[发明专利]用于包装的冷轧扁钢产品

说明书

本发明涉及一种用于包装的冷轧扁钢产品，该扁钢产品具有小于0.6mm的厚度，该扁钢产品由钢沿轧制方向(0°)冷轧，并且在其机械特性方面具有优异的各向同性。

技术领域

本发明涉及一种用于包装的冷轧扁钢产品。

背景技术

为了节约资源和降低成本而寻求减少用于制造包装(以下也称为包装 钢)的扁钢产品(钢板和钢带)的厚度。冷轧的包装钢的通常厚度在精细 板范围中，即在0.1至0.6mm之间。然而，由于厚度减小导致材料的刚性 降低，所以必须增加包装钢的强度，以便该材料能够承受对在制造包装时 的成型工艺中的冷变形性(例如在深冲或拉伸时)的要求。然而，同时， 在冷变形时必须保证钢板的能成型性。因此，存在对于具有大于550MPa 屈服极限的高强度钢板的需求，该钢板同时具有可成型性的良好参数、即 例如至少5％的断裂伸长率和/或至少5mm的埃氏指数(Erichsenindex)(根 据DIN 50101也称为埃氏深度，其根据符合埃氏的DIN EN ISO 20482标 准化的深度测试)。

存在用于提高钢板强度的大量的可行性，即例如冷硬化、混合晶体硬 化(通过添加碳、氮、磷、锰和/或硅合金化)、沉淀硬化、通过调节多相 钢结构来提高强度或细晶粒硬化。但是，许多提高钢强度的措施都具有不 期望的副作用。

随着冷固化的增加，例如，制造冷轧的钢板中出现纵向和横向差异并 且因此各向异性增加，同时延展性不成比例地降低。

在混合晶体硬化时，将外来原子(例如N、C、P、Mn、Si)以间隙 地或替位地嵌入钢的主晶格中。当然，许多可行的合金元素都具有消极的 副作用(因此，P例如对钢有害，Mn和Si使表面质量变差)，这就是为什 么通过添加这些合金元素来提高强度不会产生预期的效果。

尽管通过加入碳合金化，随着碳含量的增加而钢的强度提高，但同时 在钢板加工期间形成条状结构形式的明显的各向异性，因为碳在钢中的铁 素体晶格中的可溶性低而主要以渗碳体形式存在。此外，随着碳含量的增 加，表面质量变差，并且钢锭裂纹的风险随着接近包晶点而增加。因此， 需要将碳含量限制于0.1重量百分比，因为仅如此才能够有效地避免形成 钢锭裂纹和从中产生的点状的氧化(氧气扩散到裂纹中)。

从现有技术中已知用于包装的钢板及其制造方法，其中，对钢熔融物 添加用于混合晶体硬化的足够量的碳和氮，以便实现大于500MPa的强度。 因此，例如，US 2011/0076177 A1指出一种用于制造罐的高强度的钢板， 其具有以重量计为0.02％至0.10％的碳含量，和0.012％至0.0250％的氮 含量，其中，未结合的、即间隙嵌入钢中的氮重量份额为至少0.0100％。 在此确定：尤其未结合的氮有助于提高通过混合晶体硬化和失效硬化来提 高钢强度。然而，在此通过间隙嵌入氮可实现的强度提高一方面通过将氮 部分地结合成氮化物、特别是AlN，并且另一方面通过如下方式限定，即 在氮含量大于0.025％的情况下，热轧时钢锭破裂的风险大大增加。

在例如通过加入Ti或Nb合金化来进行沉淀硬化的情况下，问题在于， 由于高温而在热轧时已经形成沉淀。因此，该沉淀参与所有随后的生产阶 段，例如冷轧、退火和可行的再轧或精整，并且在此，尤其当优选在晶界 上进行沉淀时，与渗碳体相比，显示出明显的各向异性。此外，沉淀剂 Ti和Nb有助于提高再结晶温度。

由于对钢的合金组成部分的规范规定，通过在钢中形成多相结构实现 的强度提高从一开始就非常有限。因此，例如在汽车行业中使用的常规的 多相钢无法用于包装钢，因为例如用于形成多相结构的合金组成部分、如 锰和硅在包装钢中由于通过包装钢标准(DIN EN 10202)给出的规范规定 而仅能够使用至最大重量份额。尽管在包装钢中能够借助于专门的冷却技 术来调节多相结构。然而，所得出的结构状态的特征在于高的不稳定性并 且强度提高大多伴随可成型性的下降。如果多相结构主要基于合金元素碳， 则还存在渗碳体的各向异性传递至多相结构并由此还加剧各向异性的风 险。