耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及适合作为汽车用材料的热压成型部件，更详细地，涉及耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件及其制造方法。本发明专利技术涉及耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件及其制造方法，所述热压成型部件包括基础钢板和基础钢板的至少一面上的镀锌层或镀锌合金层，其中，以重量％计，所述基础钢板包含：碳(C)：0.08～0.30％、硅(Si)：0.01～2.0％、锰(Mn)：3.1～8.0％、铝(Al)：0.001～0.5％、磷(P)：0.001～0.05％、硫(S)：0.0001～0.02％、氮(N)：0.02％以下、余量的Fe及其它杂质，所述热压成型部件的微细组织包含1～30面积％的残余奥氏体，并且从镀层的表层沿厚度方向0.5～1.2μm的氧化层中Mn(重量％)/Zn(重量％)的含量比为0.1以上。

Hot pressing parts with excellent crack growth and ductility and their manufacturing methods

The present invention relates to a hot pressing forming component suitable for automotive materials, in more detail, to a hot pressing forming component with excellent crack resistance, expansion and ductility and its manufacturing method. The present invention relates to a hot-pressing forming component with excellent crack-resistance, expansion and ductility and a manufacturing method thereof. The hot-pressing forming component includes a galvanized layer or galvanized alloy layer on at least one surface of the base steel plate and the base steel plate. The base steel plate comprises carbon (C):0.08-0.30%, silicon (Si):0.01-2.0%, manganese (Mn):3.1-8.0% and aluminium (Al):0.001 by weight percent. The micro-structures of the hot-pressed parts contain 1-30% residual austenite and the content ratio of Mn (weight%)/Zn (weight%) in the oxide layer of 0.5-1.2 um along the thickness direction is above 0.1.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件及其制造方法
本专利技术涉及适合作为汽车用材料的热压成型部件，更详细地，涉及耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件及其制造方法。
技术介绍
近来，为了汽车的轻量化及提高燃油效率等目的，热压成型部件(hotpressformedmember)广泛利用于汽车结构部件中，并且为了实现上述目的，正在进行各种研究。例如，专利文献1中将镀铝(Al)钢板以850℃以上进行加热后实施通过冲压(press)来进行的热压成型及急冷，从而能够确保部件的拉伸强度为1500MPa以上的超高强度。此外，通过形成Al-Fe合金化层，能够提供耐腐蚀性优异的钢板。但是，该技术中所形成的镀覆钢板的主相为Al，因此难以获得Al的牺牲方式效果，并且没有考虑提高延展性。因此，作为用于有效地获得热压成型部件的牺牲方式的方案，专利文献2的特征在于，在880～980℃下，将镀锌(Zn)钢材进行加热6～15分钟后，在基础钢板和镀层的界面形成缓冲层。但是，在这种情况下，由于随着加热温度达到880℃以上而在Zn表面上形成的Zn氧化物，不仅点焊性差，而且没有考虑提高延展性，并且耐裂纹扩展性也差，难以将微细裂纹的深度抑制为10μm以下。为了使热压成型部件适合用作汽车的耐冲击部件，不仅要确保超高强度，而且还要提高耐腐蚀性及耐裂纹扩展性和疲劳及冲击特性，因此需要开发能够实现上述目的的方案。(专利文献1)美国授权专利第6296805号(专利文献2)韩国公开专利第2014-0035033号
