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Dokumentenidentifikation DE69935125T2 25.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001052302
Titel HOCHFESTES, KALTGEWALZTES STAHLBLECH UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG
Anmelder JFE Steel Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Fujita, Takeshi, Tokyo 100-0005, JP;
Kitano, Fusato, Tokyo 100-0005, JP;
Hosoya, Yoshihiro, Tokyo 100-0005, JP;
Inazumi, Toru, Tokyo 100-0005, JP;
Yamasaki, Yuji, Tokyo 100-0005, JP;
Morita, Masaya, Tokyo 100-0005, JP;
Nagataki, Yasunobu, Tokyo 100-0005, JP;
Hasegawa, Kohei, Tokyo 100-0005, JP;
Matsuda, Hiroshi, Tokyo 100-0005, JP;
Ono, Moriaki, Tokyo 100-0005, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 69935125
Vertragsstaaten AT, BE, DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 03.12.1999
EP-Aktenzeichen 999733108
WO-Anmeldetag 03.12.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/JP99/06791
WO-Veröffentlichungsnummer 2000034542
WO-Veröffentlichungsdatum 15.06.2000
EP-Offenlegungsdatum 15.11.2000
EP date of grant 14.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.10.2007
IPC-Hauptklasse C22C 38/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse C22C 38/14(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C21D 8/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C21D 9/46(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech mit einer Zugfestigkeit von 340 bis 440 MPa, welches für äußere Automobilpaneele so wie Motorhauben, Kotflügel und Seitenpaneele verwendet wird, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Stand der Technik

Stahlbleche, die für äußere Automobilpaneele wie Motorhauben, Motorhauben und Seitenpaneele verwendet werden, haben früher oft hochfeste, kaltgewalzte Stahlbleche verwendet und zielen darauf ab, eine verbesserte Sicherheit und Kilometerleistung zu erzielen.

Diese Art hochfester, kaltgewalzter Stahlbleche soll eine Kombination von Formbarkeits-Eigenschaften wie eine noch verbesserte Tiefziehfähigkeit, Zähigkeit, Widerstand gegen Oberflächenbelastungen (die Eignung, keine ungleichmäßige Belastung auf einer geformten Oberfläche zu induzieren) aufweisen, um zu bewirken, dass die Stahlbleche einer Reaktion auf die Nachfrage in Bezug auf die Reduzierung der Anzahl von Teilen und für das Einsparen von Arbeit in der Pressenstufe durch die Integration von Teilen zu ermöglichen.

Um dieser Nachfrage zu begegnen, wurden in der letzten Zeit verschiedene Arten von hochfesten, kaltgewalzten Stahlblechen eingeführt, die Stähle mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt von nicht mehr als 30 ppm Kohlenstoff als Basismaterial mit der Zugabe von karbidausbildenden Elementen wie Titan und Niob sowie von Mischkristall-Verfestigungselementen wie Mangan, Silizium, Phosphor verwenden. Beispielsweise offenbart die JP-A-112845 (1993) (der Begriff „JP-A-, wie er hierin verwendet wird, kennzeichnet eine „nicht geprüfte japanische Patentveröffentlichung") ein Stahlblech aus einem Stahl mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt, welches eine untere Grenze für den Kohlenstoffgehalt spezifiziert und positiv Mangan hinzu gibt. Die JP-A-263184 (1993) offenbart ein Stahlblech aus einem Stahl mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt, bei dem eine große Menge Mangan hinzu gegeben wird und des weiteren Titan oder Niob hinzu gegeben werden. Die JP-A-78784 (1993) offenbart ein Stahlblech aus einem Stahl mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt mit der Zugabe von Titan und einer weiteren positiven Zugabe von Mangan, sowie der Steuerung des Gehalts von Silizium und Phosphor, wodurch sich eine Zugfestigkeit von 343 bis 490 MPa ergibt. Die JP-A-46289 (1993) sowie die JP-A-195080 (1993) offenbaren Stahlbleche aus Stählen mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt, bei denen der Kohlenstoffgehalt auf 30 bis 100 ppm eingestellt wird, wobei dieser Gehalt ein hohes Niveau für Stähle mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt ist, sowie der weiteren Zugabe von Titan.

