erfindung wird das Stahlblech vorzugsweise zu einem warmgewalzten Stahlblech gemacht, das einem Endwarmwalzen bei einer Temperatur von (Ar₃-Transformationstemperatur – 50 °C) oder höher unterzogen wurde, und die im Vorhergehenden genannte erste Stufe wird durch eine Stufe der Einstellung der Struktur des warmgewalzten Stahlblechs unter raschem Kühlen des Stahlblechs auf eine Temperatur, die die Ms-Punkttemperatur oder niedriger ist, mit einer Kühlrate von 10 °C/s oder mehr nach dem Endwarmwalzen ersetzt.
Beste Art und Weise zur Durchführung der Erfindung
Das hochfeste galvanisierte Stahlblech der vorliegenden Erfindung ist ein galvanisiertes Stahlblech, das als oberste Schicht desselben eine galvanisierte Schicht oder eine legierte galvanisierte Schicht aufweist.
Gründe zur Beschränkung der chemischen Zusammensetzung des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Stahlblechs werden zunächst beschrieben. In der vorliegenden Erfindung bedeutet Prozentzeichen bei der Zusammensetzung Masse-%.
C: 0,05–0,20 %.
C ist ein essentielles Element, um die Festigkeit eines beliebigen Stahlblechs hoch zu machen, und es hat die Wirkung der Bildung von zurückbehaltenem Austenit und der Niedertemperaturtransformationsphase. Daher ist C ein unverzichtbares Element. Jedoch kann, wenn der C-Gehalt unter 0,05 % liegt, die gewünschte hohe Festigkeit nicht erhalten werden. Andererseits wird, wenn er über 0,20 % beträgt, die Schweißbarkeit verschlechtert. Daher ist der C-Gehalt auf den Bereich von 0,05 bis 0,20 % beschränkt.
Mn: 1,0–3,0 %.
Mn hat Wirkungen auf die Verstärkung von Stahl durch Mischkristallhärtung, Verbesserung der Härtbarkeit von Stahl und Förderung der Bildung von zurückbehaltenem Austenit und der Niedertemperaturtransformationsphase. Diese Wirkungen können festgestellt werden, wenn der Mn-Gehalt 1,0 % oder mehr beträgt. Andererseits sind, wenn Mn in einer Menge von über 3,0 % enthalten ist, die Wirkungen gesättigt und es können keine dem Gehalt entsprechende Wirkungen erwartet werden. Daher steigen die Kosten. Daher ist der Mn-Gehalt auf einen Bereich von 1,0–3,0 % beschränkt.
Si: 0,3–1,8 %.
Si hat Wirkungen auf die Verfestigung von Stahl durch Mischkristallhärtung und die Stabilisierung von Austenit unter Förderung der Bildung von zurückbehaltenem Austenit. Diese Wirkungen können festgestellt werden, wenn der Si-Gehalt 0,3 % oder mehr beträgt. Andererseits wird, wenn Si in einer Menge von über 1,8 % enthalten ist, die Fähigkeit, galvanisiert zu werden, deutlicht verschlechtert. Daher ist der Si-Gehalt auf einen Bereich von 0,3–1,8 % beschränkt.
Ferner kann, falls nötig, das Stahlblech der vorliegenden Erfindung nicht nur die oben genannte Zusammensetzung, sondern auch eine oder mehrere, die aus den im Folgenden angegebenen Gruppen (a)–(d) ausgewählt sind, umfassen.
(a-Gruppe): ein oder zwei Bestandteile, die aus Cr und Mo ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,05–1,0 %.
Cr und Mo sind Elemente mit Wirkungen auf die Verbesserung der Härtbarkeit von Stahl und die Förderung der Bildung der Niedertemperaturtransformationsphase. Diese Wirkungen können erkannt werden, wenn ein oder zwei Bestandteile, die aus Cr und Mo ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,05 % oder mehr enthalten sind. Andererseits sind die Wirkungen, wenn die Bestandteile in einer Gesamtmenge von über 1,0 % enthalten sind, gesättigt und es können keine mit dem Gehalt übereinstimmenden Wirkungen erwartet werden. Daher werden wirtschaftliche Nachteile verursacht. Daher ist die Gesamtmenge von einem oder zwei Bestandteilen, die aus Cr und Mo ausgewählt sind, günstigerweise auf den Bereich von 0,05–1,0 % beschränkt.
(b-Gruppe): B: 0,003 % oder weniger
B ist ein Element mit einer Wirkung auf die Verbesserung der Härtbarkeit von Stahl. Falls nötig, ist B enthalten. Wenn jedoch der B-Gehalt über 0,003 % beträgt, ist die Wirkung ge sättigt. Daher ist der B-Gehalt günstigerweise auf 0,003 % oder weniger beschränkt. Ein günstigerer Gehalt beträgt 0,001 –0,002 %.
