[發明專利]制造由奧氏體鋼制成的部件的方法

有效

• 申請號: 201680029619.2
• 申請日: 2016-05-23
• 公開（公告）號: CN107646054B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 托馬斯·弗勒利希;斯特凡·林德納
• 申請（專利權）人: 奧托庫姆普聯合股份公司
• 主分類號: C21D7/02
• 分類號: C21D7/02;C22C38/58;C22C38/38
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 樊曉煥;金小芳

本發明涉及一種利用TWIP效應制造由奧氏體錳合金鋼制成的部件的方法。使部件(1)發生形變，從而使得該部件(1)雖然在部件(1)的各個區域(A、B、C、D)中具有基本相同的厚度，該厚度在0.5至2毫米的范圍內，但是該部件(1)具有至少兩個機械性能值不同的區域。

本發明涉及一種制造由奧氏體錳合金鋼制成的部件的方法，其利用鋼的TWIP(孿晶誘發塑性)效應以獲得雖然整個部件的厚度基本相同但是具有機械性能值不同的區域的部件。

當制造用于諸如汽車、卡車、公共汽車、軌道或農用車輛等運輸系統的部件時，使用了實現TRIP(相變誘發塑性)的奧氏體鋼或鐵素體鋼。通過計算獲知所需要的強度和材料厚度以滿足安全要求。但是，當部件上存在厚度高于所需厚度的區域時，其被描述為“超裕度設計”。因此，采用了將適當的材料安排在適當的地方的設計。這種可能性被稱為“多材料設計”或“定制產品”，例如定制輥壓成型、定制回火或定制拼焊板(Tailored weldedblanks)。這實際上意味著其采用均勻的材料性能進行計算，并且因而只能對厚度進行構造，或者將不同的材料和板材放在一起。

美國專利公開2013048150描述了一種生產工件的方法，其利用高錳合金鋼的TRIP硬化效應通過特殊的脫碳退火工藝制造在整個壁或帶材厚度上具有可調節性能的工件。

國際專利公開2014180456描述了僅用一種材料奧氏體輕質結構鋼生產具有不同材料性能的部件。通過特定的成形制得芯材，其中奧氏體輕質結構鋼在轉變期間具有依賴于溫度的相變誘發塑性(TRIP)和/或孿晶誘發塑性效應(TWIP)。所制成的部件在高于室溫的40至160℃溫度范圍內獲得了高韌性，并在低于室溫的-65至0℃溫度范圍內獲得了高強度。美國專利公開2014328715也描述了生產TWIP和納米孿晶奧氏體不銹鋼的方法中的深冷處理，該不銹鋼包含少于0.018重量％的C、0.25至0.75重量％的Si、1.5至2重量％的Mn、17.80至19.60重量％的Cr、24.00至25.25重量％的Ni、3.75至4.85重量％的Mo、1.26至2.78重量％的Cu、0.04至0.15重量％的N，其余為Fe和不可避免的雜質。

TWIP(孿晶誘發塑性)效應取決于化學組成、奧氏體微結構硬化效應以及堆垛層錯能(20至30mJ/m²)。在TWIP效應中，變形孿晶的形成驅動了大量的變形。當微結構變得越來越細時，孿晶會導致瞬時硬化速率的高值。由此產生的孿晶界限起到與晶界相似的作用，并且使鋼強化。在約30％的工程應變下，硬化速率值增加至0.4，然后保持恒定，直到均勻伸長率和總伸長率均達到50％。

例如在中國專利公開103556052、中國專利公開102312158、歐洲專利公開2649214、韓國專利公開20100028310以及韓國專利公開20100009222中也描述了采用不同化學組成制造具有TWIP效應的鋼種的方法。

國際公開2014/097184涉及具有TWIP效應的奧氏體不銹鋼在制造具有復雜幾何形狀的汽車部件中的用途，該奧氏體不銹鋼以重量％的方式包含0.01至0.50％的C、0.001至0.5％的Si、6至12％的Mn、11至20％的Cr、0.01至6.0％的Ni、0.01至2.0％的Mo、0.01至2.0％的Co、0.01至6.0％的Cu、0.11至0.50％的N、0.001至0.5％的Nb、0.001至2.0％的Al，其余為鐵和不可避免的雜質，所述汽車部件用于能量吸收、結構增強和/或者經由深拔(deep drawing)需要耐腐蝕性的應用。

現有技術集中在描述如何生產或制造具有TWIP硬化效應的鋼以及它們對于鋼的特定化學分析。盡管國際公開2014/097184提及了所述鋼在汽車部件中的使用，但是國際公開2014/097184沒有描述如何使用其奧氏體不銹鋼來制造部件。

本發明的目的在于消除現有技術的缺點并且設計一種利用TWIP效應通過半成品的成形制造由奧氏體錳合金鋼制成的部件的方法，該半制成品的厚度與部件基本相同并且具有機械性能值不同的區域。本發明的基本特征列于隨附的權利要求書中。