熱壓成形鋼板、使用其的成型部件以及制造該鋼板和部件的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱壓成型鋼板，所述鋼板由包含以下的組合物制成：0.3％-1.0重量％的C、0.01％-4.0重量％的Mn、1.0％-2.0重量％的Si、0.01％-2.0重量％的Al、0.015重量％以下的S、0.01重量％以下的N，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。此外，本發(fā)明涉及制造熱壓成型鋼板的方法，其特征在于包括如下步驟：將具有所述組成的鋼錠加熱至1100℃-1300℃；在Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)至950℃之間進(jìn)行熱軋精軋；在Ms至720℃之間進(jìn)行卷取。此外，本發(fā)明還涉及熱壓成型部件，其特征在于具有所述組合物并具有由貝氏體和殘留奧氏體構(gòu)成的雙相微結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明還涉及制造熱壓成型部件的方法，其特征在于包括如下步驟：將具有所述組合物的鋼板加熱至Ac3點(diǎn)以上的溫度；將所述加熱的鋼板熱壓塑型；以20℃/秒以上的冷卻速度冷卻至Ms至550℃的溫度；和于加熱爐中在Ms至550℃之間進(jìn)行熱處理。
【專利說明】熱壓成形鋼板、使用其的成型部件以及制造該鋼板和部件的方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本公開內(nèi)容涉及用于熱壓成型的鋼板、使用所述鋼板成型的部件，以及制造所述鋼板和部件的方法，且更具體而言，涉及用于通過熱壓成型工序制造適合于汽車的沖擊部件和防撞部件的高強(qiáng)度和高延性產(chǎn)品的鋼板、使用所述鋼板成型的部件，以及制造所述鋼板和部件的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]近來，用于保護(hù)汽車購買者的安全法規(guī)和用于保護(hù)環(huán)境的燃料效率法規(guī)已非常嚴(yán)格，且對于車輛減重的社會需求顯著增加。為了減少汽車部件的重量同時保持其剛性以及車輛撞擊安全性，使用高強(qiáng)度鋼板是必要的。
[0003]但是，如果用于汽車的鋼板在強(qiáng)度方面得到改進(jìn)，其屈服強(qiáng)度就會不可避免地增加，且其伸長率下降。這些因素使鋼板的成型性顯著降低。此外，由于高強(qiáng)度鋼板的過度回彈，由高強(qiáng)度鋼板成型的組件的尺寸可在成型工序后發(fā)生變化。也就是說，組件的定形性(shape fixability)可下降。
[0004]為了克服這些局限，已開發(fā)出以下的鋼并已將其商業(yè)化:先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS)，所述先進(jìn)高強(qiáng)度鋼例如雙相(DP)鋼，其中馬氏體包含在鐵素體基體中以降低其產(chǎn)率，以及相變誘導(dǎo)塑性(TRIP)鋼，其中貝氏體和殘留奧氏體包含在鐵素體基體中以顯著增加其強(qiáng)度-伸長率平衡。
[0005]然而，所述鋼板具有約500MPa至1，OOOMPa的拉伸強(qiáng)度，這可能不足以滿足目前的剛性和撞擊安全性的要求，同時使汽車輕量化。
[0006]因此，稱為熱壓成型的鋼成型方法已商業(yè)化，以克服所述局限和實(shí)現(xiàn)超高強(qiáng)度汽車組件。在熱壓成型方法中，沖切(blanking)后，將鋼板加熱至Ac3溫度以上以轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，經(jīng)提煉、壓制成型以及模壓淬火，以形成馬氏體微結(jié)構(gòu)或混合的馬氏體-貝氏體微結(jié)構(gòu)。具有IGPa以上的拉伸強(qiáng)度和因高溫成型而具有高尺寸精度的超高強(qiáng)度部件可使用熱壓成型法得到。
[0007]盡管相關(guān)領(lǐng)域的這種熱壓成型法適合于滿足剛性和撞擊安全性的要求并同時使汽車組件輕量化，但最終產(chǎn)品具有10%以下的伸長率。也就是說，最終產(chǎn)品具有極低水平的延性。換言之，通過熱壓成型法制造的組件可用作汽車中的沖擊部件，但可能不適合用作吸收撞擊能以在撞擊中保護(hù)車輛購買者的防撞部件。
[0008]因此，為了將熱壓成型部件用作汽車的防撞部件，需要對在熱壓成型后具有高度延性的部件和用于通過熱壓成型法使所述部件成型的鋼板進(jìn)行研究。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0009]【技術(shù)問題】