Die hochfesten, kaltgewalzten Stahlbleche, die aus diesen Stählen mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt hergestellt werden, weisen jedoch nicht die exzellenten Eigenschaften einer kombinierten Formbarkeit wie der Tiefziehfähigkeit, Schlag-Zähigkeit sowie Widerstand gegenüber Oberflächenbelastungen auf. Somit sind diese hochfesten, kaltgewalzten Stahlbleche nicht als Stahlbleche für äußere Automobilpaneele zufrieden stellend. Insbesondere verhindern diese Stahlbleche die Erzeugung von Wellenmustern, die durch Oberflächenbelastungen bewirkt werden, die mit der Bildschärfe nach der Beschichtung auf den äußeren Paneelen in Wechselwirkung tritt, nahezu gar nicht.

Darüber hinaus bestehen für hochfeste, kaltgewalzte Stahlbleche, die für äußere Automobilpaneele verwendet werden, inzwischen strikte Anforderungen zusätzlich zu der exzellenten Kombination von Formbarkeiten, in Bezug auf eine exzellente Widerstandsfähigkeit gegenüber Versprödung während der Sekundäroperation, der Formbarkeit geschweißter Abschnitte, die mit Tailored Blanks korrespondieren, einer Anti-Entgratungs-Performance während des Scherbetriebs, eines guten Oberflächenerscheinungsbilds, der Gleichmäßigkeit des Materials im Stahlcoil, wenn die Stahlbleche in der Form eines Coils geliefert werden, sowie in Bezug auf andere Eigenschaften.

Die EP 0816524 A1 beschreibt ein Stahlblech, das zum Ziel hat, nach der Umformung ein exzellentes Paneel-Erscheinungsbild sowie eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Einbeulen aufzuweisen.

Offenbarung der Erfindung

Im nachfolgenden wird die Beschreibung des hochfesten, kaltgewalzten Stahlblechs gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben, welches die folgenden exzellenten Eigenschaften aufweist: die Kombination exzellenter Formbarkeits-Eigenschaften inklusive Tiefziehfähigkeit, Schlag-Zähigkeit und Widerstand gegenüber Oberflächenbelastungen; Widerstand gegenüber Versprödung während des Sekundärbetriebs; Formbarkeit der geschweißten Abschnitte; Anti-Entgratungs-Peformance; Oberflächen-Eigenschaften sowie Gleichmäßigkeit des Materials in einem Coil.

Das Stahlblech 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech, bestehend aus 0,0040 bis 0,010% Kohlenstoff, 0,05% oder weniger Silizium, 0,10 bis 1,20% Mangan, 0,01 bis 0,05% Phosphor, 0,02% oder weniger Schwefel, 0,01 bis 0,1% gelöstes Aluminium, 0,004% oder weniger Stickstoff, 0,003% oder weniger Sauerstoff, 0,01 bis 0,20% Niob, optional des Weiteren enthalten 0,002% oder weniger Bor (in Gewichtsprozent), Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen; welches die Formeln (1), (2), (3), sowie (4) erfüllt: –0,46 – 0,83 × log[C] ≤ (Nb × 12)/(C × 93) ≤ –0,88 – 1,66 × log[C](1) 10,8 ≥ 5,49 × log[YP] – r(2) 11,0 ≤ r + 50,0 × n(3) 2,9 ≤ r + 5,00 × n(4) wobei C und Nb den Gehalt (in Gewichtsprozent) von Kohlenstoff bzw. Niob bezeichnen, YP die Streckgrenze (in MPa) kennzeichnet, r den r-Wert kennzeichnet und n den n-Wert (ein Wert im Bereich von 1 bis 5% Dehnung) bezeichnet und durchschnittliche n-Werte bei 0, 45, und 90° zur Walzrichtung bestimmt werden.

Das Stahlblech 1 wird durch die folgenden Schritte hergestellt:

Herstellen einer kontinuierlich gegossenen Bramme aus einem Stahl, der die oben beschriebene Zusammensetzung aufweist; Herstellen eines warmgewalzten Stahlblechs durch abschließendes Walzen der Bramme bei einer Temperatur bei der Ar3-Umwandlungstemperatur oder höher; Haspeln des warmgewalzten Stahlblechs bei Temperaturen von nicht weniger als 540°C sowie Kaltwalzen des gespalten warmgewalzten Stahlblechs bei Reduktionsverhältnissen von 50 bis 85%, gefolgt von dessen kontinuierlicher Glühung bei Temperaturen von 680 bis 880°C.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt die Form eines Paneels, das für die Bewertung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Oberflächenbelastung verwendet wird.

2 zeigt den Einfluss auf die Wellenhöhendifferenz (&Dgr;Wca) vor und nach der Umformung.

3 zeigt das Verfahren des Yoshida-Biegetests.