(c-Gruppe): ein oder mehrere Bestandteile, die aus Ti, Nb und V ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,01–0,1 %
Ti, Nb und V haben Wirkungen auf die Bildung von Carbid, Nitrid und das Erreichen hoher Festigkeit von Stahl durch Ausscheidungshärtung. Falls nötig, können diese zugegeben werden. Diese Wirkungen werden für den Fall erkannt, dass die Gesamtmenge von einem oder mehreren Bestandteilen, die aus Ti, Nb und V ausgewählt sind, 0,01 % oder mehr beträgt. Andererseits wird, wenn sie in einer Gesamtmenge von mehr als 0,1 % enthalten sind, eine zu hohe Festigkeit erhalten, so dass die Duktilität verschlechtert wird. Daher ist die Gesamtmenge von einem oder mehreren Bestandteilen, die aus Ti, Nb und V ausgewählt sind, vorzugsweise auf den Bereich von 0,01–0,1 % beschränkt.
(d-Gruppe): ein oder zwei Bestandteile, die aus Ca und Seltenerdmetallen ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,01 % oder weniger.
Ca und Seltenerdmetalle haben Wirkung auf die Steuerung der Form eines Sulfideinschlusses, wodurch sie eine Wirkung auf die Verbesserung der Streckflanscheigenschaft eines Stahlblechs haben. Diese Wirkung ist gesättigt, wenn die Gesamtmenge von einem oder zwei Bestandteilen, die aus Ca und Seltenerdmetallen ausgewählt sind, über 0,01 % beträgt. Daher ist die Gesamtmenge von einem oder zwei Bestandteilen, die aus Ca und Seltenerdmetallen ausgewählt sind, vorzugsweise auf 0,01 % oder weniger beschränkt.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Stahlblech umfasst zum Rest Fe und beiläufige Verunreinigungen als weitere als die oben genannten chemischen Komponenten. Die beiläufi gen Verunreinigungen können die folgenden sein: Al: 0,1 oder weniger, P: 0,05 % oder weniger und S: 0,02 % oder weniger.
Ferner ist das Stahlblech der vorliegenden Erfindung ein Stahlblech mit der oben genannten chemischen Zusammensetzung und es umfasst eine Verbundstruktur aus angelassenem Martensit, zurückbehaltenem Austenit, Ferrit und einer Niedertemperaturtransformationsphase. Der angelassene Martensit in der vorliegenden Erfindung bedeutet eine Phase, die gebildet wird, wenn lattenähnlicher Martensit erhitzt und über einen kurzen Zeitraum in einem Temperaturbereich (von der Ac₁-Transformationstemperatur bis zur Ac₃-Transformationstemperatur) gehalten wird.
Der angelassene Martensit ist eine Phase mit einer Mikrostruktur, die die Form des lattenähnlichen Martensits vor dem Anlassen erbt. Der angelassene Martensit wird durch Anlassen so weich gemacht, dass er ausreichende plastische Verformungsfähigkeit hat. Daher ist er eine Phase, der für eine Verbesserung der Duktilität eines hochfesten Stahlblechs wirksam ist. Das Stahlblech der vorliegenden Erfindung umfasst 20 Vol.-% oder mehr einer derartigen angelassenen Martensitphase. Wenn die Menge des angelassenen Martensits unter 20 % liegt, kann eine deutliche Wirkung einer Verbesserung der Duktilität nicht erwartet werden. Daher ist die Menge des angelassenen Martensits in der Verbundstruktur auf 20 % oder mehr beschränkt. Wenn die Menge des angelassenen Martensits über 80 % beträgt, wird es schwierig, die Festigkeit des Stahlblechs hoch zu machen. Daher wird die Menge vorzugsweise auf 80 % oder weniger festgelegt.
Zurückbehaltener Austenit wird durch Druckinduktion beim Umformen in Martensit umgewandelt und hat die Wirkung einer breiten Verteilung von lokal ausgeübtem Umformdruck unter Verbesserung der Duktilität eines Stahlblechs. Das Stahl blech der vorliegenden Erfindung umfasst 2 Vol.-% oder mehr an derartigem zurückbehaltenem Austenit. Wenn die Menge an zurückbehaltenem Austenit unter 2 % liegt, kann eine deutliche Verbesserung der Duktilität nicht erwartet werden. Daher ist die Menge an zurückbehaltenem Austenit auf 2 % oder mehr beschränkt. Die Menge an zurückbehaltenem Austenit beträgt vorzugsweise 5 % oder mehr. Eine größere Menge an zurückbehaltenem Austenit ist günstiger. Jedoch beträgt die Menge in dem Stahlblech der vorliegenden Erfindung, das durch die Erhitzungsgeschichte in einer kontinuierlichen Galvanisieranlage produziert wurde, in der Praxis 10 % oder weniger.
