ZINC-COATED STEEL SHEET WITH HIGH RESISTANCE SPOT WELDABILITY

• Main Authors: CREMEL, SEBASTIEN, BENLATRECHE, YACINE, PANAHI, DAMON, GHASSEMI-ARMAKI, HASSAN, CHALLA VENKATASURYA, PAVAN, PIPARD, JEAN-MARC, CHAKRABORTY, ANIRBAN, GIRINA, OLGA
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 01.03.2022
• Subjects: ALLOYS; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; CHEMISTRY; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATIONOR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY IONIMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; COATING METALLIC MATERIAL; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUSMETALS OR ALLOYS; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION INGENERAL; MACHINE TOOLS; MAKING METAL MALLEABLE BY DECARBURISATION, TEMPERING OR OTHERTREATMENTS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; METALLURGY; METALLURGY OF IRON; MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; PERFORMING OPERATIONS; SOLDERING OR UNSOLDERING; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THESURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; TRANSPORTING; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS; WELDING; WORKING BY LASER BEAM

A method for producing a zinc or zinc-alloy coated steel sheet with a tensile strength higher than 900 MPa, for the fabrication of resistance spot welds containing in average not more than two Liquid Metal Embrittlement cracks per weld having a depth of 100µm or more, comprising the successive steps of providing a cold-rolled steel sheet, the nominal composition of which contains, in weight percent: 0.07% = C = 0.5%, 0.3% = Mn = 5%, 0.010% = Al =1%, 0.010% = Si = 2.45%, with 0.35% = (Si+Al) = 2.5%, 0.001% = Cr = 1.0%, 0.001% = Mo = 0.5%, and optionally, 0.005% = Nb =0.1%, 0.005% = V = 0.2%, 0.005% = Ti = 0.1%, 0.0001% = B = 0.004%, 0.001% = Cu = 0.5%, 0.001% = Ni = 1.0%, the remainder being iron and unavoidable impurities from the smelting, in contents such as S<0.003%, P<0.02%, N<0.008%, heating cold-rolled steel sheet up to a temperature T1 comprised between 550°C and Ac1+50°C in a furnace zone with an atmosphere (A1) containing from 2 to 15% hydrogen by volume, the balance being nitrogen and unavoidable impurities, so that the iron is not oxidized, then adding in the furnace atmosphere, at least one element selected from water steam or oxygen with an injection flow rate Q higher than (0.07%/h x a), a being equal to 1 if said element is water steam or equal to 0.52 if said element is oxygen, at a temperature T=T1, so to obtain an atmosphere (A2) with a dew point DP2 comprised between -15°C and the temperature Te of the iron/iron oxide equilibrium dew point, then heating the sheet from temperature T1 up to a temperature T2 comprised between 720°C and 1000°C in a furnace zone under an atmosphere (A2) of nitrogen containing from 2 to 15% hydrogen and more than 0.1% CO by volume, with an oxygen partial pressure higher than 10-21 atm., wherein the duration tD of heating of the sheet from temperature T1 up to the end of soaking at temperature T2 is comprised between 100 and 500s., soaking the sheet at T2, then cooling the sheet at a rate comprised between 10 and 400°C/s, then coating the sheet with zinc or zinc-alloy coating. L'invention concerne un procédé de production d'une tôle d'acier revêtue de zinc ou d'un alliage de zinc présentant une résistance à la traction supérieure à 900 MPa, pour la fabrication de soudures par points de résistance contenant en moyenne pas plus de deux fissures de fragilisation par métal liquide par soudure ayant une profondeur de 100 µm ou plus, comprenant les étapes successives de fourniture d'une tôle d'acier laminée à froid, dont la composition nominale contient, en pourcentage en poids : 0,07 % = C = 0,5 %, 0,3 % = Mn = 5 %, 0,010 % = Al = 1 %, 0,010 % = Si = 2,45 %, avec 0,35 % = (Si+Al) = 2,5 %, 0,001 % = Cr = 1,0 %, 0,001 % = Mo = 0,5 %, et éventuellement, 0,005 % = Nb = 0,1 %, 0,005 % = V = 0,2 %, 0,005 % = Ti = 0,1 %, 0,0001 % = B = 0,004 %, 0,001 % = Cu = 0,5 %, 0,001 % = Ni = 1,0 %, le restant étant constitué de fer et d'impuretés inévitables provenant de la fusion, en teneurs telles que S<0,003 %, P<0,02 %, N<0,008 %, de chauffage de la tôle d'acier laminée à froid jusqu'à une température T1 comprise entre 550°C et Ac1+50°C dans une zone du four ayant une atmosphère (A1) contenant de 2 à 15 % d'hydrogène en volume, le reste étant constitué d'azote et d'impuretés inévitables, de sorte que le fer ne soit pas oxydé, puis d'addition à l'atmosphère du four d'au moins un élément choisi parmi la vapeur d'eau ou l'oxygène à un débit d'injection Q supérieur à (0,07%/h x a), a étant égal à 1 si ledit élément est la vapeur d'eau ou égal à 0,52 si ledit élément est l'oxygène, à une température T=T1, de manière à obtenir une atmosphère (A2) ayant un point de rosée DP2 compris entre -15°C et la température Te du point de rosée d'équilibre fer/oxyde de fer, puis de chauffage de la tôle à partir de la température T1 jusqu'à une température T2 comprise entre 720°C et 1000°C dans une zone du four sous atmosphère (A2) d'azote contenant de 2 à 15 % d'hydrogène et plus de 0,1 % de CO en volume, avec une pression partielle d'oxygène supérieure à 10-21 atm., la durée tD de chauffage de la tôle à partir de la température T1 jusqu'à la fin de l'immersion à la température T2 étant comprise entre 100 et 500 s., d'immersion de la tôle à T2, puis de refroidissement de la tôle à une vitesse comprise entre 10 et 400 °C/s, puis de revêtement de la tôle avec un revêtement de zinc ou d'alliage de zinc.