4 zeigt den Einfluss der Streckgrenze und der r-Werte auf die plastische Biegehöhe (YBT).

5 zeigt das Verfahren des Hut-Umformtests.

6 zeigt den Einfluss der r-Werte und den n-Werte auf die Tiefziehfähigkeit und die Schlag-Zähigkeit.

7 zeigt ein geformtes Modell eines vorderen Kotflügels.

8 zeigt ein Beispiel der äquivalenten Dehnungsverteilung in der Nähe eines möglichen Bruchabschnitts an dem geformten Modell des in 7 vorgegebenen vorderen Kotflügels.

Wege zur Ausführung der Erfindung Weg 1

Das oben beschriebene Stahlblech 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Stahlblech, das insbesondere eine erhöhte kombinierte Formbarkeit aufweist. Details des Stahlblechs 1 werden im Folgenden beschrieben.

Kohlenstoff: Kohlenstoff bildet ein feines Karbid mit Niob aus, um die Festigkeit des Stahls zu erhöhen und den n-Wert in Bereichen mit niedriger Dehnung zu erhöhen und somit den Widerstand gegenüber Oberflächenbelastungen zu verbessern. Wenn der Kohlenstoffgehalt geringer als 0,0040% ist, wird der Effekt der Kohlenstoff-Zugabe klein. Wenn der Kohlenstoffgehalt 0,01% übersteigt, sinkt die Zähigkeit des Stahls ab. Dementsprechend wird der Kohlenstoffgehalt auf einen Bereich von 0,0040 bis 0,010%, vorzugsweise von 0,0050 bis 0,0080%, ganz besonders bevorzugt von 0,0050 bis 0,0074% festgelegt.

Silizium: Die übermäßige Zugabe von Silizium verringert das chemische Behandlungsverhalten des kaltgewalzten Stahlblechs und senkt die Anhaftung von Zinkbeschichtungen auf galvanisierten Stahlblechen ab. Daher wird der Siliziumgehalt auf nicht mehr als 0,05% festgelegt.

Mangan: Mangan scheidet Schwefel im Stahl als MnS aus, um die Bildung von Heißrissen der Brammen zu unterbinden und eine hohe Festigkeit des Stahls ohne Verringerung der Anhaftfähigkeit für die Zinkbeschichtung zu erbringen. Wenn der Mangangehalt weniger als 0,10% beträgt, tritt die Ausscheidung von Schwefel nicht ein. Wenn der Mangangehalt 1,20% übersteigt, wird die Streckgrenze signifikant erhöht und der n-Wert in Bereichen mit niedriger Dehnung sinkt ab. Infolgedessen wird der Mangangehalt in einem Bereich von 0,10 bis 1,20% festgelegt.

Phosphor: Phosphor ist zur Erhöhung der Festigkeit des Stahls in Mengen von 0,01% oder mehr notwendig. Wenn der Phosphorgehalt 0,05% übersteigt, sinkt jedoch das Legierungsbehandlungs-Verhalten der Zinkbeschichtung ab und eine unzureichende Anhaftung der Beschichtung wird erzeugt. Dementsprechend wird der Phosphorgehalt in einem Bereich von 0,01 bis 0,05% festgelegt.

Schwefel: Wenn der Schwefelgehalt 0,02% übersteigt, wird die Zähigkeit des Stahls gering. Daher wird der Schwefelgehalt auf nicht mehr als 0,02% festgelegt.

Lösliches Aluminium: Eine Funktion des löslichen Aluminiums ist die, Stickstoff im Stahl als AlN zur Reduzierung des nachteiligen Effekts des Stickstoffs in fester Lösung auszuscheiden. Wenn der Gehalt an löslichem Aluminium unter 0,01% beträgt, ist dieser Effekt nicht ausreichend. Wenn der Gehalt an löslichem Aluminium 0,1% übersteigt, kann der Effekt für die Zugabe von löslichem Aluminium nicht weiter gesteigert werden. Infolgedessen wird der Gehalt an löslichem Aluminium in einem Bereich von 0,01 bis 0,1% festgelegt.

Stickstoff: Der Stickstoffgehalt ist vorzugsweise so gering wie möglich. Vom Gesichtspunkt der Kosten wird der Stickstoffgehalt auf nicht mehr als 0,004% festgelegt.