[0010]本公開內(nèi)容的一些方面可提供用于制造具有高強(qiáng)度和高延性的熱壓成型部件的鋼板、使用所述鋼板成型的部件以及制造所述鋼板和部件的方法。
[0011]【技術(shù)方案】
[0012]根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面，用于熱壓成型的鋼板可包含:按重量％計，C:0.3% -1.0%,Μη:0.01% -4.0%, S1:1.0% -2.0%, Al:0.01% -2.0%, S:0.015% 以下、N:0.01%以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0013]根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個方面，制造熱壓成型鋼板的方法可包括:將鋼錠加熱至1100°C -1300°c范圍內(nèi)的溫度，所述鋼錠包含，按重量％計，C:0.3% -1.0%,Mn:0.01% -4.0%,Si:1.0% -2.0%,A1:0.01% -2.0%,S:0.015% 以下、N:0.01% 以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；在41*3轉(zhuǎn)變點(diǎn)至950°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行熱精軋工序以使鋼板成型；和在屺至7201:范圍內(nèi)的溫度下卷取鋼板。
[0014]根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個方面，熱壓成型部件可包含:按重量％計，C:0.3% -1.0%,Μη:0.01% -4.0%, Si:1.0% -2.0%, Al:0.01% -2.0%, S:0.015% 以下、N:0.01 %以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其中熱壓成型部件具有由貝氏體和殘留奧氏體形成的雙相微結(jié)構(gòu)。
[0015]根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個方面，制造熱壓成型部件的方法可包括:將鋼板加熱至等于或高于Ac3的溫度，所述鋼板包含，按重量％計，C:0.3% -1.0%, Mn:0.01% -4.0%,Si:1.0% -2.0%,A1:0.01% -2.0%,S:0.015% 以下、N:0.01% 以下，且余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；將所述加熱的鋼板熱壓成型；將熱壓成型鋼板以20°C /秒以上的速率冷卻至Ms至550°C范圍內(nèi)的溫度；于加熱爐中在Ms至550°C范圍內(nèi)的溫度下對冷卻的鋼板進(jìn)行熱處理。
[0016]【有益效果】`
[0017]本公開內(nèi)容提供用于熱壓成型的高強(qiáng)度、高延性鋼板。本公開內(nèi)容還提供使用所述鋼板成型的且具有由貝氏體和殘留奧氏體構(gòu)成的雙相微結(jié)構(gòu)的且TS(MPa) * El(% )值為25，000MPa%以上的部件。由于所述部件具有高延性以及高強(qiáng)度，所述部件通?？捎行У赜米髌嚨姆雷膊考?br> 【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0018]圖1為說明本公開內(nèi)容的一個實(shí)施方案的熱壓成型部件的制造工序的溫度-時間圖。
[0019]圖2A-2C為表明在制造熱壓成型部件的方法中的成型工序后熱壓成型部件根據(jù)冷卻速率的微結(jié)構(gòu)，其中圖2A為冷卻速率為30°C /秒的情況，圖2B為冷卻速率為5°C /秒的情況，圖2C為圖2B的放大圖。
[0020]【最佳實(shí)施方式】
[0021]本公開內(nèi)容的實(shí)施方案提供了制造用作汽車的防撞部件的具有高度延性和高強(qiáng)度的成型部件的方法，以及用在這種成型部件的制造中的具有高度延性的鋼板。詳言之，本公開內(nèi)容提供了四類:具有高度延性的用于熱壓成型的鋼板、制造所述鋼板的方法、熱壓成型部件以及制造所述熱壓成型部件的方法。
[0022](用于熱壓成型的鋼板)