In der Verbundstruktur des Stahlblechs der vorliegenden Erfindung sind außer dem oben genannten angelassenen Martensit und zurückbehaltenen Austenit Ferrit und eine Niedertemperaturtransformationsphase vorhanden.
Ferrit ist eine weiche Phase, die kein Eisencarbid enthält, und er weist hohe Verformungsfähigkeit unter Verbesserung der Duktilität eines Stahlblechs auf. Das Stahlblech der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise 30 Vol.-% oder mehr Ferrit. Wenn die Menge unter 30 % liegt, ist die Verbesserung der Duktilität gering. Andererseits wird es, wenn die Menge über 70 % beträgt, schwierig, die Festigkeit des Stahlblechs hoch zu machen. Daher ist die Ferritmenge vorzugsweise auf 70 % oder weniger festgelegt.
Die in der vorliegenden Erfindung angegebene Niedertemperaturtransformationsphase bedeutet Martensit, der nicht angelassen ist, oder Bainit. Diese Niedertemperaturtransformationsphasen werden in der Kühlstufe in oder nach der zweiten Stufe in dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung gebildet. Sowohl Martensit als auch Bainit sind harte Phasen zum Erhöhen der Festigkeit eines Stahlblechs. Die Menge der Niedertemperaturtransformationsphase ist nicht speziell beschränkt. Diese Phase ist entsprechend der Fes tigkeit des Stahlblechs passend verteilt. Um die Festigkeit ausreichend zu erhöhen, ist die Niedertemperaturtransformationsphase vorzugsweise Martensit, der hart ist.
Ferrit, der eine weiche Phase ist, und die Niedertemperaturtransformationsphase, die eine harte Phase ist, bilden zusammen mit dem angelassenen Martensit und dem zurückbehaltenen Austenit eine Verbundstruktur, so dass eine Mikrostruktur hergestellt ist, in der weiche Phasen und harte Phasen gemischt sind. Daher werden hohe Duktilität und eine niedrige Streckgrenze mit dem Stahlblech realisiert, so dass die Formbarkeit des Stahlblechs deutlich verbessert ist.
Das hochfeste galvanisierte Stahlblech der vorliegenden Erfindung ist ein galvanisiertes Stahlblech, wobei eine galvanisierte Schicht oder eine legierte galvanisierte Schicht auf der obersten Schicht des Stahlblechs mit der oben genannten Zusammensetzung und der oben genannten Verbundstruktur gebildet ist. Das Beschichtungsgewicht der galvanisierten Schicht kann entsprechend dem geforderten Grad der Korrosionsbeständigkeit für Gebrauchsteile passend entschieden werden und es ist nicht speziell festgelegt. In für Strukturteile von Kraftfahrzeugen verwendeten Stahlblechen beträgt die Dicke (das Beschichtungsgewicht) der galvanisierten Schicht vorzugsweise 30–60 g/m².
Das Folgende beschreibt das Herstellungsverfahren eines hochfesten galvanisierten Stahlblechs der vorliegenden Erfindung.
Zunächst wird ein geschmolzener Stahl mit der oben genannten chemischen Zusammensetzung hergestellt und in üblicher bekannter Weise gegossen. Der erhaltene Walzblock wird in üblicher bekannter Weise warmgewalzt oder des Weiteren kaltgewalzt, wobei ein Stahlblech hergestellt wird. Falls nötig, wird das Stahlblech einem Beizen, Glühen oder einer ähnlichen Stufe unterzogen.
In der vorliegenden Erfindung wird das Stahlblech mit der oben genannten chemischen Zusammensetzung einer ersten Stufe (1) des Durchführens einer ersten Wärmebehandlung und anschließenden Kühlens, um die Struktur des Stahlblechs zu einer Martensit umfassenden Struktur zu machen; einer zweiten Stufe (2) der Durchführung einer zweiten Wärmebehandlung in einer kontinuierlichen Galvanisieranlage, um den durch die erste Wärmebehandlung gebildeten Martensit anzulassen und einen Teil der Struktur des Stahlblechs erneut zu austenitisieren, um zurückbehaltenen Austenit und eine Niedertemperaturtransformationsphase nach dem Kühlen zu erzeugen; und einer anschließenden dritten Stufe (3) der Durchführung einer Galvanisierung unterzogen, wodurch ein hochfestes galvanisiertes Stahlblech hervorragender Duktilität erhalten wird.