Sauerstoff: Sauerstoff bildet oxidische Einschlüsse aus, die mit dem Kornwachstum während des Glühschritts in Wechselwirkung treten und somit die Umformbarkeit verringern. Daher wird der Sauerstoffgehalt auf nicht mehr als 0,003% festgelegt. Um einen Sauerstoffgehalt von nicht mehr als 0,003% zu erhalten, sollte die Sauerstoffaufnahme während und nach dem Schmelzen außerhalb des Ofens minimiert werden.

Niob: Niob bildet mit Kohlenstoff feine Karbide aus, um den Stahl zu verfestigen und den n-Wert in Bereichen mit niedriger Dehnung zu erhöhen und somit den Widerstand gegenüber Oberflächenbelastungen zu verbessern. Wenn der Niobgehalt weniger als 0,01% beträgt, kann dieser Effekt nicht erzielt werden. Wenn der Niobgehalt 0,20% übersteigt, erhöht sich die Streckgrenze signifikant und der n-Wert in Bereichen mit niedriger Dehnung sinkt ab. Daher wird der Niobgehalt auf einen Bereich von 0,01 bis 0,20%, vorzugsweise von 0,035 bis 0,20% und ganz besonders bevorzugt von 0,080 bis 0,0140% festgelegt.

Ausschließlich die Festlegung der einzelnen Komponenten des Stahls kann nicht zu einem hochfesten, kaltgewalzten Stahlblech mit der exzellenten Kombination von Formbarkeits-Eigenschaften wie der Tiefziehfähigkeit, Schlag-Zähigkeit und Widerstand gegenüber Oberflächenbelastungen führen. Um diese Art hochfester, kaltgewalzter Stahlbleche zu erhalten, sind die im Folgenden beschriebenen Bedingungen oft gefragt. Zur Bewertung des Widerstands gegenüber Oberflächenbelastungen wurden kaltgewalzte Stahlbleche, bestehend aus 0,0040 bis 0,010% Kohlenstoff, 0,01 bis 0,02% Silizium, 0,15 bis 1,0% Mangan, 0,02 bis 0,04% Phosphor, 0,005 bis 0,015% Schwefel, 0,020 bis 0,070% löslichem Aluminiums, 0,0015 bis 0,0035% Stickstoff, 0,0015 bis 0,0025% Sauerstoff, 0,04 bis 0,17% Niob (in Gewichtsprozent) und mit einer Dicke von 0,8 mm dazu verwendet, Paneele in der Form wie sie in 1 gezeigt ist auszubilden und dann wurde die Differenz der Wellenhöhe (Wca) entlang der zentralen Wellenlinie vor und nach der Umformung, oder &Dgr;Wca, bestimmt.

2 zeigt in Einfluss von auf die Wellenhöhendifferenz (&Dgr;Wca) vor und nach der Umformung.

Wenn die Formel (1) erfüllt, wird (&Dgr;Wca) 2 &mgr;m oder weniger und eine exzellente Widerstandsfähigkeit gegenüber Oberflächenbelastungen tritt auf. 0,46 – 0,83 × log[C] ≤ (Nb × 12)/(C × 93) ≤ –0,88 – 1,66 × log[C]

Zur Bewertung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Oberflächenbelastungen sollte nicht nur die oben beschriebene Wellenhöhe beachtet werden, sondern ebenso die plastische Biegung, die leicht in Seitenpaneelen oder dergleichen erzeugt werden kann.

In diesem Zusammenhang wurde der Widerstand gegenüber Oberflächenbelastungen gegen plastische Biegung bewertet. Die oben beschriebenen Stahlbleche wurden einem in 3 gezeigten Yoshida-Biegetest unterzogen. Dies bedeutet, dass eine Probe in einem Zugtester mit einer Spannfutterdistanz von 101 mm in der in der Figur angebenden Pfeilrichtung gezogen wurde, um eine festgelegte Dehnung (&lgr; = 1%) auf den Dickenlängenabschnitt (GL = 75 mm) zu induzieren, dann wurde die Belastung wieder entfernt und die plastische Restbiegungshöhe (YBT) wurde bestimmt. Die Messung wurde in einer lateralen Richtung zur Zugrichtung unter Verwendung eines Krümmungsmessers mit einer Spanne von 50 mm durchgeführt.

4 zeigt den Einfluss der Streckgrenze und der r-Werte auf die plastische Biegehöhe (YBT).

