[發明專利]具有極高強度和延展性的在工具中熱成形和/或淬火之后析出硬化的軋制鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201180074217.1
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN103890213A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: O·布阿齊茲;D·巴爾比耶;C·容
• 申請（專利權）人: 安賽樂米塔爾研究與發展有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/08;C22C38/14;C21D6/00;C21D6/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張力更

技術領域

本發明涉及軋制鋼部件的制造，所述軋制鋼部件具有可成形性（formabilité）和強度的高機械性能，尤其是在后接硬化熱處理的在工具中熱沖壓和/或淬火之后。

背景技術

獲得這種強材料是為了響應越來越迫切的減少溫室氣體排放的要求，日益嚴厲的汽車安全要求和燃料價格。這三項約束實際上推動了陸地機動車輛的制造者在車身中使用具有越來越高機械強度的鋼以降低部件的厚度并且因而降低車輛的重量，同時保持甚至提高的結構的機械強度性能。B柱、保險杠、防侵入部件和其它安全部件是下述這樣部件的實例，該部件要求高機械強度以確保它們的主要功能以及對于所述部件的成形來說足夠的可成形性。

具有高水平機械強度的鋼的成形需要眾所周知的程序，所述程序在于生成母相：奧氏體，奧氏體轉變為貝氏體和/或馬氏體，以及任選地，調節機械性能并且尤其是其硬度，這根據最終部件所力求達到的運行性能通過各種熱或熱機械處理來實現。

馬氏體的機械性能尤其與碳含量有關，這是因為，馬氏體中的碳含量越高，馬氏體將越硬。

在“Materials?Science?and?Engineering”A273-275（1999）第40-57頁中發表的G.Krauss的題為《Martensite?in?steel:Strength?and?structure?（鋼中馬氏體：強度和結構）》的文章明確說明了馬氏體的硬度與碳含量之間的關系，這種關系與以重量百分數表示的碳含量的平均根是幾乎線性的。明顯大于1500MPa的機械強度可通過以下的組合實現：提高碳含量并且添加促進固溶體硬化或析出硬化的各種元素。但是，具有如此高強度的材料的延展性（ductilité）對于形成結構部件來說是不可接受的，因而目前已知的最佳組合是在部件成形之后獲得高強度水平，所述成形可以是熱成形。非常有利的是，在成形之前具有低強度并且因而具有改善的延展性以便于成形。

以上提及的方法被描述于專利申請WO2009145563中，該文獻涉及具有優異熱處理性能的極高強度鋼板材，所述板材包含，以%重量表示，C:0.2-0.5%，Si:0.01-1.5%，Mn:0.5-2.0%，P:0.1%或者更少（但不為0%），S:0.03%或者更少（但不為0%），可溶Al:0.1%或者更少（但不為0%），N:0.01-0.1%，以及Cr:0.1%-2.0%，余量由Fe和不可避免的雜質構成。這種鋼板材具有在熱成形之前測量的小于或等于800MPa的抗拉強度。該板材進行熱成形并且快速冷卻以便具有大于或等于1800MPa的抗拉強度。

但是，在此文獻中描述的碳含量（0.2%-0.5%）目前已知是對于陸地機動車輛（即組裝的結構）的白車身來說在點焊方面的問題根源。

此外，專利申請WO200136699涉及一種組合物和一種方法，用于制造析出硬化的馬氏體不銹鋼產品，其組成包含至少0.5%重量的Cr和至少0.5%重量的Mo，Cr、Ni和Fe之和超過50%。所獲得的微觀組織包含至少50%的馬氏體并且所述鋼然后經歷425-525℃的老化處理以獲得準晶體顆粒的析出。這種材料滿足耐腐蝕性、高強度和良好韌性（ténacité）的要求。該發明的實例是具有1820MPa的彈性極限和6.7%的總伸長率的鋼。如果所獲得的材料非常強，具有在1800MPa附近的機械強度，則利用如此強度鋼不可能形成復雜的部件，因為已知的是，高強度的必然結果是相對低的延展性，這為要求可成形性的部件留下很少的操作空間。

發明內容

本發明的目的因而在于通過提出以下這樣的鋼來解決這些問題，所述鋼在工業條件下可容易地進行焊接，在硬化熱處理之后在熱沖壓部件上具有高的延展性和機械強度性能。為此，本發明旨在獲得下述這樣的軋制鋼，所述鋼在熱沖壓和析出熱處理之后具有大于或等于1300MPa的彈性極限以及大于或等于4%的斷裂伸長率。本發明還旨在避免為獲得這些性能而添加過量的昂貴合金元素。

在本發明的范圍內，坯件（flan）被理解為通過切割板材所得，而部件（pièce）被理解為通過沖壓板材或坯件所得。

本發明的目的在于軋制鋼板材或坯件，其組成包含，含量以重量表示：C≤0.1%；0.5%≤Mn≤7%；0.5%≤Si≤3.5%；0.5%<Ti≤2%；2%<Ni≤7%；Al≤0.10%；Cr≤2%；Cu≤2%；Co≤2%；Mo≤2%；S≤0.005%；P≤0.03%；Nb≤0.1%；V≤0.1%；B<0.005%；N≤0.008%,并且硅和鈦的含量使得：

Si+Ti≥2.5%并且