[發明專利]用于加壓硬化鋼的方法

有效

• 申請號: 201380033524.4
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN104487599A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 托馬斯·庫爾茨;安德里亞斯·皮希勒
• 申請（專利權）人: 沃斯特阿爾派因鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: C21D1/673
• 分類號: C21D1/673;C21D11/00;C21D8/00;C21D1/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;楊生平

本發明涉及權利要求1前序所述的一種用于加壓硬化鋼的方法。

鋼的加壓硬化是自20世紀70年代已公知的技術。在該方法中，具有與加壓硬化方法相匹配的合金組成的鋼板坯被加熱到允許奧氏體化并優選完全奧氏體化的溫度。完全奧氏體化通常發生在所謂的AC3點以上，它可以從相應的多物質相圖讀取并且特別地，還取決于組成。

在加熱和完全奧氏體化后，這樣的鋼以所謂臨界硬化速度以上的速度被冷卻。這產生充分的馬氏體結構，這使鋼具有高硬度，特別是高達1500Mpa及以上。

這樣的加壓硬化鋼的硬度本質上由碳含量確定，因為這決定了馬氏體硬度。

構成中的其他合金元素本質上與碳共同確定可硬化性；某些元素包括硼影響轉化行為，特別是用作所謂的轉化-延遲元件。這些轉化-延遲元件顯著降低溫度低于-即使高于臨界硬化速度的冷卻-完全馬氏體結構不再能達到，因此可以在某些情況下用于有利地影響某些工藝參數。

加壓硬化中的通常程序是，提供相應的鋼，其是被加壓硬化的，并以片的形式，從該薄片上切開坯片，可在冷狀態下深拉此坯片，然后將其加熱，將其插入工具中，并相應地通過與冷卻工具各面接觸的方式冷卻，或加熱坯片和在工具中熱成型，并同時，以相應的速度冷卻它。

在此本質已知的方法中，該冷卻速率是由工具或更具體地由加壓硬化鋼與工具的接觸確定。在這方面，低導熱率，低熱容量，熱傳遞，壓制壓力，和加壓面積百分比，并且冷卻介質例如水的流動溫度可以影響冷卻率，尤其是降低了可實現的冷卻率。

在實踐中，已被證明，在加壓硬化方法中，由于熱板從熔爐到加壓的轉移，尤其還由于片材或坯片的高輻射率(高溫輻射行為)，在高溫(鐵素體)下會發生不希望的擴散控制轉換。

也已經能夠確定，這些片材在熱態下的深拉成形加速了轉變，使得在這種情況下，在馬氏體形成之前將形成鐵素體和貝氏體

本發明的目的是公開一種用于加壓硬化鋼的方法，其促進和改善了加壓硬化過程的控制，使之更具有可重復性。

具有權利要求1的特征的方法能夠實現該目的。

有益的修改在從屬權利要求中被公開。

然而特別是在加壓硬化的初期，僅相對小數量的鋼是可用的，因此，系統的幾何形狀與這些鋼相匹配，此后，許多系統已經投入用于加壓硬化鋼。這樣的現有系統具有確定特定工藝參數，如溫度，處理時間等的性能。根據本發明，現在有可能使用分類號進行加壓硬化鋼的簡單分類，以便通過分類，有可能估計該鋼是否適合于在現有的系統或使用現有的既定的工藝參數加壓硬化。

相反，對于現有的所需鋼，有可能預先確定某些系統參數，特別是在工具中的冷卻速率。

在這方面，預定的分類號和它們的范圍可用于考慮系統參數也作為變形應變的函數。

基本上，高的變形應變導致馬氏體以降低的速率發生的事實。因此，為了達到所希望的馬氏體含量，有可能估計是否以給定的變形應變，相應的硬度仍然可以達到。

特別是，例如，有可能估計在給定的冷卻速率下，所用的鋼是否適合用于間接加壓硬化方法或也適合用于直接加壓硬化方法。在間接加壓硬化方法中，所述鋼是在加壓硬化之前成形，使得在加壓硬化本身期間，在熱態下不發生成型。因此，這樣的方法較例如直接加壓硬化方法需要更低的加壓硬化數，在直接加壓硬化方法中，也是在熱態下進行成型。

因此，在系統用特定的鋼可運行之前有可能減少所需測試的數，特別是，也有可能減少廢料產生的量。特別是，有可能知道是否使用給定的工藝參數，鋼將以臨界范圍經受加壓硬化，其中所希望的性質在每種部件中不能可靠獲得，以便能夠有利地從一開始就消除多種可能的誤差來源。

根據本發明，為該目的創造加壓硬化數。加壓硬化數(PHZ)是一種工具，使得可能基于化學組成和在工具中的冷卻速率，容易地估計所希望望的充分的馬氏體結構是否能夠獲得。在本公開的上下文中，表述“完全馬氏體”應理解為指>90體積％的結構含量，特別是>95體積％的馬氏體，及殘余的奧氏體，殘余的鐵素體，和/或貝氏體。

加壓硬化數也可以被用來估計現有的與片材厚度(＝冷卻速率)相關的工具技術是否足以獲得完全馬氏體結構。因此，有可能，例如，確定在工具中，是否合金A將產生馬氏體，而合金B將產生鐵素體和馬氏體。

加壓硬化數也可以被用來估計對于給定的變形應變為了仍然充分的變成馬氏體哪種合金是必須的。

本發明將通過舉例的方式結合附圖進行說明如下。在附圖中：

圖1：是多個鋼組成的表，示出了每個的加壓硬化數；

圖2：定性地示出了馬氏體形成對變形應變的依賴；