TW418258B - Bake hardenable vanadium containing steel - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 本發明係有關—種低碳鋼條產品與用以製造具有較佳 可烘烤硬化性之方法，輯丨β 特別疋有關於一具有控制量之釩的 鋼條產品。 在習知技藝中，特別是汽車製造者對於較高強度之鋼 板與條來提供在新車設計時之抗壓縮與減少重量的要求與 日倶增。由有這種需要，對於具有高度成型性但也具有可 供烤硬化性之鋼的需求不斷增加。如在習知技藝中所熟知 者’可供烤硬化性代表的是在汽車烤漆處理，通常是在約 350 F下進行20或3G分鐘時，在某些鋼中發生的強化作用 在烤漆或其他適當處理時，一可烘烤硬化鋼被強化以便 提供在最後產品中所需要的抗壓縮性。 延展性以及強度之特性在一已知鋼材中是互相衝突的 ，為達到良好之成型性（如衝壓成型性與衝壓成形性），該 鋼必須本身具有延展性以便形成所需的形狀，但是，具有 這種延展性，該鋼也必須保有足夠之強度以便在被使用在 曝露板片，如在汽車中所使用者時具有抗壓縮性。 習知技術中已有各種解決方式經由控制該等鋼組成物 形成合金以及用來製造這種鋼製品之方法來克服這種衝突 。這些解決方式中可烘烤硬化性是一具有吸引力之性質， 因為這種硬化在成型後發生。 1^311丨111〇1〇等人之美國專利第5，133,815號揭露一用以 深衝壓的冷軋或熱浸電鍍鋼板，可烘烤硬化性藉由控制該 等鋼組成物形成合金以及一滲碳步驟以便在該鋼板中獲得 溶質碳之適當濃度而得到改善。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） 4 --------------------―訂-------！線Ί-- C請先閱讀背面之注音？項再填寫本頁) 4 1825 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 )

Takechi等人之美國專利第4,391,653號揭露一由於控 制該冷乳鋼條之氮含量而具有較佳可烘烤硬化性的高強度 冷乾鋼條。

Irie等人之美國專利第4,496,4〇〇號揭露一適用於汽車 外部鋼板之冷軋鋼板，這專利揭露一有效結合量之鈮，其 係用.來在有一適量鋁存在以及一可以有效地發揮鈮特性之 一退火條件之情形下將(^與]^固定在鋼中，這鋼之連續退 火需要一詳細加熱與冷卻範圍以便獲得該可烘烤硬化效果

Sato等人之美國專利第4,75〇,952號揭露一具有較佳可 烘烤硬化性之冷軋鋼板，在這專利中，硫與氮之量被限制 並且加入之鈦在考慮硫與氮之情形徙被限制在一特定範圍 内。這專利也需要"時間/能量強度”退火（即，在再結晶溫 度以上大於300秒）。 以汽車表面板片應用而言，被塗覆之鋼板，如熱浸鋼 之耐腐蝕性較佳，但是，合金，特別是適於熱浸塗佈者， 經常具有使它們通常無裂縫（IF)的組成物。在這種合金中 ，形成合金之組成物由溶液中有效地除去所有的碳而除去 可烘烤硬化性。 因此，有一需要提供可以製造具有可接受之成型性與 可烘烤硬化性之熱浸塗覆產品的較佳方法以及合金化學了 此外，由於必須對使用合金組成物如欽及/或銳之鋼组成 物進行精確之化學控制，所以必須提供一適於可烘 之合金化學，其不需要精確與極低合金組成物限制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵0 x 297公楚了 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----------In—----線 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 41825 8 A7 B7 五、發明說明（ 量強度處理之要求。 由於有此種必要，本發明提供一適於板片應用，如汽 車板片之較佳之熱軋或冷軋以及退火低碳鋼產品，其具有 比b知化學性更谷易控制並且也具有較少能量強度與較隹 加工條件之需要的合金化學性。 本發明之第一個目的是提供一具有極佳可烘烤硬化性 ，（並且在成型之前具有適當之抗硬化性）並且特別適用於 製造ά車的低破鋼條與板。 本叙明之另一目的是提供一製造一熱軋或冷軋與退火 條及/或月產品的方法，該產品具有較佳之平坦性並且藉 由一合金化學組成與化學性質具有一較少之能量強度，如 此可在較低退火溫度下達到最後產品的品質。 本發明之其他目的與優點將隨著一說明而得以了解。 在滿足前述目的與優點時，本發明在其最廣之實施例 中係有關於熱軋或冷軋與退火物品以及製造這些物品之方 法。詳而言之’讓鋼藉由如熱浸塗佈或電鍍之種種方法被 連續地或批次地退火與塗佈以便用於汽車片或板中。 本發明係製造熱軋或冷軋與退火物品之習知方法的改 良，其步驟為鑄造含有有效量之碳、鋁、氮以及剩餘的鐵 與附帶雜質的碳鋼，其中該鑄鋼接替被熱軋與冷軋，並且 可以接著被滾軋到標準規格且在一選定之溫度範圍内退火 。在本發明中，該鋼之重量百分比組成主要是在〇〇〇〇5與 小於0.1 %之間的碳、在零與小於0.04%之間的氮、在零與 小於0.5%之間的鈦、在零與〇·5%之間的鋁、在零與最多 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） (請先Ba讀背面之注意事項再填寫本頁)

