[发明专利]可冷成型的高强度钢以及由这种钢制成的扁钢制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种可冷成型的高强度钢，该钢含有高的锰含量并且具有很好的针对由氢诱导引起的延迟的裂缝生成的抵抗力和非常好的可焊接性。此外本发明涉及由这种钢制成的扁钢制品。

背景技术

由氢诱导的“延迟的裂缝生成”是由从外部侵入钢材的氢导致的。与此相对，“Delayed Fracture（延迟断裂）”指的是，由于生产条件导致的在材料内部存在的氢所引起的钢材缺陷。

开篇所述的复合特性对于用于生产机动车车身组件的钢特别重要。用来制成此处的组件的板材需要在理想的轻的质量前提下不仅易成型而且具有足够的强度，这些要求实现了以较小的板材厚度保证各个车身的稳定性。

此外指定用于机动车车身组件和类似应用的钢必须保证，该钢是易焊接的而不易生成由于焊接在各个焊接位置生成的裂缝（焊缝）。

“焊缝”指的是由于渗入晶界的介质（例如用于涂层的锌、作为焊接补充材料的铜）导致晶界的脆弱性，由于冷缩该脆弱性可以导致裂缝。对镀锌的板材进行焊接时，作为抗腐蚀涂层的锌由于较高的焊接温度而熔化并且渗入钢板的晶界。在接下来的冷却过程中在晶界处产生应力，该应力可导致结晶间的裂缝。

最后，用于机动车车身组件的钢尽管由于成型为各个组件可能需要的多次冷成型但还是要在相当长的使用寿命中、在实际应用中存在负载的情况下，不能够轻易产生氢诱导的裂缝，所谓的“延迟的裂缝生成”，这种裂缝会导致组件的强度和稳定性的不安全因素以及以该组件制成的车身不安全因素。

已知大量的关于生产用于车身制造和相关应用领域的钢的试验，这种钢具有较好的可成型性和对于所需用途优化的机械特性。

这类轻型钢材的第一个例子在WO2007/075006A1中有所描述。这里所介绍的钢除了铁和不可避免的杂质以外还含有（重量%）0.2-1.5%的C，10-25%的Mn，0.01-3.0%的Al，0.005-2.0%的Si，最多0.03%的P，最多0.03%的S和最多0.040%的N以及可选的0.1-2.0%的Cr，0.0005-0.01%的Ca，0.01-0.1%的Ti，0.001-0.020%的B。这样合成的钢应该在较高的刚性、强度和较小的裂缝生成可能下具有最优的成型性。此外该钢应该非常容易涂覆抗腐蚀的涂层。

另一种具有优化的成型性、强度和可焊接性的钢由WO93/13233A1已知。这种钢除了铁和不可避免的杂质以外还含有（重量%）最多1.5%的C，15-35%的Mn，0.1-6.0%的Al，以及可选的最多0.6%的Si，最多5%的Cu，最多1%的Nb，最多0.5%的V，最多0.5%的Ti，最多9%的Cr，少于4.0%的Ni和少于0.2%的N。在WO93/13233A1中的奥氏体-稳定化和强度增加的作用归功于可选的添加物，即最多9重量%的Cr。在已知钢中的Ni、Ti和V含量应该具有同样的作用。在WO93/13233A1中的实施例（其中具有与Nb、Ti或V的含量组合的显著的Cr-含量）同时含有多于3重量%的Al含量。在WO93/13233A1中的从0.1-6.0重量%的Al含量在奥氏体-稳定化、冷处理性和挤压成型性方面作用特别重要。

在WO2007/074994A1中同样描述了一种用于汽车制造领域的钢，其具有高的刚性和强度。这种钢除了铁和不可避免的杂质以外还含有（重量%）0.1-1.5%的C，5-35%的Mn，0.01-3%的Al，以及可选的少于3%的Si，少于9%的Cr，少于5%的Cu，少于4%的Ni，少于1%的Mo，少于1%的Nb，少于0.5%的V和少于0.04%的N。此外钢中可以可选地存在分别为0.005-0.05%的Sn、Sb、As和Te，0.0005-0.040%的B、La和Ce，0.0005-0.1%的Zr和Ti以及0.0005-0.03%的Ca。通过含量为0.01-3.0重量%的Al的存在可以改善钢的刚性，其中Al使钢中的铁素体稳定并且抑制了ε-马氏体的产生。在已知的钢中存在最多3重量%的Si，以改善钢的抗拉强度。其中将Si的含量限定在最大为3重量%，以避免表面缺陷且保证良好的可焊接性。在已知的钢中可以存在Cr，以改善钢的抗腐蚀性并且保证钢的良好的成型性。Nb和V可以在钢中存在以优化强度。然而在WO2007/074994A1中介绍的实施例中没有含有与显著的Al、Nb或者V含量组合的Cr含量。