In dem Falle, dass die Beziehung zwischen YP und r-Werten die Formel (2) erfüllt, wurde die plastische Biegehöhe (YBT) 1,5 mm oder kleiner was äquivalent zu oder mehr als die in JSC270F angegebene ist und eine exzellente Widerstandsfähigkeit gegenüber Oberflächenbelastungen ebenso gegen plastische Biegung zeigt. 10,8 ≥ 5,49 × log[YP] – r

Anschließend wurden die oben beschriebenen kaltgewalzten Stahlbleche für die Bewertung der Tiefziehfähigkeit basierend auf dem Grenzzugverhältnis (LDR) bei der Zylinderformung bei 50 mm Durchmesser und bei der Bewertung der Schlagzähigkeit basierend auf der Hutformhöhe nach dem Hut-Umformtest, der in 5 gezeigt ist, verwendet. Der Hutumformtest wurde unter den folgenden Bedingungen ausgeführt: ein blankes Blech mit einer Größe von 340 mm in der Länge und 100 mm in der Breite, einer Stempelbreite (Wp) von 100 mm, einer Pressenbreite (Wd) von 103 mm sowie einer Blechhaltekraft (P) von 40 t.

6 zeigt in Einfluss der r-Werte und der n-Werte auf die Tiefziehfähigkeit und die Schlagzähigkeit, wobei der n-Wert von einem Bereich mit niedriger Dehnung von 1 bis 5% basierend auf den im Folgenden beschriebenen Gründen bestimmt wurde. 8 zeigt ein Beispiel der äquivalenten Dehnungsverteilung in der Nähe eines möglichen Bruchabschnitts auf dem geformten Modell des in 7 gezeigten vorderen Kotflügels. Die am Boden des Stempels erzeugte Dehnung beträgt 1 bis 5%. Um die Konzentration von Belastungen an Abschnitten eines möglichen Bruchs, beispielsweise an den Seitenwandabschnitten, zu verhindern, sollte der plastische Fluss an dem Stempelbodenabschnitt mit niedriger Dehnung erhöht werden.

Wie in 6 gezeigt sind dann, wenn die Beziehung zwischen dem r-Wert und dem n-Wert die Formeln (3) sowie (4) erfüllen, die daraus erhaltenen Werte für das Grenzziehverhältnis (LDR) und die Hutformhöhe äquivalent zu oder höher als die Werte aus JSC270f, wodurch eine äquivalente Tiefziehfähigkeit und Schlagzähigkeit zur Verfügung gestellt wird. 11,0 ≤ r + 50,0 × n(3) 2,9 ≤ r + 5,00 × n(4)

Zum Stahlblech 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann Titan zur Verbesserung des Widerstands gegenüber Oberflächenbelastung hinzugeben werden. Wenn der Titangehalt 0,05% übersteigt, sinkt das Oberflächenerscheinungsbild nach der Elektrogalvanisierung signifikant ab. Daher wird der Titangehalt auf nicht mehr als 0,05%, vorzugsweise von 0,005 bis 0,02% festgelegt. In diesem Fall sollte die Formel (5) anstelle der Formel (1) Verwendung finden. –0,46 – 0,83 × log[C] ≤ (Nb × 12)/(C × 93) + (Ti* × 12)/(C × 48) ≤ –0,88 – 1,66 × log[C] (5)

Darüber hinaus ist die Zugabe von Bor zur Verbesserung des Widerstands gegenüber Versprödung während des Sekundärbetriebs effektiv. Wenn der Borgehalt 0,002% übersteigt, sinken die Tiefziehfähigkeit und die Schlagzähigkeit ab. Dementsprechend wird der Borgehalt auf nicht mehr als 0,002%, vorzugsweise von 0,0001 bis 0,001% festgelegt.

Das Stahlblech 1 gemäß der vorliegenden Erfindung weist zusätzlich zu der exzellenten kombinierten Formbarkeit die Eigenschaften eines exzellenten Widerstands gegenüber Versprödung während des Sekundärbetriebs, der Formbarkeit bei den geschweißten Abschnitten, eines Anti-Entgratungs-Verhaltens während des Scherens, eines guten Oberflächenerscheinungsbilds, einer Gleichmäßigkeit des Materials im Coil auf, wobei diese Eigenschaften solche sind, die auf äußere Automobilpaneele anwendbar sind.

Das Stahlblech 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch die folgenden Schritte hergestellt werden: Herstellen einer kontinuierlich gegossenen Bramme aus einem Stahl mit der wie oben beschrieben eingestellten Zusammensetzung inklusive der Zugabe von Titan und Bor; die Herstellung eines warmgewalzten Stahlblechs durch abschließendes Walzen der Bramme bei Temperaturen bei der Ar3 Umwandlungstemperatur oder höher; das Haspeln des warmgewalzten Stahlblechs bei Temperaturen von nicht weniger als 540°C sowie das Kaltwalzen des gehaspelten warmgewalzten Stahlblechs bei Reduktionsverhältnissen von 50 bis 85%, gefolgt von deren kontinuierlicher Glühung bei Temperaturen von 680 bis 880°C.