-6 418258 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 為2,5%之間的錳、在0.005與小於0.6%之間的釩以及剩餘 的鐵與附帶雜質。 該釩之加入有助於改善冷軋與退火物品的可烘烤硬化 性’此外，大範圍之可容許重量百分比之釩使得在容許誤 差内鑄造一鋼更加容易並且提供一具有對於釩含量之改變 相當不敏感之最後機械性質的產品。 本發明之合金化學組成與化學性質有助於當該鋼物品 以烤漆處理時具有較佳的可供烤硬化性，可烘烤硬化性可 藉由使用在上述範圍内之舰來控制。 在本發明之另一特徵中，一軋製鋼品，例如一熱軋或 冷軋與退火物品之重量百分比組成主要是在〇.〇0〇5與小於 0 1 %之間的<5炭、在零與小於〇. 〇 4 %之間的氮、在零與小於 0.5%之間的鈦、在零與〇‘5%之間的鋁、在零與最多為2.5% 之間的猛、在0.005與小於0.6%之間的訊以及剩餘的鐵與 附帶雜質。最好，該鋼之重量百分比组成主要是在0 0005 與小於0.01%之間的碳、在零與小於0.008%之間的氮、在 零與小於0.05%之間的鈦、在零與0.10%之間的鋁、在零 與最多為1_0%之間的錳、在〇.〇丨與小於〇15%之間的釩以 及剩餘的鐵與附帶雜質。本發明之冷軋與退火物品可以以 任何習知之方式塗覆，如熱浸或電鍍，本發明之鋼品由於 加入鈒而具有較佳之可烘烤硬化性並且提供一具有較佳形 狀以及一在熔化與鑄造時更容易控制之合金化學組成與化 學性質的鋼品。 本發明之合金化學組成與化學性質也可以有比習知人 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂卜--------線.

A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 ) 金更低的溶液退火溫度以及其製造時更低的能源成本。 在本發明之另一特徵中，這些種類的鋼鐵的抗硬化性 可藉由控制該釩/碳比為至少1 〇或大於1 〇而得以增加。 圖式之簡單說明 現參考本發明之唯一圖式（第1圖）來說明，第1圖說明 在本發明之以KSI表示之可烘烤硬化性與溶液退火溫度之 間的圖。 現在已發現一低碳鋼可以用有效量之釩加以改性來產 生一特別適用於在一塗覆狀態之汽車板片的可烘烤硬化熱 軋或冷軋與退火物品。 本發明之合金化學組成與化學性質可達成在低溶液退 火溫度下所需的可烘烤硬化性並且在製造該物品時更"對 製造者友善"’即’在該合金鋼化學中使用預定量之釩可 以在容許誤差内更容易地鑄造鋼以便製造一可接受的產品 。邊鈒之重量百分比的值高於習知合金組成物並且在鑄造 時更容易被控制》此外，本發明之合金化學組成與化學性 質比較不會在最終機械性質中有大範圍之變化，因為釩含 量之變化並不會大大地改變該等機械性質。 在其最廣之實施例中，本發明包括一可烘烤硬化熱軋 或冷軋與退火鋼品，如一低碳型鋼板或條，該軋製鋼品之 重量百分比組成主要是在0.0005與小於01%之間的碳、在 零與小於0.04%之間的氮、在零與小於〇 5之間的鈦、在需 與0.5之間的銘、在零與最多為2.5%之間的猛、在㈣續 小於0.6%之間的釩以及剩餘的鐵與附帶雜質。最好， ------r 1V--------線( (請先閱讀背面之注音¥項再填寫本頁)

41825 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（6 ) 最多為0.01%、氮最多為0.008%、鈦最多為0.05〇/〇並且叙 最多為0.15%。 在這種鋼中加入猛是習知的，因為猛可做為一強化元 素並且與硫結合而防止該鋼之熱脆。 因為本發明之該熱軋或冷軋與退火鋼品是習知的鋼品 ’在呂.被包含在其中以達成其還原效果。最好，該銘被限制 在0.08〇/〇。 如上述’氣的上限量為0.04%(400ppm)。較佳地，氣 係限定在低於0.08%。 本發明之低端_鋼需要一定置的碳以便達成可供烤硬化 性效果，通常，這下限大約是0.0005的碳（5ppm)，上限最 好是0.005。 雖然矽與磷在這種低碳鋼中通常只有剩餘雜質的量 ，該鋼品之其他特定最終用途可能需要再加入更多的量以 便達到更大之強度值。