多层扁钢产品及由其制造的部件制造技术

本发明专利技术涉及一种由多个互相连接的钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)组成的多层扁钢产品(1)，其中在钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)的至少一个中设置第一钢合金的钢并且在钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)的至少另一个中设置与第一钢合金不同的第二钢合金的钢，其中第一钢合金的钢是高强度的钢并且第二钢合金的钢是较低强度和较低碳含量的钢。为了实现对所有方向上的局部材料性能的功能优化的建模，本发明专利技术提出至少在一个层(板材平面)内设置至少一个第一钢合金的钢和至少一个第二钢合金的钢。本发明专利技术还涉及一种特别用于机动车车身的由相应的扁钢产品(1)制成的部件(5)。

Multilayer flat steel product and parts made therefrom

The present invention relates to a steel alloy layer is connected by a plurality of (2, 3a, 3b, 4a, 4b) composed of multilayer flat steel products (1), in which the steel alloy layer (2, 3a, 3b, 4a, 4b) at least one of the first set of steel alloy steel and alloy steel layer (2, 3a, 3b, 4a, 4b) at least one other set with the first second different steel alloy steel alloy steel, wherein the first steel alloy steel is of high strength steel and second steel alloy steel is low strength and low carbon steel. In order to realize the optimization of the performance of the modeling function of local material in all the directions, the invention provides at least one layer (plate) arranged in at least one of the first steel alloy steel and at least one of the second steel alloy steel. The invention also relates to a component (5) made of a corresponding flat steel product (1), in particular for a motor vehicle body.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层扁钢产品及由其制造的部件
本专利技术涉及一种由多个互相连接的钢合金层组成的多层扁钢产品，其中在钢合金层的至少一个中设置第一钢合金的钢并且在钢合金层的至少另一个中设置与第一钢合金不同的第二钢合金的钢，其中第一钢合金的钢是高强度的钢，并且第二钢合金的钢是具有(相比于第一钢合金的钢)较低强度和较低碳含量的钢。本专利技术还涉及一种特别用于机动车车身的部件，该部件由相应的扁钢产品制成。
技术介绍
术语“扁钢产品”在此理解为通过轧制工艺生产的钢板或钢带以及从其分割的扁坯等。汽车制造领域中在碰撞事故中对乘客安全性的所提出的要求不断提高。同时，轻型结构是遵守法律规定的CO2极限值和使驾驶车辆所需的能量使用最小化的重要先决条件。同样地，对车辆使用者的舒适性提出了更高的要求，这导致车辆中的电子部件的比例提高并且由此导致车辆重量的增加。为了同时满足这些矛盾的要求，长期以来一直聚焦于汽车结构的车身结构的制造中的轻型设计上。对于与碰撞安全性相关的汽车部件，这里特别使用这样的部件，其通过由锰-硼钢组成的扁钢产品的热成型以及随后的硬化制造。通过这个在专业用语中也称为加压硬化的制造方法可以产生部件，这些部件尽管具有最佳的薄的壁厚和因此伴随的最小重量但鉴于在碰撞的情况下的性能仍可以在车身中的特别敏感的点上使用。应当指出，本专利技术不仅限于汽车结构，而是通常可以用于工业应用领域。