高强度中空钢管材料和由该材料制造的中空稳定杆制造技术

技术编号:14480352 阅读:80 留言:0更新日期:2017-01-25 13:03
本发明专利技术公开了一种高强度中空钢管材料。该高强度中空钢管材料包括作为主要成分的Fe、重量百分比占0.30%至0.40%的C、重量百分比占0.10%至0.40%的Si、重量百分比占1.10%至1.60%的Mn、重量百分比占0.20%至0.40%的Cr、重量百分比占0.50%至1.00%的Ni以及重量百分比占0.001%至0.005%的B,与传统钢管材料相比,该高强度中空钢管材料通过增加通常加入的C和Ni的量并且加入作为新的材料的Nb和Mo,在加强强度的同时提高了延伸度和耐腐蚀性,从而具有增加的材料腐蚀疲劳寿命。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引证本申请要求于2015年7月16日提交的韩国专利申请No.10-2015-0100977的权益,其内容通过引证全部结合于此。
本公开涉及一种具有增加的材料腐蚀疲劳寿命的高强度钢管材料。
技术介绍
该部分中的陈述仅是提供与本公开有关的背景信息,并且可能不构成现有技术。最近,出于环境原因,对于降低能耗和减少二氧化碳排放而言,期望的是通过减轻诸如车辆和飞机的运输装置的重量来提高总里程(mileage)。具体地,在车辆工业中,已经研究通过减轻部件的重量来减少每单位距离所需要的能量并由此提高总里程。当减轻钢部件重量以减轻车辆部件的重量时,会发生以下问题,即,由于每单位重量的可支撑的负载有限从而导致乘客安全性方面的问题。因此,正在进行对于增强耐腐蚀性的研究以便满足高强度车辆部件的趋势,并且,在车辆中使用的稳定器或弹簧材料中,已经研究提高强度、延伸度和腐蚀疲劳寿命。可能的是,通过中空的且强度增加的钢材料来减轻车辆的重量。然而,随着材料强度的增加,对在修复或喷漆之后的腐蚀、与砂砾的碰撞引起的脱落物等的敏感度也增加,并导致强度降低且加速了破坏之后断裂的发展。目前,为了解决这样的问题,在易腐蚀区域使用双涂层等,但是这增加了诸如喷漆等的材料成本。同时,最近,已经采用了强度增加并且重量减轻的部件来实现车辆的高性能、高扭矩和高效率。在这点上,用于诸如稳定器或弹簧的悬架部件的钢的重量应当在传统车辆负载和腐蚀条件下减轻,并且因此,应当考虑材料的强度和耐腐蚀性。具体地,当材料是中空的时,稳定器的腐蚀疲劳寿命会由于行驶期间暴露于腐蚀环境而缩短。在传统技术中,使用普通材料(ST20B)或用于增加中空钢管强度的高强度材料(ST23MnB)来实现减轻阶梯杆(stepbar)或稳定器的重量。更具体地,在传统材料中,Fe用作主要成分并且包含C、Si、Mn、Cr、Ni和B。在高强度材料的情况下,Fe用作主要成分并且包含C、Si、Mn、Cr和B。传统普通材料具有120kgf/mm2的拉伸强度,而高强度材料具有150kgf/mm2的拉伸强度,大约比普通材料的拉伸强度高25%。然而,高强度材料具有减小的延伸度和增大的腐蚀敏感度,因此部件会过早发生故障。
技术实现思路
本公开提供了一种在提高强度和延伸度的同时可以增加耐腐蚀性的高强度中空钢管材料,以解决由于腐蚀敏感度增加而导致的部件过早发生故障的问题。根据本公开,提供了一种具有提高的耐腐蚀性的高强度中空钢管材料,该高强度中空钢管材料包含作为主要成分的Fe、重量百分比占0.30%至0.40%的C、重量百分比占0.10%至0.40%的Si、重量百分比占1.10%至1.60%的Mn、重量百分比占0.20%至0.40%的Cr、重量百分比占0.50%至1.00%的Ni以及重量百分比占0.001%至0.005%的B。高强度中空钢管材料可以进一步包含Mo。在此,Mo的量可以是重量百分比占0.20%至0.40%。高强度中空钢管材料可以进一步包括Nb。在此,Nb的量可以是重量百分比占0.05%至0.10%。高强度中空钢管材料可以进一步包括Mo和Nb。在此,Mo的量可以是重量百分比占0.20%至0.40%,并且Nb的量可以是重量百分比占0.05%至0.10%。根据本公开的另一方面,提供了一种由根据本公开的高强度中空钢管材料制造的中空稳定杆1。另外的应用领域将从本文所提供的描述而变得显而易见。应理解的是,该描述和具体实例仅旨在用于说明目的而不旨在限制本公开的范围。附图说明为了很好地理解本公开,现在将参考附图描述通过实例的方式给出的本公开的各种形式,附图中:图1示出了将根据本公开的一个形式的高强度中空钢管材料与作为传统技术的普通材料和高强度材料相比较的材料疲劳试验结果的曲线图;并且图2示出了装配有使用根据本公开的形式的高强度中空钢管材料制造的稳定杆1的车身的立体图。本文中描述的附图仅为了说明的目的,并不旨在以任何方式限制本公开的范围。具体实施方式以下描述实质上仅是示例性的,并且并不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解的是,贯穿附图,相应的参考标号指代相似或相应的部件和特征。本公开提供了一种中空钢管材料,该中空钢管材料可以用于稳定杆1、螺旋弹簧等,该中空钢管材料由于耐腐蚀性加强物而与传统高强度材料相比增加了20%的拉伸强度、增加了10%的延伸度以及增加了30%或更多的腐蚀疲劳寿命。为了提高机械性能,应当在增加强度的同时保持传统延伸度或更大的延伸度。由于通过加入了钼(Mo)和比通常使用的量更大量的碳(C)而生成的碳化物、提高的硬化性(hardenability)以及晶粒的细化而减少了部件的重量和强度余量。此外,当铌(Nb)或钼(Mo)加入以将延伸度维持在与传统延伸度相等的状态时,实现了通过晶粒的细化而与强度增加相应的冲击韧度的减少。此外,为了增加高强度中空钢管材料的耐腐蚀性,应当提高耐腐蚀性并且应当增加材料腐蚀疲劳寿命。因此,耐腐蚀性可以通过加入镍(Ni)抑制腐蚀坑点(pit)(当金属表面的保护膜的一部分在腐蚀环境下剥落时,剥落的部分被强烈腐蚀或者产生孔)的增长来提高。此外,晶粒由于Nb的加入而细化并且因此材料腐蚀疲劳增加。在下文中,详细检验由于每个合金的元素的加入而产生的效果。对于与传统合金相比,元素的重量比增加的合金,检查由于C的加入而产生的效果以及由于Ni的加入而产生的效果。随着作为钢的五个基本元素之一的C的量的增加,强度也增加了,但是韧度相对减少。因此,考虑到其他合金成分,期望的是适当地维持C的量。当钢暴露于腐蚀环境时,Ni抑制腐蚀坑点的增长,因此,具有优异的耐腐蚀性提高效果。因此,Ni与Cr一起可以用作加入不锈钢的主要合金。将通常不使用的钼(Mo)和铌(Nb)重新加入本公开中。在此,检验钼(Mo)和铌(Nb)的效果。Mo提高钢的硬化性并且通过碳化物的形成而有利于强度增加。当加入适当的量的Mo时,抑制回火脆化(temperembritltlement)并且有细化晶粒的效果。Nb降低回火脆化,并且,当加入大量Nb时,硬化性降低。因此,Nb的量通常限于重量百分比0.10%或更少。在上文中检验与加入合金元素相应的效果。在下文中,检验通过加入合金提高材料特性的原理作为选择合金成分的基础。1.镍(Ni)当加入Ni时,抑制了材料表面的腐蚀坑点的增长,并且因此提高了耐腐蚀性。当加入小于重量百分比0.5%的量的Ni时,不会抑制腐蚀坑点的增长,并且因此降低了耐腐蚀性。另一方面,当加入大于重量百分比1.0%的量的Ni时,耐腐蚀性提高效果微小,并且因此制造成本增加。在以下表1中,当其他成分相同时,汇总了与加入的Ni的量相应的腐蚀坑点的深度差异。[表1]Ni含量(重量百分比%)腐蚀坑点的深度(μm)0.204700.403900.602600.801401.00901.2080如表1所示,可以确认,随着Ni含量的增加,材料表面的腐蚀坑点的深度减少。然而,当Ni的含量是重量百分比0.4%或更少时,根据加入Ni的效果变得微小。另一方面,当Ni的含量大于重量百分比0.8%时,根据加入Ni的效果变得微小,并且因此制造成本增加。因此,当加入重量百分比0.6%至0.8%的量的Ni时效益增加。然而,当考虑到材料管理简本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种高强度中空钢管材料,包含:作为主要成分的Fe;重量百分比占0.30%至0.40%的C;重量百分比占0.10%至0.40%的Si;重量百分比占1.10%至1.60%的Mn;重量百分比占0.20%至0.40%的Cr;重量百分比占0.50%至1.00%的Ni;以及重量百分比占0.001%至0.005%的B。

【技术特征摘要】
2015.07.16 KR 10-2015-01009771.一种高强度中空钢管材料,包含:作为主要成分的Fe;重量百分比占0.30%至0.40%的C;重量百分比占0.10%至0.40%的Si;重量百分比占1.10%至1.60%的Mn;重量百分比占0.20%至0.40%的Cr;重量百分比占0.50%至1.00%的Ni;以及重量百分比占0.001%至0.005%的B。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐东林
申请(专利权)人:现代自动车株式会社
类型:发明
国别省市:韩国;KR

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