[0023]下文中，將根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實(shí)施方案詳細(xì)描述用于熱壓成型的鋼板。[0024]用于熱壓成型的鋼板具有高度延性以及高度強(qiáng)度，使得由所述鋼板通過熱壓成型工序成型的部件可具有高度延性和高度強(qiáng)度。用于熱壓成型的鋼板包含，按重量％計，C:0.3% -1.0%,Μη:0.01% -4.0%, Si:1.0% -2.0%, Al:0.01% -2.0%, S:0.015% 以下、N:0.01%以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0025]碳(C)是包含在鋼板內(nèi)以增加其強(qiáng)度的元素。此外，在本公開內(nèi)容的實(shí)施方案中，碳(C)通過元素例如硅(Si)擴(kuò)散至殘留奧氏體中以穩(wěn)定殘留奧氏體并因此阻止向馬氏體的轉(zhuǎn)變。用于熱壓成型的鋼板可包含0.3重量％-1.0重量％的碳(C)。如果碳含量低于0.3%，則在成型后殘留奧氏體的量較低，且因此可能難以保證同時具有強(qiáng)度和延性。如果碳含量高于1.0%，則貝氏體轉(zhuǎn)變顯著減少，珠光體的形成得到促進(jìn)，由此降低鋼板的性能。
[0026]錳(Mn)包含在鋼板內(nèi)以防止由制造工序中不可避免地包含在鋼板中的硫(S)形成的FeS而產(chǎn)生的熱脆性。錳(Mn)的含量可在0.01 %-4.0%的范圍內(nèi)。如果錳(Mn)的含量低于0.01%，則可因FeS而產(chǎn)生熱脆性。如果錳(Mn)的含量高于4.0%，則貝氏體轉(zhuǎn)變可減慢，從而增加在熱成型工序中熱處理所需的時間。結(jié)果，熱壓成型工序的生產(chǎn)率可降低,且鋼板的生產(chǎn)成本可增加。
[0027]硅(Si)是包含在鋼板中以保證最終產(chǎn)品延性的元素。硅(Si)促進(jìn)鐵素體轉(zhuǎn)變并使碳(C)擴(kuò)散至殘留奧氏體中，以通過殘留奧氏體中增加量的碳(C)而穩(wěn)定殘留奧氏體，由此阻止向馬氏體的轉(zhuǎn)變。硅(Si)的含量可在1.0重量％-2.0重量％的范圍內(nèi)。如果硅(Si)的含量低于1.0%,則穩(wěn)定殘留奧氏體的作用可較弱。如果娃(Si)的含量高于2.0%,則鋼板的軋制特性可變差。例如，鋼板可在軋制工序過程中開裂。因此，硅(Si)的含量的上限設(shè)為2.0%。
[0028]鋁(Al)從鋼板中移除氧以在固化過程中阻止其中包含非金屬物質(zhì)。此外，與硅
(Si)類似，鋁(Al)促進(jìn)碳(C)向殘留奧氏體中的擴(kuò)散以穩(wěn)定殘留奧氏體。鋁(Al)的含量可在0.01% -2.0%的范圍內(nèi)。如果鋁(Al)的含量低于0.01%，則氧不會被完全移除，且因此可能難以阻止包含非金屬物質(zhì)。如果鋁`(Al)的含量高于2.0%，則鋼板制造的單位成本可增加。
[0029]硫⑶是在鋼板的制造工序中不可避免地包含于其中的元素。硫⑶與鐵(Fe)結(jié)合形成導(dǎo)致熱脆性的FeS。因此，可能需要使硫(S)的含量保持盡可能地低。例如，硫(S)的含量可限制在0.015%以下。
[0030]氮(N)是在鋼板的制造工序中不可避免地包含于其中的元素。氮(N)的含量可保持盡可能地低。例如，氮(N)的含量可限制在0.01%以下。
[0031]除上述元素外，用于熱壓成型的鋼板還可包含至少一種選自以下的元素:Mo:0.5%以下(不包括0% )、Cr:1.5%以下(不包括0%)、N1:0.5%以下(不包括0%)、Nb:0.005% -0.1%，和 V:0.005% -0.1%ο
[0032]鑰(Mo)可加入鋼板中以抑制珠光體的形成。由于鑰(Mo)相對昂貴且可增加鋼板的生產(chǎn)成本，因此可加入0.5重量％以下的鑰(Mo)。
[0033]鉻(Cr)可加入鋼板中以抑制鐵素體的形成并擴(kuò)大貝氏體轉(zhuǎn)變。如鉻(Cr)的含量高于1.5重量％，則可形成碳化鉻而使溶解的碳(C)的量降低。因此，可加入1.5重量％以下的鉻(Cr)。
[0034]鎳(Ni)可加入以增加奧氏體的比例(fraction)并增加鋼板的淬透性。由于鎳(Ni)是昂貴的且會增加鋼板的生產(chǎn)成本，因此，可加入0.5重量％以下的鎳(Ni)。
[0035]鈮(Nb)可加入以提高鋼板的強(qiáng)度、晶粒細(xì)化的特性以及延性。在再加熱過程中，鈮(Nb)抑制晶粒生長，且在冷卻過程中，鈮(Nb)延遲奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變?？杉尤?.005重量％ -0.1重量％的鈮(Nb)。如果鈮(Nb)的含量低于0.005%，則難以確保晶粒細(xì)化的效果，且如果鈮(Nb)的含量高于0.1%，則碳氮化物可過度沉淀，從而導(dǎo)致鋼板中的延遲斷裂或降低鋼板的可加工性。
[0036]釩(V)可加入以提高鋼板的強(qiáng)度、晶粒細(xì)化的特性以及淬透性?？杉尤?.005重量％ -0.1重量％的釩(V)。如果釩(V)的含量低于0.005%，則可無法獲得所述效果，且如果釩(V)的含量高于0.1%，則碳氮化物可過度沉淀，從而導(dǎo)致鋼板中的延遲斷裂或降低鋼板的可加工性。