在所有领域中，但特别是在汽车应用领域中，对部件关于其材料性能提出局部的不同的要求。材料特性例如是强度和延展性。“局部”表示在部件的第一区段上提出与第二区段不同的要求。由于这些要求甚至可以是相反的，具有单一构造材料，即，通常具有相同材料特性的解决方案最多是对所有提出的单独要求的折衷。因此，不仅在努力实现汽车结构中的轻型结构的过程中越来越多地使用定制材料，这些材料通过局部不同的材料性能能够例如通过减小板材厚度在其重量方面优化部件。然而，由此形成的轻型结构的实现还需要在单个部件区段内实现部分相反的材料性能。这意味着，为了前后一致的追求轻质结构，不仅在板材平面中，也即在纵向方向上(条带长度方向)和横向方向(条带宽度方向)上，而且在与之垂直的方向上(板材厚度方向)需要局部的不同的材料特性。纵向方向在下文中还将称为X方向，横向方向也将称为Y方向并且板材厚度方向也将称为Z方向。现有技术中已知，在部件的批量制造中通过例如定制坯料(冷成形或热成形)或定制回火(热成形)的方法在板材平面内能够调整局部的不同的材料性能。通过使用多层扁钢产品可以实现在板材厚度方向(Z方向)上的材料性能的功能优化的建模。例如，DE102007022453A1描述了由多个相互连接的钢合金层与至少一个芯层组成的多层扁钢产品。在此，芯层应该由软的、能够良好变形的钢合金组成，然而扁钢产品的外层应该由最高强度的钢合金组成。在2014年5月27日链接www.thyssenkrupp-steel-europe.com/en/presse/pressrelease.jsp？cid＝2778030下的新闻报道中，申请人公开了名为的新产品-“用于热成形的三层复合钢”，它是具有相对高的碳含量的芯层和相对低的碳含量的外层的多层扁钢产品。扁钢产品用来制造用于机动车车身的部件，该部件经热成型和硬化。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的目的在于，在扁钢产品中实现对局部材料性能，特别是在所有方向(板材平面，板材厚度)上的功能优化的建模。在由多个互相连接的钢合金层组成的多层扁钢产品(扁钢复合材料)中，其中在钢合金层的至少一个中设置第一钢合金的钢并且在钢合金层的至少另一个中设置与第一钢合金不同的第二钢合金的钢，其中第一钢合金的钢是高强度的钢并且第二钢合金的钢是具有(相比于第一钢合金的钢)较低强度和较低碳含量的钢，之前引入和指出的目的这样实现，即，至少在一个层(板材平面)内设置至少一个第一钢合金的钢和至少一个第二钢合金的钢。在最简单的情况下，在根据本专利技术的扁钢产品中，高强度的钢组成的层(即相对高碳含量的层)与具有相对较低强度和较低碳含量的钢组成的层交替，特别是在单个的层内，例如在芯层和分别一个外层(覆盖层)之间的中间层中交替，其中由具有高强度的钢组成的区段和由较低强度和较低碳含量的钢组成的区段互相交替。具有这种不同的钢合金或不同的碳含量的区段可以在纵向(X方向)和/或在横向(Y方向)和/或层结构方向(Z方向)上互相直接相邻地设置，也即可以互相邻接和/或交替。通过这种扁钢产品的热成型/加压硬化可以制造部件，该部件在不同的区段中具有例如关于强度和弯曲角度的不同的材料特性。在本专利技术意义上，高强度的钢是由碳含量为至少0.2重量％，特别是最多0.65重量％的钢合金组成的钢，这些合金在最终(硬化)状态下具有至少1200MPa，特别是至少1350MPa，优选至少1450MPa的抗拉强度。在DINEN10083中例如定义为锰-硼钢。根据本专利技术，以这种方式实现了在薄板坯的所有方向(板材平面，板材厚度)上的局部材料特性的功能优化的建模。在复合材料中调节的材料性能通过相互组合的复合配对物的选择以及其在板材平面和/或板材厚度方向上的比例和分布的选择来确定。为了制造这些复合材料，将具有恒定横截面的相关复合配合物的板坯、钢锭、钢坯、或板材(扁钢产品)互相堆叠并且特别是通过滚压包层互相连接。在板材平面中变化的复合特性的设定特别通过相关的复合配合物的不均匀分布来实现。现在对本专利技术的扁钢产品的各种构造进行描述，这也是从属权利要求的主题。在根据本专利技术的扁钢产品的一个设计方案中，具有高强度(即具有较高碳含量)的第一钢合金的钢的碳含量具有在0.20重量％-0.65重量％范围内，优选在0.20重量％-0.50重量％的范围内，特别优选在0.20重量％-0.45重量％的范围内的值，和/或具有低强度(即具有较低的碳含量)的第二钢合金的钢的碳含量具有低于0.20重量％的范围内，优选在0.02重量％-0.15重量％的范围内，特别优选在0.02重量％-0.11重量％的范围内的值。例如，第一钢合金的钢的碳含量可以为0.22重量％并且第二钢合金的钢的碳含量为0.10重量％。