(1) Erste Stufe
In der ersten Stufe wird das Stahlblech einer ersten Wärmebehandlung unterzogen, wobei das Stahlblech mindestens 5 s oder mehr bei einer Temperatur von (Ac₃-Transformationstemperatur – 50 °C) oder höher gehalten wird und dann das Stahlblech rasch mit einer Kühlrate von 10 °C/s oder mehr auf eine Temperatur gekühlt wird, die nicht mehr als die Ms-Punkttemperatur beträgt. Diese erste Stufe bewirkt die Bildung von 20 % oder mehr (bezogen auf das Volumen) an lattenähnlichem Martensit in dem Stahlblech. Um den in der vorliegenden Erfindung angegebenen angelassenen Martensit zu erhalten, ist es notwendig, als Vorstruktur eine Struktur herzustellen, die lattenähnlichen Martensit umfasst.
Wenn die Heiz- und Haltetemperatur bei der ersten Wärmebehandlung unter (Ac₃-Transformationstemperatur – 50 °C) liegt oder die Haltezeit unter 5 s liegt, ist die Menge des bei dem Erhitzen und Halten gebildeten Austenits so gering, dass die nach Kühlen erhaltene Menge an lattenähnlichem Martensit unzureichend wird. Wenn die Kühlrate nach der ersten Wärmebe handlung unter 10 °C/s liegt, kann die Struktur des Stahlblechs nach dem Kühlen nicht zu einer lattenähnlichen Martensit umfassenden Struktur gemacht werden. Um die Form des Stahlblechs gut zu halten, wird die Obergrenze der Kühlrate nach der ersten Wärmebehandlung vorzugsweise auf 100 °C/s oder weniger eingestellt. Die Haltezeit wird vorzugsweise auf nicht weniger als 5 s bis nicht mehr als 120 s eingestellt.
Für den Fall, das als Substratmaterial zum Galvanisieren ein warmgewalztes Stahlblech, das durch Durchführen eines Fertigwarmwalzens bei einer Temperatur, die nicht geringer als (Ar₃-Transformationstemperatur – 50 °C) ist, erhalten wurde, verwendet wird, kann diese erste Stufe durch eine Stufe ersetzt werden, bei der das Kühlen nach dem Fertigwarmwalzen auf ein rasches Kühlen mit einer Kühlrate von 10 °C/s oder mehr auf nicht mehr als Ms-Punkttemperatur eingestellt ist. Jedoch ist es, um die Struktur des Stahlblechs nach dem Kühlen zu homogenisieren, bevorzugt, die erste Stufe als unabhängige Stufe nach dem Warmwalzen durchzuführen.
(2) Zweite Stufe
In der zweiten Stufe wird das Stahlblech, in dem 20 % oder mehr an lattenähnlichem Martensit durch die erste Stufe gebildet wurde, einer zweiten Wärmebehandlung unterzogen, wobei das Stahlblech in einem Temperaturbereich (zwischen der Ac₁-Transformationstemperatur und der Ac₃-Transformationstemperatur) 5 bis 120 s gehalten wird und dann das Stahlblech auf eine Temperatur, die 500 °C oder niedriger ist, mit einer Kühlrate von 5 °C/s oder mehr gekühlt wird. Durch diese zweite Stufe wird der durch die erste Stufe gebildete lattenähnliche Martensit zu dem angelassenen Martensit gemacht und ferner ein Teil der Struktur des Stahlblechs erneut austenitisiert, um zurückbehaltenen Austenit und schließlich die Niedertemperaturtransformationsphase zu bilden. Diese zweite Stufe wird vorzugsweise in einer kontinu ierlichen Galvanisieranlage mit sowohl einer Glüheinrichtung als auch einer Galvanisiereinrichtung durchgeführt.
Wenn die Heiz- und Haltetemperatur bei der zweiten Wärmebehandlung unter der Ac₁-Transformationstemperatur liegt, wird Austenit nicht regeneriert und zurückbehaltener Austenit oder die Niedertemperaturtransformationsphase können nach dem Kühlen nicht erhalten werden. Wenn die Haltetemperatur über der Ac3-Transformationstemperatur liegt, wird der angelassene Martensit erneut austenitisiert.
Wenn die Heiz- und Haltezeit bei der zweiten Wärmebehandlung unter 5 s liegt, ist die Regeneration von Austenit unzureichend. Daher kann nach dem Kühlen keine ausreichende Menge an zurückbehaltenem Austenit erhalten werden. Wenn die Zeit über 120 s beträgt, schreitet die Reaustenitisierung des angelassenen Martensits fort. Daher wird es schwierig, eine notwendige Menge des angelassenen Martensits zu erhalten.
Wenn die Kühlrate bis 500 °C nach der zweiten Wärmebehandlung unter 5 °C/s liegt, ist die Kühlrate so langsam, dass der bei der zweiten Wärmebehandlung gebildete Austenit nicht in zurückbehaltenen Austenit oder die Niedertemperaturtransformationsphase umgewandelt wird, sondern in Ferrit, Perlit oder dergleichen umgewandelt wird. Die Kühlrate nach der zweiten Wärmebehandlung beträgt vorzugsweise nicht weniger als 5 °C/s bis nicht mehr als 50 °C/s.
Diese zweite Stufe wird vorzugsweise in einer kontinuierlichen Galvanisieranlage mit sowohl einer Kühleinrichtung als auch einer Galvanisiereinrichtung durchgeführt. Durch Durchführen dieser Stufe in der kontinuierlichen Galvanisieranlage kann das vorliegende Verfahren unmittelbar nach der zweiten Stufe zu einer dritten Stufe weitergeschoben werden. Daher ist die Produktivität verbessert.
(3) Dritte Stufe
In der dritten Stufe wird der Stahl, der der zweiten Stufe unterzogen wurde, einer Galvanisierbehandlung unterzogen und dann mit einer Kühlrate von 5 °C/s oder mehr auf 300 °C gekühlt. Die Galvanisierbehandlung kann unter üblichen Behandlungsbedingungen in einer kontinuierlichen Galvanisieranlage durchgeführt werden. Die Bedingungen sind nicht speziell beschränkt. Jedoch wird es bei einer Galvanisierbehandlung bei extrem hohen Temperaturen schwierig, eine notwendige Menge an zurückbehaltenem Austenit zu halten. Aus diesem Grund wird die Galvanisierung vorzugsweise bei 500 °C oder niedriger durchgeführt. Wenn die Kühlrate nach der Galvanisierung extrem klein ist, wird es schwierig, eine notwendige Menge an zurückbehaltenem Austenit zu halten. Daher ist die Kühlrate in einem Temperaturbereich von der Temperatur nach der Galvanisierbehandlung bis 300 °C vorzugsweise auf 5 °C/s oder mehr beschränkt. Vorzugsweise beträgt die Kühlrate 50 °C/s oder weniger. Natürlich kann nach der Galvanisierbehandlung, falls nötig, ein Abtragen zur Einstellung des Beschichtungsgewichts durchgeführt werden.
Nach der Galvanisierbehandlung kann eine Legierungsbehandlung durchgeführt werden. Bei der Legierungsbehandlung wird das Stahlblech nach der Galvanisierbehandlung erneut auf einen Temperaturbereich von 450 bis 550 °C erhitzt und dann die galvanisierte Schicht legiert. Nach der Legierungsbehandlung wird das Kühlen vorzugsweise mit einer Kühlrate von 5 °C/s oder mehr auf 300 °C durchgeführt. Eine Legierungsbehandlung bei hohen Temperaturen macht es schwierig, eine notwendige Menge an zurückbehaltenem Austenit zu halten, so dass die Duktilität des Stahlblechs verschlechtert wird. Daher ist die Obergrenze der Legierungsbildungstemperatur vorzugsweise auf 550 °C beschränkt. Wenn die Legierungsbildungstemperatur unter 450 °C liegt, schreitet die Legierungsbildung so langsam fort, dass die Produktivität abnimmt. Wenn die Kühlrate nach der Legierungsbehandlung äußerst niedrig ist, wird es schwierig, notwendigen zurückbehaltenen Austenit zu halten. Daher wird die Kühlrate für einen Temperaturbereich von der Temperatur nach der Legierungsbehandlung bis 300 °C auf 5 °C/s oder mehr beschränkt.
Das Stahlblech nach der Galvanisierbehandlung oder der Legierungsbehandlung kann einem Anlasswalzen unterzogen werden, um dessen Form umzubilden oder die Oberflächenrauheit oder dergleichen einzustellen. Wenn das Stahlblech einer Behandlung wie Harzbeschichtung, Öl- und Fettbeschichtung oder irgendeiner von verschiedenen Beschichtungen unterzogen wird, treten keine Beschwerden auf.
Die vorliegende Erfindung wird unter der Annahme durchgeführt, dass das zweite Erhitzen, die Galvanisierbehandlung und die Legierungsbehandlung des Stahlblechs in einer kontinuierlichen Galvanisieranlage mit einer Glüheinrichtung, Galvanisierungseinrichtung und Legierungseinrichtung durchgeführt werden. Jedoch kann jede dieser Stufen in einer unabhängigen Einrichtung oder einer unabhängigen Stufe durchgeführt werden.
Beispiele
Beispiel 1
Geschmolzene Stähle mit den in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen wurden in einem Stahlkonverter hergestellt. Sie wurden durch kontinuierliches Gießen zu Walzblöcken gemacht. Die gebildeten Walzblöcke wurden so warmgewalzt, dass sie eine Dicke von 2,6 mm aufwiesen. Als Nächstes wurden sie gebeizt und dann kaltgewalzt, wobei Stahlbleche mit einer Dicke von 1,0 mm erhalten wurden.
Als Nächstes wurden diese kaltgewalzten Stahlbleche einer ersten Stufe unterzogen, wobei Erhitzen und Halten und dann Kühlen unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen der ersten Stufe in einer kontinuierlichen Glühanlage durchgeführt wurden. Nach der ersten Stufe wurden deren Strukturen untersucht, um die Menge an lattenähnlichem Martensit zu ermitteln. Ferner wurden diese Stahlbleche, die der ersten Stufe unterzogen worden waren, einer zweiten Stufe unterzogen, wobei Erhitzen und Halten und dann Kühlen unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen der zweiten Stufe in einer kontinuierlichen Galvanisierlinie durchgeführt wurden, und anschließend wurden die Stahlbleche einer dritten Stufe unterzogen, wobei eine Galvanisierbehandlung und Kühlen durchgeführt wurden, und einige der Stahlbleche wurden der Legierungsbehandlung ihrer galvanisierten Schichten unterzogen, wobei ein abermaliges Erhitzen nach der Galvanisierbehandlung durchgeführt wurde. Die erhaltenen Stahlbleche wurden bezüglich ihrer Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Die Galvanisierbehandlung wurde durch Eintauchen der Stahlbleche in einen Galvanisiertank, dessen Badtemperatur 475 °C betrug, durchgeführt. Die Stahlbleche wurden herausgezogen und dann wurde ihr Beschichtungsgewicht durch Gasabtragen derart eingestellt, dass ihr Beschichtungsgewicht auf deren einzelner Oberfläche 50 g/m² betrug. Für den Fall, dass deren galvanisierte Schicht nach dem Abtragen der Legierungsbehandlung unterzogen wurde, wurde die Temperatur der Stahlbleche mit einer Heizrate von 10 °C/s auf 500 °C erhöht. Die Haltezeit bei der Legierungsbehandlung wurde derart eingestellt, dass der Eisengehalt in jeder galvanisierten Schicht 9–11 % betrug.
Bezüglich der Beobachtung der Mikrostruktur der Stahlbleche wurden Querschnitte derselben mit einem Lichtmikroskop oder einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Bezüglich der Menge des lattenähnlichen Martensits und der Menge des angelassenen Martensits in der Mikrostruktur wurden Photographien der Schnittstrukturen mit 1000-facher Vergrößerung verwendet. Der Belegungsflächenanteil der auf einer willkürlich ausgewählten Fläche von 100 mm² vorhandenen Phase wurde durch Bildanalyse berechnet und der Anteil wurde als der Volumenanteil der Phase definiert. Die Menge an zurückbehaltenem Austenit wurde durch Ermittlung der Intensität gebeugter Röntgenstrahlen an der Dickenmittelfläche erhalten, wobei Prüflinge den Stahlblechen entnommen und bis zu deren Mittelfläche in Richtung der Dicke poliert wurden. Die verwendete auftreffende Röntgenstrahlung war MoKα-Strahlung. Intensitätsverhältnisse gebeugter Röntgenstrahlung an {111}-, {200}-, {220}- und {311}-Flächen der zurückbehaltenen Austenitphase in den Prüflingen wurden jeweils erhalten und der Durchschnittswert derselben wurde als der Volumenanteil von zurückbehaltenem Austenit definiert.
Bezüglich der mechanischen Eigenschaften wurden die Streckfestigkeit (Streckgrenze) YP, Zugfestigkeit TS und Dehnung E1 mit JIS-Nr.5-Zugteststücken, die in zur Walzrichtung senkrechten Richtung den Stahlblechen entnommen wurden, ermittelt.
Diese Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Aus Tabelle 3 kann ersehen werden, dass Beispiele der vorliegenden Erfindung galvanisierte Stahlbleche hoher Duktilität und hoher Festigkeit mit gut ausbalancierter Festigkeit und Dehnung waren, die eine Zugfestigkeit TS von 590 MPa oder mehr, eine Dehnung E1 von 30 % oder mehr und ein Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht (TS × E1) von 21000 MPa oder mehr aufwiesen.
Andererseits wiesen Vergleichsbeispiele, die außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung lagen, unzureichende Duktilität und niedriges Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht auf.
Bezüglich Stahlblech Nr. 2 waren Heiz- und Haltetemperatur bei der ersten Wärmebehandlung niedrig. Dessen nach dem Kühlen erhaltene Menge an lattenähnlichem Martensit war gering und dessen Menge an angelassenem Martensit und zurückbehaltenem Austenit nach der Galvanisierbehandlung waren klein. Dessen Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht war niedrig. Bezüglich Stahlblech Nr. 5 war die Haltezeit bei der ersten Wärmebehandlung kurz. Dessen nach dem Kühlen erhaltene Menge an lattenähnlichem Martensit war klein und die Menge an angelassenem Martensit nach der Galvanisierbehandlung war klein. Dessen Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht war niedrig. Bezüglich Stahlblech Nr. 6 war die Haltetemperatur bei der zweiten Wärmebehandlung zu hoch. Dessen Menge an angelassenem Martensit nach der Galvanisierbehandlung war klein. Dessen Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht war niedrig. Bezüglich Stahlblech Nr. 7 war die Haltetemperatur bei der zweiten Wärmebehandlung zu niedrig. Nach der Galvanisierbehandlung war kein zurückbehaltener Austenit gebildet. Dessen Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht war niedrig. Bezüglich Stahlblech Nr. 8 war die Haltezeit bei der zweiten Wärmebehandlung zu kurz. Dessen Menge an zurückbehaltenem Austenit nach der Galvanisierbehandlung war klein. Dessen Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht war niedrig. Bezüglich Stahlblech Nr. 9 war die Haltezeit bei der zweiten Wärmebehandlung umgekehrt zu lang. Dessen Menge an angelassenem Martensit nach der Galvanisierbehandlung war klein. Dessen Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht war niedrig. Bezüglich Stahlblech Nr. 10 war die Kühlrate bei der zweiten Wärmebehandlung klein und bezüglich Stahlblech Nr. 11 war die Kühlrate auf 300 °C nach der Legierungsbehandlung klein. Deren Menge an zurückbehaltenem Austenit nach der Galvanisierbehandlung war klein. Deren Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht war niedrig. Bezüglich Stahlblech Nr. 13 war die Kühlrate nach der ersten Wärmebehandlung klein. Dessen nach dem Kühlen erhaltene Menge an lattenähnlichem Martensit war klein und dessen Menge an angelassenem Martensit nach der Galvanisierbehandlung war klein. Dessen Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht war niedrig.
Bezüglich den Stahlblechen Nr. 18–20 waren die chemischen Zusammensetzungen derselben außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Die erzeugte Menge an angelassenem Martensit oder zurückbehaltenem Austenit war klein. Deren Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht war niedrig.
Tabelle 1
Beispiel 2
Der geschmolzene Stahl B mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung wurde in einem Stahlkonverter produziert. Der Stahl wurde durch kontinuierliches Gießen zu Walzblöcken gemacht. Die gebildeten Walzblöcke wurden einer Warmwalzstufe unterzogen, um deren Dicke zu 2,3 mm zu machen. Unmittelbar nach dem Warmwalzen wurden sie einer Stufe zur Einstellung der Struktur des warmgewalzten Blechs unterzogen, wobei sie unter den in Tabelle 4 angegebenen Bedingungen rasch gekühlt und zu einer Rollenform aufgewickelt wurden. Diese Stufe der Einstellung der Struktur des warmgewalzten Stahlblechs wurde statt der ersten Stufe in dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt. Nach der Stufe der Einstellung der Stahlstruktur des warmgewalzten Blechs wurde die Mikrostruktur des Stahlblechs untersucht, um die Menge an lattenähnlichem Martensit zu ermitteln.
Als Nächstes wurde dieses warmgewalzte Stahlblech einer zweiten Stufe unterzogen, wobei Erhitzen und Halten und dann Kühlen unter den in Tabelle 4 angegebenen Bedingungen der zweiten Stufe in einer kontinuierlichen Galvanisieranlage durchgeführt wurden. Anschließend wurde das Stahlblech einer dritten Stufe der Durchführung einer Galvanisierbehandlung, Legierungsbehandlung der galvanisierten Schicht und Kühlen unterzogen.
Die Galvanisierbehandlung wurde gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Bezüglich des gebildeten Stahlblechs wurden dessen Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften gemäß Beispiel 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben.
Aus Tabelle 5 kann ersehen werden, dass das galvanisierte Stahlblech der vorliegenden Erfindung ein galvanisiertes Stahlblech hoher Festigkeit mit hervorragender Duktilität war, das eine Zugfestigkeit TS von 590 MPa oder mehr und ein Festigkeit-Dehnung-Gleichgewicht (TS × El) von 23000 MPa oder mehr aufwies.
Gewerbliche Anwendungsmöglichkeiten
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat jedes hochfeste galvanisierte Stahlblech derselben sehr gute Duktilität. Die billige und stabile Herstellung eines hochfesten galvanisierten Stahlblechs ist möglich, das für ein Ausgangsmaterial von Formprodukten, wofür typische Beispiele Kraftfahrzeugteile sind, sehr geeignet ist. Daher weist die vorliegende Erfindung bemerkenswert vorteilhafte Wirkungen für Industrien auf.

Claims

Hochfestes galvanisiertes Stahlblech mit hervorragender Duktilität, dadurch gekennzeichnet, dass es eine galvanisierte Schicht oder legierte galvanisierte Schicht auf der Oberfläche eines Stahlblechs umfasst; wobei das Stahlblech eine Zusammensetzung aufweist, die umfasst: C: 0,05 – 0,20 Masse-%, Si: 0,3–1,8 Masse-%, Mn: 1,0–3,0 Masse-%, optional eine oder mehrere Gruppen, die aus den folgenden Gruppen (a)–(d) ausgewählt sind: (a-Gruppe): ein oder zwei Bestandteile, die aus Cr und Mo ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,05–1,0 Masse-%, (b-Gruppe): B: 0,003 Masse-% oder weniger, (c-Gruppe): ein oder mehrere Bestandteile, die aus Ti, Nb und V ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,01–0,1 Masse-%, und (d-Gruppe): ein oder zwei Bestandteile, die aus Ca und Seltenerdmetallen ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,01 Masse-% oder weniger; zum Rest Fe und beiläufige Verunreinigungen, und das Stahlblech eine Verbundstruktur mit angelassenem Martensit, zurückbehaltenem Austenit, Ferrit und einer Niedertemperaturtransformationsphase umfasst, wobei der angelassene Martensit in einer Menge von 20 oder mehr Vol.-% enthalten ist und der zurückbehaltene Austenit in einer Menge von 2 oder mehr Vol.-% enthalten ist.
Verfahren zur Herstellung eines hochfesten galvanisierten Stahlblechs mit hervorragender Duktilität, das gekennzeichnet ist durch die aufeinanderfolgende Durchführung einer ersten Stufe der Durchführung einer ersten Wärmebehandlung eines Stahlblechs mit einer Zusammensetzung, die umfasst: C: 0,05–0,20 Masse-%, Si: 0,3–1,8 Masse-%, Mn: 1,0–3,0 Masse-%, optional eine oder mehrere Gruppen die aus den im Folgenden angegebenen Gruppen (a)–(d) ausgewählt sind: (a-Gruppe): ein oder zwei Bestandteile, die aus Cr und Mo ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,05–1,0 Masse-%, (b-Gruppe): B: 0,003 Masse-% oder weniger, (c-Gruppe): ein oder mehrere Bestandteile, die aus Ti, Nb und V ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,01–0,1 Masse-%, und (d-Gruppe): ein oder zwei Bestandteile, die aus Ca und Seltenerdmetallen ausgewählt sind, in einer Gesamtmenge von 0,01 Masse-% oder weniger; zum Rest Fe und beiläufige Verunreinigungen, wobei das Stahlblech 5 s oder länger bei einer Temperatur von (Ac₃-Transformationstemperatur – 50 °C) oder höher gehalten wird und das Stahlblech dann auf eine Temperatur, die nicht höher als die Ms-Punkttemperatur ist, mit einer Kühlrate von 10 °C/s oder mehr gekühlt wird; einer zweiten Stufe der Durchführung einer zweiten Wärmebehandlung des Stahlblechs, wobei das Stahlblech in einem Temperaturbereich zwischen der Ac₁-Transformationstemperatur und der Ac₃-Transformationstemperatur während 5–120 s gehalten wird und das Stahlblech dann auf eine Temperatur, die 500 °C oder niedriger ist, mit einer Kühlrate von 5 °C/s oder mehr gekühlt wird; und der anschließenden dritten Stufe der Durchführung einer Galvanisierungsbehandlung des Stahlblechs zur Bildung einer galvanisierten Schicht auf der Oberfläche des Stahlblechs und des anschließenden Kühlens des Stahlblechs auf 300 °C mit einer Kühlrate von 5 °C/s oder mehr.
Verfahren zur Herstellung eines hochfesten galvanisierten Stahlblechs mit hervorragender Duktilität nach Anspruch 2, das gekennzeichnet ist durch die dritte Stufe der Durchführung einer Galvanisierungsbehandlung des Stahlblechs zur Bildung der galvanisierten Schicht auf der Oberfläche des Stahlblechs, das abermalige Erhitzen des Stahlblechs auf einen Temperaturbereich von 450 °C bis 550 °C zur Durchführung einer Legierungsbehandlung der galvanisierten Schicht und das Kühlen des Stahlblechs nach der Legierungsbehandlung auf 300 °C mit einer Kühlrate von 5 °C/s oder mehr.
Verfahren zur Herstellung eines hochfesten galvanisierten Stahlblechs mit hervorragender Duktilität nach einem der Ansprüche 2 oder 3, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Stahlblech zu einem warmgewalzten Stahlblech gemacht wird, das einem Endwarmwalzen bei einer Temperatur von (Ar₃-Transformationstemperatur – 50 °C) oder höher unterzogen wurde, und die im Vorhergehenden genannte erste Stufe durch eine Stufe der Einstellung der Struktur des warmgewalzten Stahlblechs unter raschem Kühlen des Stahlblechs auf eine Temperatur, die die Ms-Punkttemperatur oder niedriger ist, mit einer Kühlrate von 10 °C/s oder mehr nach dem Endwarmwalzen ersetzt wird.