[發明專利]高性能壓制硬化鋼組件

在審

• 申請號: 201911346019.0
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN113025876A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 盧琦;王建鋒
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/54;C21D9/00;C21D8/04;C21D1/18;B21B1/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張琦璐;楊思捷

本發明涉及高性能壓制硬化鋼組件。具體地，本發明涉及熱沖壓/熱成型之后的壓制硬化鋼組件，其包含芯層，該芯層具有≥大約1800兆帕至≤大約2200兆帕的抗拉強度和≥大約90體積%的馬氏體，該芯層具有第一厚度，該第一厚度為壓制硬化鋼組件厚度的≥大約40%至≤大約96%；和沿著芯的第一表面的第一表面層，該第一表面層具有≥大約800兆帕至≤大約1200兆帕的抗拉強度和≥大約90體積%的馬氏體和貝氏體。壓制硬化鋼組件的抗拉強度為≥大約1600兆帕至≤大約2000兆帕和VDA 238?100彎曲角度為≥大約50°至≤大約80°。

技術領域

本發明涉及高性能壓制硬化鋼組件。

背景技術

這個部分提供了與本公開有關的背景信息，但其并不必然是現有技術。

壓制硬化鋼（press-hardened steel，PHS），也稱為“熱沖壓鋼”或“熱成型鋼”，其是用于車身結構應用的最堅固的鋼之一。在某些應用中，PHS可以具有大約1500兆帕（MPa）的抗拉強度特性。這種鋼具有理想的特性，包括形成強度/重量比顯著增加的鋼部件。PHS部件在各種行業和應用中已經變得越來越普遍，這些行業和應用包括常規制造，建筑設備，汽車或其他運輸行業，家庭或工業結構等。例如，當制造交通工具，特別是汽車時，期望燃料效率和性能的持續改進；因此，PHS部件已經被越來越多地使用。PHS部件通常用于形成承重部件，例如門梁，這些部件通常需要高強度的材料。因此，這些鋼的最終狀態被設計成具有高強度和足夠的延展性以抵抗外力，例如抵抗對乘客室的侵入而不破裂，從而為乘員提供保護。此外，鍍鋅的PHS部件可以提供陰極保護。

許多PHS處理涉及在爐中對鋼板坯件進行奧氏體化，然后立即對模具中的板進行壓制和淬火。奧氏體化通常在大約880℃至950℃的范圍內進行。 PHS處理可以是間接的也可以是直接的。在直接方法中，在模具之間同時成型并壓制PHS部件，這對鋼進行淬火。在間接方法中，在奧氏體化以及隨后的壓制和淬火步驟之前，將PHS部件冷成型為中間體部分形狀。PHS組分的淬火通過將微觀結構從奧氏體轉變為馬氏體來硬化部件。在從爐到模具的轉移過程中經常會形成氧化物層。因此，淬火后，必須從PHS部件和模具除去氧化物。通常通過噴丸除去氧化物，即除鱗。

PHS部件可以使用直接方法由裸露的或鋁硅（Al-Si）的合金制成，或者可以使用直接方法或間接方法由鋅涂覆的PHS制成。對PHS部件進行涂覆為下面的鋼部件提供保護層（例如，電鍍保護）。鋅涂層提供陰極保護；即使在鋼暴露的地方，涂層起到犧牲層的作用，并且代替鋼部件而受腐蝕。此類涂層還在PHS部件的表面上產生氧化物，它們通過噴丸而除去。因此，希望不需要涂層或其他處理的合金組合物。

PHS部件通常可以具有高強度或高韌性。隨著強度增加，通常韌性降低，反之亦然。然而，為了減輕重量，希望具有高韌性的高強度PHS部件。

發明內容

這個部分提供了本公開的總體概述，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。

在各個方面，本技術提供了熱沖壓/熱成型之后的壓制硬化鋼組件，其包含芯層，該芯層包含第一鋼板，該第一鋼板具有大于或等于大約1800兆帕至小于或等于大約2200兆帕的極限抗拉強度和大于或等于90體積%的馬氏體，芯層具有第一厚度，該第一厚度為大于或等于壓制硬化鋼組件厚度的大約40%至小于或等于壓制硬化鋼總厚度的大約96%；沿著芯的第一表面布置的第一表面層，其中第一表面層包含第二鋼板，該第二鋼板具有大于或等于大約800兆帕至小于或等于大約1200兆帕的極限抗拉強度和大于或等于90體積%的馬氏體和貝氏體，其中壓制硬化鋼組件的極限抗拉強度為大于或等于大約1600兆帕至小于或等于大約2000兆帕和VDA 238-100彎曲角度為大于或等于大約50°至小于或等于大約80°。

在一個方面，第一表面層具有第二厚度，該第二厚度為大于或等于壓制硬化鋼組件總厚度的大約2%至小于或等于壓制硬化鋼組件總厚度的大約60%。