在根据本专利技术的扁钢产品的另一设计方案中，其由奇数个钢合金层组成。优选地，根据本专利技术的扁钢产品由五个钢合金层组成。在后一种情况下，扁钢产品具有芯层，两个侧面上直接邻接的中间层以及每个中间层向外邻接的外层(覆盖层)。优选地，扁钢产品具有由具有高强度(具有较高碳含量)的第一钢合金的钢的钢合金层组成的芯层。进一步优选地，在芯层的两侧上设置至少一个钢合金层，该钢合金层由至少一个具有低强度(具有较低碳含量)的第二钢合金的钢的钢合金层组成。例如，芯层可以完全由具有高强度(具有较高碳含量)的第一钢合金组成和/或外层(指两个组成外侧的覆盖层)可以完全由具有低强度(具有较低的碳含量)的第二钢合金组成。在芯层和各个覆盖层之间的一个中间层或两个中间层中，由第一钢合金组成的区段和由第二钢合金组成的区段可以也即在X方向上和/或在Y方向上和/或在Z方向上互相交替或相邻设置，其中原则上在中间层中也可以完全只设置一种相同的钢合金。如果这种扁钢产品在后来例如在制造部件例如机动车车身部件的过程中硬化，由不同钢合金组成的单个区段将这样获得不同的材料特性，即，单个的区段具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由多个互相连接的钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)组成的多层扁钢产品(1)，其中在钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)的至少一个中设置第一钢合金的钢并且在钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)的至少另一个中设置与第一钢合金不同的第二钢合金的钢，其中第一钢合金的钢是高强度的钢并且第二钢合金的钢是较低强度和较低碳含量的钢，其特征在于，至少在一个层(板材平面)内设置至少一个第一钢合金的钢和至少一个第二钢合金的钢。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.02 DE 102014114365.51.一种由多个互相连接的钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)组成的多层扁钢产品(1)，其中在钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)的至少一个中设置第一钢合金的钢并且在钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)的至少另一个中设置与第一钢合金不同的第二钢合金的钢，其中第一钢合金的钢是高强度的钢并且第二钢合金的钢是较低强度和较低碳含量的钢，其特征在于，至少在一个层(板材平面)内设置至少一个第一钢合金的钢和至少一个第二钢合金的钢。2.根据权利要求1所述的扁钢产品(1)，其特征在于，所述第一钢合金的钢的碳含量具有在0.20重量％-0.65重量％范围内，优选0.20重量％-0.50重量％，特别优选为0.20重量％-0.45重量％的值，和/或第二钢合金的钢的碳含量具有＜0.20重量％的范围内，优选为0.02重量％-0.15重量％，特别优选为0.02％-0.11％重量的值。3.根据权利要求1或2所述的扁钢产品(1)，其特征在于，所述扁钢产品(1)由奇数个钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)，特别是五个钢合金层(2，3a，3b，4a，4b)组成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的扁钢产品(1)，其特征在于，所述扁钢产品(1)具有由具有第一钢合金的钢的钢合金层组成的芯层(2)。5.根据权利要求4所述的扁钢产品(1)，其特征在于，至少一个钢合金层(3a，3b，4a，4b)设置在所述芯层(2)的两侧，所述至少一个钢合金层由至少一个具有第二钢合金的钢的钢合金层(3a，3b，4a.1，4b.1)组成。6.根据前述权利要求中任一项所述的扁钢产品(1)，其特征在于，至少一个具有第一钢合金的钢的钢合金层(2，4a，4b)，特别是芯层(2)和/或至少一个具有第二钢合金的钢的钢合金层(3a，3b，4a，4b)，特别是至少一个外层(3a，3b)完全由相同的钢组成。7.根据前述权利要求中任一项所述的扁钢产品(1)，其特征在于，至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：延斯乌尔里克·贝克尔，斯特凡·米斯洛维奇，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE