[發(fā)明專(zhuān)利]用于制造壓制硬化部件的鋼板、具有高強(qiáng)度和碰撞延性的組合的壓制硬化部件、及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880042276.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110869521B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬丁·博韋;愛(ài)麗絲·迪蒙;亞歷山大·吉博;阿斯特麗·佩拉德;朱康英
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安賽樂(lè)米塔爾公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21D8/02
• 分類(lèi)號(hào): C21D8/02;C21D8/04;C21D1/19;C21D1/673;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/22;C22C38/28;C22C38/32;C22C38/38;B23K35/30
• 代理公司: 北京允天律師事務(wù)所 11697
• 代理人: 李建航

用于制造壓制硬化部件的鋼板、通過(guò)使所述鋼板熱成型獲得的壓制硬化鋼部件、及其制造方法，所述鋼板具有包含以下的組成：0.15％≤C≤0.22％，3.5％≤Mn4.2％，0.001％≤Si≤1.5％，0.020％≤Al≤0.9％，0.001％≤Cr≤1％，0.001％≤Mo≤0.3％，0.001％≤Ti≤0.040％，0.0003％≤B≤0.004％，0.001％≤Nb≤0.060％，0.001％≤N≤0.009％，0.0005％≤S≤0.003％，0.001％≤P≤0.020％；具有由小于50％的鐵素體、1％至20％的殘余奧氏體、滲碳體組成的顯微組織，使得大于60nm的滲碳體顆粒的表面密度低于10^7/mm²，補(bǔ)余部分由貝氏體和/或馬氏體組成，殘余奧氏體的平均Mn含量為至少1.1*Mn％。

本發(fā)明涉及熱成型以生產(chǎn)部件并通過(guò)由將部件保持在壓制工具中實(shí)現(xiàn)的冷卻步驟而壓制硬化的鋼板。這些部件用作機(jī)動(dòng)車(chē)輛中的用于防侵入或能量吸收功能的結(jié)構(gòu)元件。這樣的部件還可以用于例如制造農(nóng)業(yè)機(jī)械用工具或部件。

在這樣的類(lèi)型的應(yīng)用中，期望生產(chǎn)高機(jī)械強(qiáng)度、高耐沖擊性、良好的耐腐蝕性和尺寸精度相結(jié)合的鋼部件。在試圖顯著減小車(chē)輛重量的汽車(chē)工業(yè)中，這種組合是特別期望的。車(chē)輛部件例如防侵入部件和結(jié)構(gòu)部件，特別是前縱梁或后縱梁、車(chē)頂縱梁和B柱、底盤(pán)部件例如下控制臂、發(fā)動(dòng)機(jī)支架以及有助于機(jī)動(dòng)車(chē)輛安全性的其他部件例如保險(xiǎn)杠、車(chē)門(mén)或中柱加強(qiáng)件，更是特別需要這些特性。這種重量減輕可以特別由于使用具有馬氏體或貝氏體-馬氏體顯微組織的鋼部件而實(shí)現(xiàn)。

在現(xiàn)有技術(shù)出版物FR 2 780 984和FR 2 807 447中描述了這種類(lèi)型的部件的制造，根據(jù)該出版物，將在用于熱處理的鋼板中切割并預(yù)涂覆有金屬或金屬合金的坯件在爐中加熱然后使其熱成型。在進(jìn)行成型之后將部件保持在工具中使得可以實(shí)現(xiàn)快速冷卻，從而導(dǎo)致形成具有非常高的機(jī)械特性的硬化顯微組織。這種方法稱(chēng)為壓制硬化。

由此獲得的部件的機(jī)械特性通常通過(guò)拉伸強(qiáng)度和硬度測(cè)試來(lái)評(píng)估。因此，以上引用的文獻(xiàn)公開(kāi)了這樣的制造方法：其允許從在加熱和快速冷卻之前的初始拉伸強(qiáng)度TS為500MPa的鋼坯開(kāi)始實(shí)現(xiàn)1500MPa的拉伸強(qiáng)度TS。

然而，某些經(jīng)硬化和涂覆的部件的使用條件不僅要求高水平的拉伸強(qiáng)度TS，而且要求良好的延性。部件的延性例如通過(guò)測(cè)量總伸長(zhǎng)率來(lái)評(píng)估。例如，通過(guò)FR 2 780 984的制造方法獲得的部件雖然具有高拉伸強(qiáng)度，但總伸長(zhǎng)率仍低于6％。

因此，在EP 2 137 327中提出了一種用于由鋼坯制造壓制硬化部件的方法，該鋼坯的組成包含：0.040％至0.100％C，0.80％至2.00％Mn，0.30％Si，0.005％S，0.030％P，0.01％至0.070％Al，0.015％至0.100％Al，0.030％至0.080％Ti，0.009％N，0.100％Cu、Ni、Mo，0.006％Ca。在壓制硬化之后，可以獲得高于500MPa的拉伸強(qiáng)度和至少15％的總伸長(zhǎng)率。然而，由于作為等軸鐵素體的顯微組織的性質(zhì)，不可能實(shí)現(xiàn)非常高的拉伸強(qiáng)度水平。

此外，文獻(xiàn)EP 1 865 086公開(kāi)了一種鋼組成，其包含：0.1％至0.2％C，0.05％至0.3％Si，0.8％至1.8％Mn，0.5％至1.8％Ni，0.015％P，0.003％S，0.0002％至0.008％B，任選地0.01％至0.1％Ti，任選地0.01％至0.05％Al，任選地0.002％至0.005％N。這種組成使得可以制造拉伸強(qiáng)度高于1000MPa且總伸長(zhǎng)率高于10％的壓制硬化部件。然而，由于其高的鎳含量，該鋼制造起來(lái)昂貴。

文獻(xiàn)EP 1 881 083公開(kāi)了一種壓制硬化部件，其由包含以下的鋼組成制成：0.11％至0.18％C，0.10％至0.30％Si，1.60％至2.20％Mn，0.0015％P，0.010％S，1.00％至2.00％Cr，0.020％N，0.020％至0.060％Nb，0.001％至0.004％B，0.001％至0.050％Ti。該部件的拉伸強(qiáng)度高于1200MPa且總伸長(zhǎng)率大于12％。然而，由于其高的鉻含量，該鋼制造起來(lái)也昂貴。