Das abschließende Walzen muss bei Temperaturen von nicht weniger als der Ar3-Umwandlungstemperatur ausgeführt werden. Wenn das abschließende Walzen bei einer Temperatur unterhalb der Ar3-Umwandlungstemperatur ausgeführt wird, reduzieren sich der r-Wert und die Dehnung signifikant. Für das Erreichen einer weiteren Dehnung wird das abschließende Walzen vorzugsweise bei Temperaturen von 900°C oder höher durchgeführt. In dem Fall, dass eine kontinuierlich gegossene Bramme warmgewalzt wird, kann die Bramme direkt gewalzt oder nach einer Widererwärmung gewalzt werden.

Das Haspel muss bei Temperaturen von 540°C oder höher, vorzugsweise 600°C oder höher, ausgeführt werden, um die Bildung von Ausscheidungen zu erhöhen und den r-Wert sowie den n-Wert zu verbessern. Vom Gesichtspunkt der Entzunderungs-Eigenschaften durch Walzen und in Bezug auf die Stabilität des Materials wird bevorzugt, dass das Haspeln bei Temperaturen von 700°C oder weniger, noch bevorzugter bei 680°C oder weniger ausgeführt wird. In dem Falle, dass die Karbide zu einem solchen Ausmaß wachsen dürfen, dass kein schlechter Einfluss auf die Bildung der Rekristallisations-Textur, gefolgt von kontinuierlicher Glühung, bewirkt wird, wird das Haspeln vorzugsweise bei Temperaturen von 600°C oder höher durchgeführt.

Die Reduktionsverhältnisse während des Kaltwalzens liegen von 50 bis 85%, um hohe r-Werte und n-Werte zu erhalten.

Das Glühen wird notwendigerweise bei Temperaturen von 680 bis 880°C ausgeführt, um das Wachstum der ferritischen Körner zu erhöhen und hohe r-Werte zu erzielen, und um Zonen mit weniger dichten Ausscheidungen (PZF) an den Korngrenzen verglichen mit dem Inneren der Körner auszubilden, um einen hohen n-Wert zu erhalten. Im Falle einer Haubenglühung werden Temperaturen von 680 bis 850°C bevorzugt. Im Falle einer kontinuierlichen Glühung werden Temperaturen von 780 bis 880°C bevorzugt.

Das Stahlblech 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei Bedarf weiter durch eine auf Zink basierende Beschichtungsbehandlung wie eine Elektrogalvanisierung und ein Heißeintauch-Beschichtung, sowie durch eine organische Beschichtungsbehandlung nach der Plattierung, behandelt werden.

(Beispiel 1)

Geschmolzene Stähle der Stahlnummern 1 bis 29, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden vorbereitet. Die Schmelzen wurden anschließend kontinuierlich vergossen, um Brammen mit einer Dicke von 220 mm zu erzeugen. Nach der Erhitzung der Brammen auf 1200°C wurden warmgewalzte Stahlbleche mit einer Dicke von 2,8 mm aus dem Brammen unter den folgenden Bedingungen hergestellt: abschließende Temperaturen von 880 bis 900°C und Haspeltemperaturen für die Haubenglühung von 540 bis 560°C und für die kontinuierliche Glühung von 600 bis 680°C oder für eine kontinuierliche Glühung, die von einer Heißeintauch-Galvanisierung gefolgt wurde. Die warmgewalzten Bleche wurden anschließend auf eine Dicke von 0,80 mm entweder durch kontinuierliche Glühung (CAL) bei Temperaturen von 840 bis 860°C oder durch eine Haubenglühung (BAF) bei Temperaturen von 680 bis 720°C, oder durch kontinuierliche Glühung bei Temperaturen von 850 bis 860°C, gefolgt von einer Heißeintauch-Galvanisierung (CGL) behandelt, wobei die Bleche anschließend bei einem Reduktionsverhältnis von 0,7% tempergewalzt wurden.

Im Falle der kontinuierlichen Glühung, die von einer Heißeintauch-Galvanisierung gefolgt wurde, wurde die Heißeintauch-Galvanisierung nach der Glühung bei 460°C aufgegeben und direkt nach der Heißeintauch-Galvanisierung wurde eine Legierungsbehandlung der Plattierungsschicht bei 500°C in einem Inline-Auflegierungsofen aufgegeben. Das Beschichtungsgewicht betrug 45 g/m2 pro Seite.