[0037]此外，用于熱壓成型的鋼板還可包含B:0.005%以下(不包括0%)，和T1:0.06%以下(不包括0% )。
[0038]硼(B)可加入以抑制鐵素體的形成。如果硼(B)的含量高于0.005重量％，則硼(B)可與鐵(Fe)或碳(C)結(jié)合以形成促進(jìn)鐵素體形成的化合物。因此，可加入0.005重量％以下的硼⑶。
[0039]鈦(Ti)可加入以使硼(B)的效果最大化。鈦(Ti)與鋼板中作為雜質(zhì)存在的氮(N)結(jié)合以形成TiN，且因此硼(B)可不與氮(N)結(jié)合。因此，硼(B)可抑制鐵素體的形成。該效果可通過加入0.06重量％以下的鈦(Ti)而確保。
[0040]鋼板可為熱軋或冷軋鋼板。例如，鋼板可為涂布有改善耐腐性和抑制表面氧化物層形成的鍍層的冷軋鋼板。
[0041]根據(jù)本公開內(nèi)容的`實(shí)施方案，由于用于熱壓成型的鋼板因上述組成而具有高強(qiáng)度和高延性，鋼板可用于制造具有高強(qiáng)度和高延性的熱壓成型部件(如下所述)。
[0042](制造用于熱壓成型的鋼板的方法)
[0043]下文中，將根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實(shí)施方案詳細(xì)描述制造用于熱壓成型的鋼板的方法。該實(shí)施方案為制造適于制造具有改善延性的熱壓成型部件的鋼板的示例性實(shí)例。
[0044]制造用于熱壓成型的鋼板的方法包括:將鋼錠加熱至1100°C -1300°C范圍內(nèi)的溫度，所述鋼錠包含，按重量％計，C:0.3% -L 0%,Μη:0.01% -4.0%,S1:1.0% -2.0%,Α1:0.01% -2.0%、S:0.015%以下、N:0.01%以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；在41*3轉(zhuǎn)變點(diǎn)至950°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行熱精軋工序以使鋼板成型；和在札至720°C范圍內(nèi)的溫度下卷取鋼板。
[0045]如果將鋼錠加熱至低于1100°C的溫度，則鋼錠的連續(xù)鑄造結(jié)構(gòu)可不足夠均勻化，且可難以確保精軋溫度。如果將鋼錠加熱至高于1300°C的溫度，則晶粒的尺寸和表面氧化的可能性可增加，從而使鋼錠的強(qiáng)度和表面性能變差。因此，可將鋼錠加熱至Iioo0C -1300°c范圍內(nèi)的溫度。如果熱精軋溫度低于Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)，則可出現(xiàn)雙相軋制，從而導(dǎo)致熱軋混合的晶粒尺寸，且如果熱精軋溫度高于950°C，則在熱精軋工序過程中晶?？纱只铱砂l(fā)生表面氧化。因此，熱精軋溫度可在Ar3R變點(diǎn)至950°C范圍內(nèi)。此外，如果卷取溫度低于Ms，則奧氏體可轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而使鋼錠的延性降低并因此難以在鋼板上進(jìn)行熱卷取工序。如果卷取溫度高于720°C，則可在鋼板上形成厚的表面氧化物層并伴隨有鋼板的內(nèi)部氧化。因此，卷取溫度可在Ms至720°C范圍內(nèi)。[0046]制造用于熱壓成型的鋼板的方法可包括:將鋼錠加熱至1100°C -1300°C范圍內(nèi)的溫度，所述鋼錠包含，按重量％計，C:0.3% -1.0%, Mn:0.01% -4.0%, Si:1.0% -2.0%,Al:0.01% -2.0%,S:0.015%以下、N:0.01%以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；在八1*3轉(zhuǎn)變點(diǎn)至950°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行熱精軋工序以使鋼板成型；在Ms至720°C范圍內(nèi)的溫度下卷取鋼板；酸洗所述鋼板；冷軋所述鋼板；在7501: _900°C范圍內(nèi)的溫度下對鋼板進(jìn)行連續(xù)退火；和在Ms至550°C范圍內(nèi)的溫度下對所述鋼板進(jìn)行過老化。
[0047]對鋼板進(jìn)行酸洗以除去加熱和熱精軋工序過程中形成的表面氧化物。之后，進(jìn)行冷軋工序。如果冷軋鋼板的連續(xù)退火溫度低于750°C，則重結(jié)晶可不充分地發(fā)生，且因此可無法得到所需程度的鋼板的可加工性。如連續(xù)退火溫度高于900°C，則可因加熱設(shè)備的限制而難于將鋼板加熱至連續(xù)退火溫度。此外，如果過老化溫度低于Ms，則可形成馬氏體，從而使鋼板的強(qiáng)度過度提高并負(fù)面地影響鋼板的延性。因此，在熱壓成型工序之前，沖切可能不容易實(shí)施。如果過老化溫度高于550°C，則鋼板的加工性可因退火爐中的輥表面變差而降低，且在過老化工序中可不出現(xiàn)預(yù)期的碳化物沉淀和貝氏體轉(zhuǎn)變。