因此’依其最後之用途而定，石夕與 磷可以個別地或一起加入到最多1 ·〇%與0,25%重量的量， 其他元素也可以有助於溶液強化，但是Mn、P、與Si通常 被用於低瑞鋼中來達到這個目的。 鈦被加入該鋼中主要是要經由形成氮化合，如氮化欽 來除去溶質氮，這樣可以只藉由控制溶質碳之值來控制可 烘烤硬化性。最好，該鈦值最少是氮之重量百分比濃度的 3.4倍 <=在此應了解的是其他強氣形成元素，如侧Λ結、 或甚至是以適當處理之適量鋁或釩可以被用來取代鈦而與 溶質氮結合。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0x 297公釐） ------------„0^--------訂---------線·- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 •^、發明說明（7 ) 硫通常不會被加入低碳鋼板中，但是以剩餘量存在， 其量係依所使用之製鋼與澆斗處理方法而定。在最後產品 中之硫通常可以在數種化台物中發現，包括硫化鈦（Tis) 。由於上述有關氮化鈦形成之考慮，並且某些鈦會與硫反 應形成TiS ’鈦之較佳值是在3.4N與（3.4N+1.5S)之間，其 中N與S係分別是氯與硫之重量百分比濃度。 釩也被加入來控制該熱軋或冷軋與退火鋼品之可烘烤 硬化性，該釩之範圍以在〇.〇3與0.12%之間較佳，並且〇.〇5 與0.10之間更佳。 如以下所示，加入之鈕可以控制可烘烤硬化性與抗硬 化性，這種控制在習知技術中並不知道，以本發明之某些 合金化學組成與化學性質來說，可烘烤硬化性之增加已由 加入叙而顯示出來。 本發明之冷軋與退火鋼品可以接著被加工成一塗覆鋼 並且被壓成為數種不同之形狀以供任何一種最終用途使用 。詳而言之，這些塗覆鋼產品特別適用於做為汽車鋼片或 板，其中該塗覆產品隨後被上漆與供烤以達到可洪烤硬化 性之效果以及在一車輛之曝露板片中的耐壓縮性。該塗層 可以是任何一般使用在這種用途之塗層，如鋅、鋁等。 在本發明之另一特徵中，本發明之鋼化學組成與化學 性質提供對於冷軋與退火這種材料之習知方法的改良，在 習知之方法中，一特殊鋼被鑄成一塊狀或連續鑄成板狀並 且熱軋且冷軋成管狀。該熱軋產品可以被使用或者，該管 狀物被接著清潔，如酸洗，並且以數個步驟冷軋到一所 --------訂 h--------線.V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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要的標準尺寸。㈣該冷_卜批式或連續柄 火而產生一再結晶鋼品。 該習知之方法也可以包括藉由電鍍或熱浸塗佈法來塗 覆該冷礼與退火產品，這些塗覆步驟可以做為—連續退火 之一部份來完成。本發”於這些習知方法之改良係在於 上述.本發明之合金鋼化學組成與化學性f料使用比習知 合金化學組成與化學性質更低之溶液退火溫度，特別是在 連續退火時。例如，在Ide等人之美國專利第4,496,4〇〇號 中 3銳可烘烤硬化薄鋼板在一最少為900°C (1,6251^) 之溫度下退火。 相反地，吸引人的可烘烤硬化性可以用本發明之合金 化性在向於大約1450 F(788°C)之退火溫度下達成。這較 低之退火溫度也會在退火時節省能量並且具有一較低之單 位成本，以及對於產品形狀與平坦支持之較佳控制。 在本發明之合金化學組成與化學性質中使用鈒可降低 該溶液退火溫度’因為叙在該鋼基質中比在合金組成物， 如鈦或鈮中的溶解度更高。因此，較低的溶液退火溫度可 以被用來達成可烘烤硬化性之溶質形態之碳的必要量。有 效之退火溫度範圍可以抵到大約1，45〇T並且高到大約 1，650°F。最好’該溶液退火處理是在ι，5〇〇到i，5 50°F之範 圍内以便達到適當再結晶、可烘烤硬化性、較佳產品形狀 /平坦度以及較低能量成本的目的。 在此應了解的是對於這種低碳鋼而言，這些鑄造、熱 軋與冷卻以及冷軋之加工步驟在冶金技術中是習知的並且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 41825 8 A7 ______B7 五、發明說明（9 ) 其進一步的詳細說明對於了解本發明是不必要的。 為了說明由於在這種低碳鋼中使用釩所帶來的未預期 結果’因此進行了以下的實，驗，在此要注意的是所有的百 分比都是重量百分比，但另外說明者除外。實驗的目的是 為了要說明並且不被視為對本發明構成限制。 .二爐500磅的鋼水在實驗室之條件下被鑄成鋼塊，並 且接著被熱軋成0.75英吋的厚度。該等鋼水之組成物包括 0.003%碳、〇.2%!孟、〇.004到 0·007%氨、〇 〇2到 〇 〇4%鋁、 0.02¾鈦與一選定量之釩以及剩餘的鐵與雜質。 