Die so erhaltenen Stahlbleche wurden getestet, um die mechanischen Eigenschaften (entlang der Walzrichtung; mit Proben der JIS-Klasse 5 und mit berechneten n-Werten in einem Bereich mit 1 bis 5% Dehnung), die Oberflächenbelastung (&Dgr;Wca, YBT), das Grenzzugverhältnis (LDR) und die Hutformhöhe (H) zu bestimmen.

Die Testergebnisse sind in den Tabellen 3 und 4 gezeigt.

Die Beispiele 1 bis 24, die die oben angegebenen Formeln (1) bis (4) oder (5) erfüllen, ergaben, dass sie hochfeste, kaltgewalzte Stahlbleche mit einer Zugfestigkeit um 350 MPa sind und exzellente kombinierte Umform-Eigenschaften und ein exzellentes Zinkbeschichtungs-Verhalten bereit stellen.

Auf der anderen Seite weisen die Vergleichsbeispiele 25 bis 44 keine erhöhten kombinierten Formbarkeits-Eigenschaften auf und in dem Falle, dass Silizium, Phosphor und Titan außerhalb des Bereichs gemäß der vorliegenden Erfindung liegen, wurde ebenso das Zinkbeschichtungs-Verhalten verschlechtert.

(Beispiel 2)

Geschmolzener Stahl der Stahlnummer 1, die in Tabelle 1 gezeigt ist, wurde hergestellt. Die Schmelze wurde anschließend kontinuierlich vergossen, um Brammen mit einer Dicke von 220 mm herzustellen. Nach der Erwärmung der Brammen auf 1200°C wurden warmgewalzte Stahlbleche mit einer Dicke von 1,3 bis 6,0 mm aus den Brammen unter den nachfolgenden Bedingungen hergestellt: Abschließende Temperaturen von 800 bis 950°C und Haspeltemperaturen von 500 bis 680°C. Die warmgewalzten Bleche wurden anschließend auf eine Dicke von 0,8 mm bei Reduktionsverhältnissen von 46 bis 87% kaltgewalzt. Die kaltgewalzten Bleche wurden entweder durch kontinuierliche Glühung bei Temperaturen von 750°C bis 900°C oder durch kontinuierliche Glühung, gefolgt von einer Heißeintauch-Galvanisierung, behandelt wobei die Bleche anschließend bei einem Reduktionsverhältnis von 0,7% tempergewalzt wurden.

Im Falle der kontinuierlichen Glühung, gefolgt von einer Heißeintauch-Galvanisierung wurde die Plattierung unter ähnlichen Bedingungen wie im Beispiel 1 ausgeführt.

Die so hergestellten Stahlbleche wurden mittels einer ähnlichen Prozedur wie der aus Beispiel 1 getestet.

Die Testergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Die Beispiele 1A bis 1D, die die Herstellungsbedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung oder die oben angegebenen Formeln (1) bis (4) oder (5) erfüllen, haben ergeben, dass sie hochfeste, kaltgewalzte Stahlbleche mit einer Zugfestigkeit um 350 MPa sind und exzellente kombinierte Umform-Eigenschaften aufweisen.