[0048]制造用于熱壓成型的鋼板的方法可包括:將鋼錠加熱至1100°C -1300°C范圍內(nèi)的溫度，所述鋼錠包含，按重量％計，C:0.3% -1.0%, Mn:0.01% -4.0%, Si:1.0% -2.0%,Al:0.01% -2.0%,S:0.015%以下、N:0.01%以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；在八1*3轉(zhuǎn)變點(diǎn)至950°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行 熱精軋工序以使鋼板成型；在Ms至720°C范圍內(nèi)的溫度下卷取鋼板；酸洗所述鋼板；冷軋所述鋼板；在7501: _900°C范圍內(nèi)的溫度下對鋼板進(jìn)行連續(xù)退火；在凡至550°C范圍內(nèi)的溫度下對所述鋼板進(jìn)行過老化；和通過熱浸鍍鋅、鍍鋅退火(galvannealing)、電鍍鍍鋅和熱浸鍍招中的任一種方法對過老化的鋼板進(jìn)行鍍層。
[0049]熱浸鍍鋅的鋼板可通過將冷軋鋼板浸入鍍鋅槽中而制造。鍍鋅退火的鋼板可通過將冷軋鋼板浸入鍍鋅槽中并在鋼板上進(jìn)行合金化熱處理工序而制造。電鍍鍍鋅的鋼板可通過在連續(xù)的電鍍生產(chǎn)線中在冷軋鋼板上進(jìn)行電鍍鍍鋅工序或Zn-Fe電鍍工序而制造。熱浸鍍鋁鋼板可通過加熱冷軋鋼板、將鋼板浸在鍍鋁槽中以及將鋼板以5°C /秒至15°C /秒的冷卻速率在室溫冷卻而制造。
[0050]鋼錠還可包括選自以下的至少一種:Mo:0.5%以下(不包括0% )、Cr:1.5%以下(不包括 0% )、Ni:0.5% 以下(不包括 0% )、Nb:0.005% -0.1%，和 V:0.005% -0.1%。此外，鋼錠還可包括B:0.005%以下(不包括0% )，和Ti:0.06%以下(不包括0% )。
[0051](熱壓成型部件)
[0052]下文中，將根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實(shí)施方案詳細(xì)描述熱壓成型部件。
[0053]熱壓成型部件具有高延性和高強(qiáng)度。為此，所述熱壓成型部件包含:按重量％計，C:0.3% -1.0%, Mn:0.01% -4.0 %, Si:1.0% -2.0%, Al:0.01% -2.0%, S:0.015% 以下、N:0.01 %以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。所述熱壓成型部件可具有由貝氏體和殘留奧氏體形成的而不具有馬氏體的微結(jié)構(gòu)。
[0054]熱壓成型部件還可包含選自以下的至少一種:Mo:0.5%以下(不包括0% )、Cr:1.5% 以下(不包括 0% )、N1:0.5% 以下(不包括 0% )、Nb:0.005% -0.1%，和 V:
0.005%-0.1 %。此外，熱壓成型部件還可包括B:0.005%以下(不包括0%)，和T1:0.06%以下(不包括0% )。
[0055]相關(guān)領(lǐng)域的熱壓成型部件制造為具有超高強(qiáng)度，因而馬氏體必須形成于其中。但是，馬氏體降低所述熱壓成型部件的延性且因此使所述熱壓成型部件不適于用作汽車的防撞部件。因此，在本公開內(nèi)容的實(shí)施方案中，熱壓成型部件中馬氏體的形成得到抑制，且殘留奧氏體的量增加。因此，熱壓成型部件具有兩相:貝氏體和殘留奧氏體。
[0056]具有上述組成和微結(jié)構(gòu)的熱壓成型部件具有良好的強(qiáng)度-延性平衡。例如，熱壓成型部件的TS * El可為25，000以上，從而可用作汽車的防撞部件以及用作沖擊部件，其中，TS表示拉伸強(qiáng)度[MPa]且El表示伸長率[% ]。
[0057](制造熱壓成型部件的方法)
[0058]下文中，將根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實(shí)施方案詳細(xì)描述制造熱壓成型部件的方法。
[0059]所述方法用于在上述鋼板上進(jìn)行熱壓成型工序以提供具有高延性的超高強(qiáng)度汽車組件。為此，所述方法包括:將鋼板加熱至等于或高于Ac3的溫度，所述鋼板包含，按重量％ 計，C:0.3% -1.0 %、Mn:0.01 % -4.0 %, Si:1.0 % -2.0 %, Al:0.01 % -2.0%, S:
0.015%以下、N:0.01%以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；熱壓成型所述加熱的鋼板；將熱壓成型鋼板以20°C/秒以上的速率冷卻至在Ms至5501:范圍內(nèi)的溫度；于加熱爐中在Ms至550°C范圍內(nèi)的溫度下對冷卻的鋼板進(jìn)行加熱。
[0060]鋼板還可包含選自以下的至少一種:Mo:0.5%以下(不包括0% )、Cr:1.5%以下(不包括 0% )、Ni:0.5% 以下(不包括 0% )、Nb:0.005% -0.1%，和 V:0.005% -0.1%。此外，鋼板還可包括B:0.005%以下(不包括0%)，和T1:0.06%以下(不包括0%)。鋼板可為熱軋鋼板、冷軋鋼板和涂布有鍍層的鍍層冷軋鋼板中的一種。
[0061]根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方案，在制造熱壓成型部件的方法中，對熱壓成型后的熱處理進(jìn)行與相關(guān)領(lǐng)域的情況相比不同的控制，以制造與相關(guān)領(lǐng)域的熱壓成型部件相比具有不同微結(jié)構(gòu)的熱壓成型部件以改善延性。也就是說，在相關(guān)領(lǐng)域中，調(diào)節(jié)熱處理的條件以形成馬氏體作為主要的微結(jié)構(gòu)，從而最終得到超高強(qiáng)度的部件。但是，由于相關(guān)領(lǐng)域的這種技術(shù)不適于制造可用作汽車防撞部件的高延性部件，發(fā)明人已提出用于形成由貝氏體和殘留奧氏體構(gòu)成的而不具有馬氏體的微結(jié)構(gòu)的熱處理條件。
[0062]首先，將鋼板加熱至等于或高于Ac3的溫度以轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，并且隨后熱壓成型。
[0063]熱壓成型后的熱處理條件對產(chǎn)品微結(jié)構(gòu)的確定具有主要影響。在相關(guān)領(lǐng)域中，熱壓成型鋼板通常直接模壓淬火至等于或低于Ms的溫度，以形成馬氏體作為最終產(chǎn)品的主要微結(jié)構(gòu)，并由此提高最終產(chǎn)品的強(qiáng)度。
[0064]但是，在本公開內(nèi)容的實(shí)施方案中，馬氏體不包括在最終產(chǎn)品的微結(jié)構(gòu)內(nèi)，以改進(jìn)最終產(chǎn)品的延性同時使最終產(chǎn)品的強(qiáng)度保持在適于減重的水平上。為此，不將熱壓成型鋼板直接冷卻至等于或低于Ms的室溫溫度，而是將熱壓成型鋼板冷卻至Ms至550°C的溫度范圍并在加熱爐中在Ms至550°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行熱處理，以使熱壓成型鋼板經(jīng)歷向貝氏體的轉(zhuǎn)變。如果將鋼板冷卻至等于或低于Ms的溫度，則可形成馬氏體而使鋼板的延性降低，且如果將鋼板冷卻至高于550°C的溫度，則可形成珠光體而使鋼板的性能變差。因此，調(diào)節(jié)冷卻速率使其在Ms至550°C的范圍內(nèi)，以形成由貝氏體和殘留奧氏體構(gòu)成的雙相微結(jié)構(gòu)。
[0065]在如上所述形成的貝氏體中，可不形成Fe3C碳化物，這是因?yàn)殇摪逯邪銐虻脑乩绻?Si)以使碳(C)擴(kuò)散至殘留奧氏體中。也就是說，碳(C)不形成碳化物而是溶解在殘留奧氏體中以穩(wěn)定殘留奧氏體，并由此降低Ms。因此，在下一冷卻工序中，向馬氏體的轉(zhuǎn)變得到抑制。因此，在最終產(chǎn)品中，殘留奧氏體仍然存在，而不經(jīng)歷向馬氏體的轉(zhuǎn)變，由此增加延性。
[0066]冷卻速率可為20°C /秒以上。如果冷卻速率低于20°C /秒，則容易發(fā)生向珠光體的轉(zhuǎn)變，從而使最終產(chǎn)品的性能降低。參照圖2A，在30°C /秒的冷卻速率下形成貝氏體。然而，參照圖2B和2C，在5°C /秒的冷卻速率下形成珠光體結(jié)構(gòu)，在所述珠光體結(jié)構(gòu)中鐵素體和Fe3C分層。
[0067]例如，根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方案，上述制造熱壓成型部件的方法可總結(jié)如下。首先，將鋼板插入加熱爐中以將鋼板加熱至Ac3以上的溫度以形成奧氏體，然后將加熱的鋼板熱壓成型。熱壓成型后，將鋼板以20°C/秒以上的冷卻速率冷卻至札至5501:的溫度范圍，并且隨后于加熱爐中在Ms至550°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行熱處理。這些工序用于向貝氏體的轉(zhuǎn)變，且在這些工序過程中，碳(C)擴(kuò)散至奧氏體中以降低Ms。盡管通過上述工序制造的熱壓成型部件不經(jīng)任何控制而冷卻至室溫，也未發(fā)生向馬氏體的轉(zhuǎn)變。也就是說，可得到由貝氏體和殘留奧氏體構(gòu)成的雙相微結(jié)構(gòu)。
[0068]下文中，將根據(jù)實(shí)施例更具體地描述本公開內(nèi)容的實(shí)施方案。提供以下實(shí)施例僅用于清楚地理解本公開內(nèi)容，而非限制其范圍。
[0069](實(shí)施例)
[0070]具有如表1所示組成的長90mm且寬175mm的鋼錠通過真空熔融而制造，然后在1200°C再加熱1小時。其后，對鋼錠進(jìn)行熱軋以得到厚度為3mm的鋼板。此時，熱精軋溫度為Ar3以上。然后，在對鋼板進(jìn)行冷卻后，將鋼板插入預(yù)先加熱至600°C的加熱爐中并在加熱爐中放置1小時，其后，將鋼板在加熱爐中冷卻以模擬熱卷取。接著，將鋼板在60%的壓縮比下冷軋至1.2mm厚度并在900°C下退火。然后，使鋼板在400°C下經(jīng)歷貝氏體轉(zhuǎn)變。表1中，除硫⑶和氮(N)的含量以ppm給出外，元素的含量以重量％給出。
[0071][表1]
[0072]
【權(quán)利要求】
1.用于熱壓成型的鋼板，所述鋼板包含:按重量％計，C:0.3 % -1.0 %、Mn:0.01% -4.0%,Si:1.0% -2.0%,A1:0.01% -2.0%,S:0.015% 以下、N:0.01% 以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.權(quán)利要求1的用于熱壓成型的鋼板，所述鋼板還包含選自以下的至少一種:Mo:0.5%以下(不包括0% )、Cr:1.5%以下(不包括0% )、N1:0.5%以下(不包括0% )、Nb:0.005% -0.1%，和 V:0.005% -0.1%ο
3.權(quán)利要求1或2的用于熱壓成型的鋼板，所述鋼板還包含B:0.005%以下(不包括0% )和Ti:0.06%以下(不包括0% )。
4.權(quán)利要求1或2的用于熱壓成型的鋼板，其中所述鋼板為熱軋鋼板、冷軋鋼板和涂布有鍍層的鍍層冷軋鋼板中的一種。
5.制作用于熱壓成型的鋼板的方法，所述方法包括: 將鋼錠加熱至1100 V -1300 °C的溫度范圍，所述鋼錠包含，按重量％計，C:0.3% -1.0%, Mn:0.01% -4.0%, Si:1.0% -2.0%, Al:0.01% -2.0%, S:0.015% 以下、N:0.01%以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)； 在Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)至950°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行熱精軋工序以使鋼板成型；和 在Ms至720°C范圍內(nèi)的溫度下卷取鋼板。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述鋼錠還包含選自以下的至少一種:Mo:0.5%以下(不包括0% )、Cr:1.5%以下(不包括0%)、N1:0.5%以下(不包括0%)、Nb:0.005% -0.1%，和 V:0.005% -0.1%ο
7.權(quán)利要求5或6的方法，其中所述鋼錠還包含B:0.005%以下(不包括0%)和T1:0.06%以下(不包括0% )。
8.制造用于熱壓成型的鋼板的方法，所述方法包括: 將鋼錠加熱至1100 V -1300 °C的溫度范圍，所述鋼錠包含，按重量％計，C:0.3% -1.0%, Mn:0.01% -4.0%, Si:1.0% -2.0%, Al:0.01% -2.0%, S:0.015% 以下、N:0.01%以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)； 在Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)至950°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行熱精軋工序以使鋼板成型； 在札至720°〇范圍內(nèi)的溫度下卷取鋼板； 酸洗所述鋼板； 冷軋所述鋼板； 在750°C _900°C范圍內(nèi)的溫度下對鋼板進(jìn)行連續(xù)退火；和 在Ms至550°C范圍內(nèi)的溫度下對所述鋼板進(jìn)行過老化。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述鋼錠還包含選自以下的至少一種:Mo:0.5%以下(不包括0% )、Cr:1.5%以下(不包括0%)、N1:0.5%以下(不包括0%)、Nb:0.005% -0.1%，和 V:0.005% -0.1%ο
10.權(quán)利要求8或9的方法，其中所述鋼錠還包含B:0.005%以下(不包括0%)和T1:0.06%以下(不包括0% )。
11.制造用于熱壓成型的鋼板的方法，所述方法包括: 將鋼錠加熱至1100 V -1300 °C的溫度范圍，所述鋼錠包含，按重量％計，C:·0.3% -1.0%, Mn:0.01% -4.0%, Si:1.0% -2.0%, Al:0.01% -2.0%, S:0.015% 以下、N:0.01%以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)； 在Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)至950°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行熱精軋工序以使鋼板成型； 在札至720°〇范圍內(nèi)的溫度下卷取鋼板； 酸洗所述鋼板； 冷軋所述鋼板； 在750°C _900°C范圍內(nèi)的溫度下對鋼板進(jìn)行連續(xù)退火； 在Ms至550°C范圍內(nèi)的溫度下對所述鋼板進(jìn)行過老化；和 通過熱浸鍍鋅、鍍鋅退火、電鍍鍍鋅和熱浸鍍鋁中的任一種方法對過老化的鋼板進(jìn)行鍍層。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述鋼錠還包含選自以下的至少一種:Mo:0.5%以下(不包括0% )、Cr:1.5%以下(不包括0%)、N1:0.5%以下(不包括O %)、Nb:0.005% -0.1%，和 V:0.005% -0.1%ο
13.權(quán)利要求11或12的方法，其中所述鋼錠還包含B:0.005%以下(不包括0% )和Ti:0.06%以下(不包括0% )。
14.熱壓成型部件，所述部件包含:按重量％計，C:0.3% -1.0%, Mn:0.01% -4.0%,Si:1.0% -2.0%,A1:0.01% -2.0%,S:0.015% 以下、N:0.01% 以下，且余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)，其中所述熱壓成型部件具有由貝氏體和殘留奧氏體形成的雙相微結(jié)構(gòu)。
15.權(quán)利要求14的熱壓成型部件，所述部件還包含選自以下的至少一種:Mo:0.5%以下(不包括0% )、Cr:1.5%以`下(不包括0% )、N1:0.5%以下(不包括0% )、Nb:0.005% -0.1%，和 V:0.005% -0.1%ο
16.權(quán)利要求14或15的熱壓成型部件，所述部件還包含B:0.005%以下(不包括0%)和T1:0.06%以下(不包括0%)。
17.權(quán)利要求14或15的熱壓成型部件，其中所述熱壓成型部件具有的TS(Mpa)±El(% )值為 25，OOOMPa % 以上。
18.權(quán)利要求16的熱壓成型部件，其中所述熱壓成型部件具有的TS(Mpa)* El(% )值為25，000MPa%以上。
19.制造熱壓成型部件的方法，所述方法包括: 將鋼板加熱至等于或高于Ac3的溫度，所述鋼板包含，按重量％計，C:0.3% -1.0%,Mn:0.01% -4.0%, Si:1.0% -2.0%, Al:0.01% -2.0%,S:0.015% 以下、N:0.01% 以下，且余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)； 熱壓成型所述加熱的鋼板； 將熱壓成型的鋼板以20°C /秒以上的速率冷卻至Ms至550°C的溫度范圍；和 于加熱爐中在Ms至550°C范圍內(nèi)的溫度下對冷卻的鋼板進(jìn)行熱處理。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述鋼板還包含選自以下的至少一種:Mo:0.5%以下(不包括0% )、Cr:1.5%以下(不包括0%)、N1:0.5%以下(不包括0%)、Nb:0.005% -0.1%，和 V:0.005% -0.1%ο
21.權(quán)利要求19或20的方法，其中所述鋼板還包含B:0.005%以下(不包括0%)和Ti:0.06%以下(不包括0% )。
22.權(quán)利要求19或20的方法，其中所述鋼板為熱軋鋼板、冷軋鋼板和涂布有鍍層的鍍層冷軋鋼板中的一種。
【文檔編號】C22C38/00GK103687973SQ201180072328
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月15日
【發(fā)明者】李圭榮, 吳振根, 金鐘常, 韓臺教 申請人:Posco公司