該等熱軋鋼塊被加熱到2,300°F並且再出3/4英吋軋製 成0.12英吋’為了在熱軋之後的灑水送出桌冷卻，該等軋 製鋼塊在一聚合物溶液中驟冷直到到達一習知盤管冷卻溫 度為止’此時，該等熱軋樣品再以爐冷卻至室溫。 然後每一個熱軋樣品被酸洗並且以多數步驟由〇 . J 2，, 冷軋到0.03"以達到大約75%之冷壓縮。 該冷軋材料接著在1，450與1，650T之間的溫度下進行 數次二十秒之退火，按著以空氣冷卻並且回火滾軋（大約 10/〇之冷壓縮）’該回火軋製之鋼接著進行一標準烘烤硬化 模擬’其係包括2%張力預形變以及隨後在350°F處理30分 鐘。該可烘烤硬化性增量代表在硬化後之拉伸應力與在硬 化前2%流動應力之間的差。該材料也進行形變硬化指數 測試，包括10%預形變並且接著在212T處理60分鐘，以 提供所加工之鋼之室溫抗硬化的初始數據。 下表係綜合該實驗之真正組成物之重量百分比。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） 12 ---------------------訂---------線 f請先閱頦背面之注意事項再填寫本頁) 41825 8 A7

hF --SI發明說明（10 ) 表1 鋼* C Μη —'.1 __ Α1 Ί Ν Ti V 0.02ΤΪ 0.0018 0.20 0.024 0.0044 0.018 0.02ΤΪ- 0.05V 0.0021 0.19 0.038 0.0062 0.021 0.049 0.02ΤΪ 0.10V 0.0028 0.19 0.040— 0.0065 0.021 0.094 其餘為鐵與剩餘雜質 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現在請參閱圖示，其中顯示在烘烤硬化增量與退火溶 液溫度之間四種不同合金化學組成與化學性質之比較。顯 示0.02鈦之三條曲線對應於在該表中之三種合金化學組成 與化學性質，顯示0.05鈦之曲線代表一過度穩定低碳鋼板 ’其係適於熱浸泡但是沒有明顯的可烘烤硬化性。 如圖中清楚地所示，該有效量之釩控制在一低碳鋼中 的可烘烤硬化性’這圖顯示加入少量之釩於一含鈦低碳鋼 中，例如，0 0 5 %飢，將在一相對於一類似組成物但不具 有釩者之大於L500°F，最多到大約16〇〇°F之退火溫度下 改善該等可烘烤硬化性質。該圖還顯示當釩增加到〇1〇% 時甚至有更佳之可烘烤硬化性。最後，該圖顯示這較佳的 可烘烤硬化性質在低退火溫度，最好是低於15〇〇下到155〇 °F時也曾發生。相較於在這些低退火溫度下非含釩鋼大約 小於1K SI到2.5 K SI之範圍内者，可供烤硬化性係增加到大 約2KSI到5KSI之範圍。此外，形變硬化指數之測試結果 顯示這些鋼在成型前於室溫下展現足夠之抗硬化性。 在本發明之另一特徵中，已發現到控制在上述含釩鋼 之組成物中之叙對碳的比例可以在抗硬化方面產生未預期 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公笼） 13 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂--------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 & ·8258 4 18258 五、發明說明（11 ) 的改進，詳而言之，保持這些種類之鋼的鈒對碳比例為大 約10或10以上可達到上述抗硬化性。吾人相信如果該釩與 碳含量保持在10或1 〇以上之釩/碳比例，如上述之一大範 圍，即，在大約0.005%以及小於0,6%之範圍的釩具有一 較佳的抗硬化性。吾人相信該釩上限是藉由將可烘烤硬化 性降低到一無法接受的值來測定。 請參閱以下的表2，其中之比較數據顯示9種特定組成 物以屈服點伸長量（YPE)表示的抗硬化性，這9種組成之 化學組成也在顯示在其中。 對至’JBL之抗硬化性是藉由測量在一加速硬化測試（2 1 2 °F/1小時）之後所測得的屈服點伸長量（γΡΕ)而測得，如果 在硬化之後沒有明顯的ΥΡΕ，即，如果該ΥΡΕ小於大約〇.2〇/〇 ，可以說一鋼是未硬化的。吾人的測試結果顯示一大约1〇 或10以上之重要V / C值（以重量百分比表示）將可確使該鋼 在1450-1550Τ之至少較佳退火溫度下，並且更佳的是 1500-i550°F的溫度下具有足夠抗硬化性。 如此表中可見，最小的屈服點伸長量是在釩對碳比例 為10或10以上之组成物中得到，在此應可了解在該屈服點 伸長量表令顯示的組成物也可以依據本發明之說明以及上 述組成物限制與處理條件來烘烤硬化。 填隙式溶質之值是一影響硬化行為之重要參數，通常 ,可與碳或氮輕易地化學結合的元素會降低溶質碳的值並 且因此減少該硬化或屈服點伸長量的值。在本發明中，習 知被用來與在鋼中之碳反應而形成碳化釵的釩被用來控制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） ---— — — — — — — --------訂--------線 .. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -14 41825 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（l2 ) 溶質碳的值並且提供一適當程度的可烘烤硬化性而仍保持 對室溫的抗硬化性。釩與碳結合之程度係由釩與碳，v/c 之濃度比例來表示，假設該v/c濃度比是在得到釩化碳之 溶解度（或，相反地，該穩定度）時一重要的參數，並且是 控制該溶質碳值（依據V/c比例）的重要參數。換言之，碳 化物之穩定度是由V與C兩者來決定而不是個別地決定。 在本發明之另一特徵中，落在上述大範圍内之組成物 被置於一模擬批式或盒式退火條件中以便決定這些組成物 是否具有可烘烤硬化性。 盒式退火包括將一蓋放在一或多個堆疊線圏上、導入 一保護蒙氣、以及加熱而使整過線因達到一在預定範圍内 的溫度並且因此進行完全的再結晶。通常，這範圍可以是 大約1200到1400°F。因為有相當大重量的鋼在線圈中，加 熱與冷卻的速度很慢，通常大約每小時僅50T之週期時間 為數天。為了在實驗室中模擬單元式退火，鋼樣品係被密 封在一不繡鋼筒中，其中通過一具有4%氫/96%氮、以每 小時50°F之速度加熱、保持在1300T 15個小時、然後以每 小時50°F之速度冷卻到室溫的混合氣體。 表3與4分別顯示在上述大範圍内之組成在模擬批式退 火以及生產試驗批式退火之後的可烘烤硬化性。如這些表 中可看出，並且相當意外地，這些鋼具有可烘烤硬化性。 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） 15 ——：---：-------------l-ltr----------線' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 '41825 8 A7 _B7 五、發明說明（I3 ) 斜瀹癱苏障 aicit ϋ J-^-212T/1 hr#:^H(T \〇 00 <1 K) l—i 編號 0.005 0.005 0.005 0.005 0.0094 0.0044 0.020 0.009 0.0053 〇 組成物(wt%)(其餘為鐵與剩餘雜質） 0.20 0.20 0.20 0.21 0.20 0.20 0.21 0.20 0.20 S： 0.015 0.053 0.016 0.016 0.016 0.014 0.014 0.016 0.015 0.011 Π 0.009 0.009 0.008 0.007 0.008 0.008 0.008 0.008 0.018 Ti 0.0002B :0.022 丨 0.022 0.021 0.024 0.023 0.021 0.022 0.022 TI (或b) 0.014 0.034 0.040 0.018 0.045 0.024 0.048 0.033 0.031 > 0.050 0.050 0.19 0.14 0.076 0.022 0.047 0.050 0.051 < 0.0051 0.0057 0.0045 0.0034 0.0056 0.0039 0.0068 0.0042 0.0035 14.7 20.8 63.3 41.2 00 U\ !>〇 〇\ V/C 〇 〇 〇 〇 Ο 1.77 4.28 0 1450。 }% □ 3 ΥΡΕ(%)數據 * 〇 〇 〇 〇 ίο Ο 1.32 4.12 p 1500° 〇 〇 〇 〇 bo 1—* 1~» ON 1.42 5.54 1.51 1550。 枷2 — I:----------0^------r—訂----------線' .· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 16 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 418258A7_B7L、發明說明（14 ) 因為在盒式退火中缓慢的冷卻速度有利於碳化物之沈 澱’應變硬化通常不會成為一個問題，但是，可烘烤硬化 性係有些不預期的且意外的，並且理論上該釩提供碳化物 本發明之合金鋼化學組成與化學性質之較佳可烘烤硬化性 與抗硬化性、該較低溶液退火溫度、較佳之鋼板或條顯示 與平坦度、在鑄造時較易控制該銃之能力與在釩含量變化 與最後機械性質之間之較小靈敏度使這鋼可以以熱軋或冷 軋與退火狀態理想地使用在板及/或條產品中或者做為— 塗覆產品。 表3 在模擬批式退火之後烘烤硬化性質 編號 鋼鐵種類 回火滾軋 (1%對準） BHI (ksi) 2% 預應變 SAI (ksi) 氺 Ti-V 3.5 0 氺氺 Ti-O.lOV 2.4 0 6 Ti-0.15V 0.9 0 1 0.005C-Ti-V 0.6 0 8 Ti-V-P 1.5 0 中中华 0.7Mn-Ti-V 1.3 0 9 Ti-V-B 2.6 *組成物對應於在表1中之0.02Ti-0.05V **組成物對應於在表1中之0.02Ti-0.10V *** 0.0023C，0.71Mn，0.015P，0.009S,0.021Ti，0.028AI，0.053V,0.004 N，其餘為鐵與剩餘雜質。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2J0 X 297公釐） 17 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' --------訂---------線... 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（15 ) 表4 批式退火Ti+V生產試驗 (所有測試是在寬度之中心） 編號 烘烤硬化，ksi*之後 〇%預應變 2%預應變 10 2.1 4.1 11 1.85 3.7 10 化學組成-H0.0067C，0‘14Mn，0.062P，0.026Al,0.0043N， 0,020Ti,0.047V,T0.0054C，0.14Mn，0.062P，0.027Al， 0.0038N,0.021Ti,0.047V. 11 化學组成-H0.0058C，0,12Mn，0.064P，0.O28Al,0.0057N, 0.025Ti，0.053V，T0.0055C，0.13Mn，0.〇66P，0.033Al， 0.0044N,0.026Ti,0.051V . *烘烤硬化KSI值係H與T樣品之平均值，H與T代表線圈的頭與尾。 因為對於本發明之軋製物品與製造方法之無裂缝鋼與 ”製造者友善”特性的改良’該鋼特別適用於熱浸塗覆製程 ’如鍍鋅層擴散處理。 使用本發明之合金鋼化學組成與化學性質的冷軋與退 火鋼品可以以任何習知之方式加以熱浸塗覆，最好是以一 連續熱浸塗覆線之方式處理，一旦被熱浸塗覆之後，該塗 覆鋼品可以以一習知之方式形成汽車鋼板，該等鋼板可以 很容易形成並且接著上漆興烘烤，上漆之鋼板具有良好的 耐壓縮性。 因此，本發明已籍由一較佳實施例說明，其實現本發 明之每一前述目的並且提供一較佳之低碳鋼品以及使用飢 做為一合金組成物來改善可烘烤硬化性以及具有在製造B寺 之低能量消耗的製造方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210χ297公釐） --------------------訂---------線： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 18 f 41825 8

五、發明說明（16 ) 當然’由本發明之揭露所做的各種改變、修改與變化 可以由熟習此項技術者在不違反本發明之精神與範疇之情 形下來實施，因此，本發明僅受限於下列申請專利範圍。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 19

Claims (1)

1. 418258

   Α8 Β8 C8 D8 六、申請~J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1_ 一種製造軋製鋼品的方法，其包含鑄造一低碳鋼之以及熱 軋該鋼的步驟，該低碳鋼包含碳、錳、鋁、氮以及剩餘鐵 與附帶雜質，其特徵在於： (a) 該鋼之重量百分比組成主要由下述成分組成： 介於0,0005到0.1 %之間的碳； 介於0到小於0.015%之間的氮； 介於0到0.05%之間的鈦以作為氮化物形成元素； 介於0到0.5%之間的鋁； 介於0到可高達2.5%之間的錳； 介於0.005到0,6%之間的釩； 剩餘為鐵與附帶雜質； (b) 使該鋼中的釩/碳比例維持於10或以上；以及 (c) 在預選擇之溫度下以線圈的形式冷軋該熱軋鋼並批次 退火該冷軋鋼，在該選擇之溫度下保持線圈一段時間 並缓慢地使線圈冷卻至室溫。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該選擇之溫度範圍為 1200°F至 1400°F。 3. 如甲請專利範圍第1項之方法，其令該釩之範圍介於0.05 至0.15%之間。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中可烘烤硬化性由於該 叙之加入增加至少3 KSI。 5. 如申請專利範圍第1項之方法’其中該鋼之重量百分比级 成主要是由下述成分組成：0·0〇18到0·0028%碳、0·18·0·22% 錳、0.024-0.040%鋁、0.0044到 0.0065% 氮、0.018-0.022% 之 閱 面 之 注 意 事 項黌募) 頁i w I i I 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -20 - 4 182 5 8 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 六、申請專利範圍 鈦以作為氮化物形成元素、及0.049-0.094%鈒以及剩餘為 鐵與附帶雜質。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該鋼是被塗覆的。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該鋼是以熱浸塗覆。 8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該鋼是以電鍍塗覆。 9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該鋼形成一板狀產品 並且以一烤漆步驟加以處理。 10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中碳範圍為介於0.001到 0.01%之間，氮範圍為介於0.001到0.005%之間，釩範圍為 介於0.03到0.12%之間，該鋁範圍為介於0.02到0.08%之 間，及作為氮化物形成元素之鈦量大於3.4X氮量。 11. 一種製造含釩低碳鋼之鋼品的方法，藉由下述步驟改良抗 老化性： (a)使含釩低碳片鋼具有能使含釩低碳片鋼具有可烘烤硬 性的碳、釩及氮化物形成元素量，該鋼主要由下述成 分組成： 介於0.0005到小於0.1重量％之間的碳； 介於0到可高達2.5重量％之間的錳； 介於0到可高達0.5重量％之間的鋁； 介於0到小於0.015重量％之間的氮； 介於0到可高達0.05重量％之間的鈦以作為氮化 物形成元素； 介於0.005到小於0.6重量。/。之間的釩； 剩餘為鐵與附帶雜質， --------------------訂---------線。丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - 418258 Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 六、申請專利範圍 (b)使該鋼品中的釩/碳比例保持於10或以上來改良抗老 化性。 12.如申請專利範圍第11項之方法，其中該飢範圍介於〇 〇2到 0.6重量％之間。 13·如申請專利範圍第11項之方法，其中該釩範圍介於0 05到 0.20重量％之間。 14_ 一種乾製鋼品’其主要由下述成分組成： 介於0.0005到小於0.1重量％之間的碳； 介於0到可高達2.5重量％之間的錳； 介於0到可高達0.5重量％之間的鋁； 介於0到可高達0.05重量％之間的欽以作為氮化物形 成元素； 介於0到小於0.015重量％之間的氮； 介於0.005到小於0.6重量％<間的釩； 其中當釩相對於碳之比例為10或以上時，該鋼品具 有改良的抗老化性。 15. 如申請專利範圍第11項之軋製鋼品，其中鈒相對於碳之比 例為10至可高達64。 16. 如申請專利範圍第η項之軋製鋼品，其中該釩範圍介於 0·02到0.6重量％之間。 17. 如申請專利範圍第16項之軋製鋼品，其中該釩範圍介於 0.05到0.20重量％之間。 18_如申請專利範圍第14項之軋製鋼品，其中破可高達0.0034 %及釩為介於0.05%到小於0.6%。 本紙張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） -------------r't:·---- (請先閲讀嘴面之注意事項再填寫本頁) 訂----------線· -22 - 418258 | D8 六、申請專利範園 19. 如申請專利範圍第11項之方法，其中碳可高達0.0034%及 釩為介於0.05%到小於0.6%。 20. —種製造含釩低碳鋼之鋼品的方法，藉由下述步騍改良抗 老化性： (a) 使含釩低碳片鋼具有能使含釩低碳片鋼具有可烘烤硬 性之碳、釩及選自於鈦、硼及锆之氮化物形成元素 量，該鋼主要由下述成分組成： 介於0.0005到小於0.1重量％之間的碳； 介於0到可高達2.5重量％之間的錳； 介於0到可高達0.5重量％之間的鋁； 介於0到小於0.04重量％之間的氮； 介於0.005到小於0.6重量％之間的釩； 剩餘為鐵與附帶雜質， (b) 使該鋼品中的釩/碳比例保持於10或以上，及 (c〇添加0到小於0.5%氮化物形成元素量以進行反應而使 游離氮自該鋼品中移除，並在反應完成時在溶液中保 留一定量的碳， 其中選擇鈦作為氮化物形成元素，其量符合 3.4N<Ti<6(N+C)之關係式。 21. 如申請專利範圍第20項之方法’其中該氮化物形成元素係 選自於硼及鍅。 22. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該氮化物形成元素為 鈦。 23_ —種軋製鋼品，其主要由下述成分組成： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚} (請先閱讀唷面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

   -23 - AS E8 C8 DS 41825 4轉111範圍 介於0.0005到小於0.1重量％之間的碳； 介於0到可高達2.5重量％之間的錳； 介於〇到可高達0.5重量％之間的鋁； 介於0到小於0.04重量％之間的氮； 介於0.005到小於〇.6重量％之間的釩； 剩餘為鐵與附帶雜質， 使該鋼品中的釩/碳比例保持於1 〇或以上來改良抗老 化性’及氮化物形成元素係選自於鈦、硼及錯組成之級群 中，其量為介於0到小於0.5重量％之間，並因而進行反應 而使游離氮自該鋼品中移除，並在反應完成時在溶液中保 留一定量的碳， 其中選擇鈦作為氮化物形成元素，其量符合 3.4N<Ti<6(N+C)之關係式。 24‘如申請專利範圍第23項之鋼品，其中該氮化物形成元素為 删及锆中之一者。 25.如申請專利範圍第23項之鋼品，其中該氮化物形成元素為 敛。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 26_ 一種製造軋製鋼品的方法，其中包含鑄造一低碳鋼之以及 熱軋該鋼的步驟，該低碳鋼包含碳、锰、鋁、氮以及剩餘 鐵與附帶雜質，其特徵在於： (a)該鋼之重量百分比组成主要由下述成分組成： 介於0.0005到0.1%之間的碳； 介於0到小於0.04%之間的氮； 介於0到小於0,5%之間的氮化物形成元素；

   (CNS)A4 規格（210 X 297 公釐） 24 A8 B8 C8 D8 爲 1825 8 、申請專利範圍 介於0到0.5%之間的鋁； 介於0到可高達2.5%之間的錳； 介於0.005到0.6%之間的釩； 剩餘為鐵與附帶雜質； 其中釵有助於在烤漆時改善該鋼的可烘烤硬化性， (b)冷軋該熱軋鋼，以及 (c)以線圈的形式藉由缓慢加熱該冷軋鋼至介於1200711400 °F來批次退火該冷軋鋼’在該溫度下保持線圈一段時間並 緩慢地使線圈冷卻至室溫。 27_如申請專利範圍第26項之方法，其中該氮化物形成元素係 選自於由鈦、硼及鉛組成之組群中。. 28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該氮化物形成元素為 鈦，其量符合3.4N<Ti<6(N+C)之關係式。 29. 如申請專利範圍第26項之方法，其中該釩之範圍介於〇.〇5 至0.15%之間》 30. 如申請專利範圍第26項之方法，其中可烘烤硬化性由於 該釩之加入增加至少3 KS卜 31. 如申請專利範圍第26項之方法，其中該鋼主要由下述成分 組成：0.0018到 0.0028重量％碳、0.18-0.22重量％錳、0.024-0.040重量％鋁、0.0044到0.0065重量％ 氮、0,018-0.022重量％ 鈦以作為氮化物形成元素、及0.049-0.094重量％釩以及剩 餘為鐵與附帶雜質。 32. 如申請專利範圍第26項之方法，其中該鋼是被塗覆的。 33. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該鋼是以熱浸塗覆。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公髮） (請先閱讀嘴面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -25 - 41825 Β λβ B8 __ C8 ^__ D8_____ 六、申請專利範圍 3个如申請專利範圍第32項之方法，其中該鋼是以電鐘塗 覆。 35，如申請專利範圍第26項之方法，其中該鋼形成一板狀產品 並且以一烤漆步驟加以處理。 36.如申請專利範圍第26項之方法，其中碳範圍為介於0,0005 到0.0028%之間及釩範圍為介於0.03到0.094%之間。 (請先閱讀臂面之注意事項再填寫本頁) -------*訂-------丨_線· 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297分釐）