Anspruch[de]
Hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech, bestehend aus 0,0040 bis 0,010% C, 0,05% oder weniger Si, 0,10 bis 1,20% Mn, 0,01 bis 0,05% P, 0,02% oder weniger S, 0,01 bis 0,1% lösliches Al, 0,004% oder weniger N, 0,003% oder weniger O, 0,01 bis 0,20% Nb, optional des Weiteren enthaltend 0,002% oder weniger B (in Gew.-%), Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen; und die Formeln (1), (2), (3) sowie (4) erfüllend: –0,46 – 0,83 × log[C] ≤ (Nb × 12)/(C × 93) ≤ –0,88 – 1,66 × log[C](1) 10,8 ≥ 5,49 × log[YP] – r(2) 11,0 ≤ r + 50,0 × n(3) 2,9 ≤ r + 5,00 × n (4) wobei C und Nb jeweils die Gehalte (in Gew.-%) von C und Nb kennzeichnen, YP die Streckgrenze (in MPa) kennzeichnet, r den r-Wert kennzeichnet und n den n-Wert (1 bis 5% Dehnung) kennzeichnet. Hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech, bestehend aus 0,0040 bis 0,010% C, 0,05% oder weniger Si, 0,10 bis 1,20% Mn, 0,01 bis 0,05% P, 0,02% oder weniger S, 0,01 bis 0,1% lösliches Al, 0,004% oder weniger N, 0,003 oder weniger O, 0,01 bis 0,20% Nb, 0,05% oder weniger Ti, optional des Weiteren enthaltend 0,002% oder weniger B (in Gew.-%), Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen; und die folgenden Formeln (2), (3), (4) sowie (5) erfüllend: 10,8 ≥ 5,49 × log[YP] – r(2) 11,0 ≤ r + 50,0 × n(3) 2,9 ≤ r + 5,00 × n(4) –0,46 – 0,83 × log[C] ≤ (Nb × 12)/(C × 93) + (Ti* × 12)/(C × 48) ≤ –0,88 – 1,66 × log[C](5) wobei YP die Streckgrenze (MPa) kennzeichnet, r den r-Wert kennzeichnet und n den n-Wert (1 bis 5% Dehnung) kennzeichnet, Ti* = 0 bei Ti* = Ti – (48/14) × N – (48/32) × S ist, wenn Ti* nicht größer als 0 ist und C, S, N, Nb sowie Ti jeweils die Gehalte (in Gew.-%) von C, S, N, Nb sowie Ti kennzeichnen. Verfahren zur Herstellung eines hochfesten, kaltgewalzten Stahlblechs, umfassend die Schritte des: Herstellens einer kontinuierlich vergossenen Bramme aus Stahl, der aus 0,0040 bis 0,010% C, 0,05% oder weniger Si, 0,10 bis 1,20% Mn, 0,01 bis 0,05% P, 0,02% oder weniger S, 0,01 bis 0,1% löslichem Al, 0,004% oder weniger N, 0,003% oder weniger O, 0,01 bis 0,20% Nb, (in Gew.-%), Rest Fe sowie unvermeidliche Verunreinigungen besteht, und der die Formel (1) erfüllt; des Bereitstellens eines warmgewalzten Stahlblechs durch abschließendes Walzen der Bramme bei Temperaturen der Ar3-Umwandlungstemperatur oder höher; des Haspelns des warmgewalzten Stahlblechs bei Temperaturen von nicht weniger als 540°C; und des Kaltwalzens des gehaspelten warmgewalzten Stahlblechs bei Reduktionsverhältnissen von 50 bis 85%, und einem anschließenden kontinuierlichen Glühen hiervon bei Temperaturen von 680 bis 880°C; –0,46 – 0,83 × log[C] ≤ (Nb × 12)/(C × 93) ≤ –0,88 – 1,66 × log[C](1) wobei C und Nb die jeweiligen Gehalte (in Gew.-%) von C und Nb kennzeichnen. Verfahren zur Herstellung eines hochfesten, kaltgewalzten Stahlblechs, umfassend die Schritte: des Bereitstellens einer kontinuierlich gegossenen Bramme aus einem Stahl, der aus 0,0040 bis 0,010% C, 0,05% oder weniger Si, 0,10 bis 1,20% Mn, 0,01 bis 0,05% P, 0,02% oder weniger S, 0,01 bis 0,1% löslichem Al, 0,004% oder weniger N, 0,003% oder weniger O, 0,01 bis 0,20% Nb, 0,05% oder weniger Ti (in Gew.-%), Rest Fe sowie unvermeidliche Verunreinigungen besteht, und der die Formel (5) erfüllt; des Bereitstellens eines warmgewalzten Stahlblechs durch abschließendes Walzen der Bramme bei Temperaturen der Ar3-Umwandlungstemperatur oder höher; des Haspelns des warmgewalzten Stahlblechs bei Temperaturen von nicht weniger als 540°C; und des Kaltwalzens des aufgehaspelten warmgewalzten Stahlblechs bei Reduktionsverhältnissen von 50 bis 85%, und einem anschließenden kontinuierlichen Glühen hiervon bei Temperaturen von 680 bis 880°C; –0,46 – 0,83 × log[C] ≤ (Nb × 12)/(C × 93) + (Ti* × 12)/(C × 48) ≤ –0,88 – 1,66 × log[C](5) wobei Ti* = 0 bei Ti* = Ti – (48/14) × N – (48/32) × S, wenn Ti* nicht größer als 0 ist und C, S, N, Nb und Ti jeweils die Gehalte (in Gew.-%) von C, S, N, Nb und Ti kennzeichnen.






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