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术的一个方面的目的在于提供耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件及其制造方法，所述热压成型部件适合用作要求耐腐蚀性及耐冲击性的汽车结构部件或加强件。技术方案本专利技术的一个方面提供耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件，其包括基础钢板和所述基础钢板的至少一面上的镀锌层或镀锌合金层，其中，以重量％计，所述基础钢板包含：碳(C)：0.08～0.30％、硅(Si)：0.01～2.0％、锰(Mn)：3.1～8.0％、铝(Al)：0.001～0.5％、磷(P)：0.001～0.05％、硫(S)：0.0001～0.02％、氮(N)：0.02％以下、余量的Fe及其它杂质，所述热压成型部件的微细组织包含1～30面积％的残余奥氏体，从所述镀层的表层沿厚度方向0.5～1.2μm的氧化层中Mn(重量％)/Zn(重量％)的含量比为0.1以上。本专利技术的另一个方面提供制造耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件的方法，其包括以下步骤：准备具有上述成分组成的基础钢板后对其进行镀锌或镀锌合金处理，从而制造镀覆钢板；将所述镀覆钢板装入加热炉中，以1～1000℃/s的升温速度加热至Ac3以上，然后保持5～10000秒；从加热炉中取出经过加热及保持的所述镀覆钢板，以小于50℃/s的平均冷却速度冷却至400～650℃，然后在所述温度下进行热压成型；以及在所述热压成型后，以1℃/s以上的速度冷却至100℃以下，从而制造热压成型部件；其中，在加热所述镀覆钢板时，最大加热温度满足超过Ac3+10℃～小于Ac3+200℃的温度区域，在冷却至所述100℃以下后，形成包含1～20面积％的残余奥氏体和余量的马氏体及贝氏体中的一种以上的微细组织。有益效果根据本专利技术能够提供拉伸强度为1300MPa以上且延展性及耐裂纹扩展性优异的热压成型部件。此外，本专利技术的热压成型部件适合用作要求耐腐蚀性及耐冲击性的汽车结构部件或加强件。附图说明图1示出本专利技术的一个实施例的帽子(HAT)模样的热压成型部件的截面图。图2示出测量本专利技术的一个实施例的专利技术例和比较例的镀层截面的照片。最佳实施方式本专利技术人对利用镀覆钢板制造热压成型部件进行了深入的研究，以提高强度，并提高延展性及耐裂纹扩展性。其结果，确认了将所述镀覆钢板的成分组成和用于热压成型的加热及成型温度、后热处理条件等进行优化时，能够提供具有目标物理性能的热压成型部件，从而完成本专利技术。利用镀锌或镀锌合金材料的常规的热压成型方法中，将上述镀覆材料以高温进行热处理，然后在该温度下实施成型，但在所述高温加热时，镀覆材料的表层上会形成大量软质的Zn氧化物，其在成型时会引起微细裂纹，因此具有热压成型部件的疲劳特性及弯曲特性变差的问题。此外，还会形成粗大的原奥氏体，并且难以充分地确保残余奥氏体作为最终热压成型部件的微细组织，因此具有不适合用作耐冲击及冲击吸收部件的问题。因此，本专利技术中利用镀锌或镀锌合金材料制造热压成型部件的技术意义在于，提高上述镀覆材料的合金成分中的锰(Mn)的含量，以在用于热压成型的高温加热时，在表面上形成相对多的硬质的Mn氧化物而不是形成Zn氧化物，因此在成型时施加剪切变形的壁面镀层(例如，图1的观察面)上增加微细裂纹的数量，以此分散剪切变形应力，而且在比现有的温度低的温度区域实施热压成型，因此提高耐微细裂纹扩展性。此外，使原奥氏体的粒径微细化，并充分地确保残余奥氏体相，从而能够提高耐冲击特性。进一步地，通过后热处理工序(指本专利技术的回火工序)，不仅能够使所述残余奥氏体相更加稳定，并进一步提高屈服强度，而且还能够减少马氏体内的位错密度，从而能够更加提高耐冲击特性。下面，对本专利技术进行详细的说明。本专利技术的一个方面的目的在于提供耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件，其包括基础钢板和所述基础钢板的至少一面上的镀锌层或镀锌合金层。所述基础钢板可以是含有一定含量的锰(Mn)的热轧钢板或冷轧钢板，更加具体而言，以重量％计，所述基础钢板优选包含：碳(C)：0.08～0.30％、硅(Si)：0.01～2.0％、锰(Mn)：3.1～8.0％、铝(Al)：0.001～0.5％、磷(P)：0.001～0.05％、硫(S)：0.0001～0.02％、氮(N)：0.02％以下。下面对所述基础钢板的合金组成的限定理由进行详细的说明，此时，如果没有特别的提及，则各成分的含量是指重量％。C：0.08～0.30％碳(C)不仅是提高热压成型部件的强度所必需的元素，而且在本专利技术中有利于确保为了确保优异的延展性而必须形成的残余奥氏体，因此应当以适当范围进行添加。当所述C的含量小于0.08％时，难以确保充分的强度及延展性，因此优选添加0.08％以上的C，但是C的含量过多而超过0.30％时，在对热轧材料进行冷轧时，所述热轧材料的强度过高，不仅会大幅降低冷轧性，而且还具有大幅降低点焊性的问题。因此，在本专利技术中优选将所述C的含量限制为0.08～0.30％。Si：0.01～2.0％在炼钢时，硅(Si)作为脱氧剂来添加，而且硅(Si)抑制对热压成型部件的强度产生最大影响的碳化物的生成，并且在热压成型时，在生成马氏体后使碳富集在马氏体板条(lath)晶界，因此硅(Si)是有利于确保残余奥氏体的元素。当这种Si的含量小于0.01％时，不仅无法期待上述的效果，而且无法确保钢的洁净度，并且具有在控制含量时需要过多的费用的问题。另一方面，当Si的含量超过2.0％时，在镀锌或镀锌合金时，具有大幅降低镀覆性的问题，因此不优选。因此，在本专利技术中优选将所述Si的含量限制为0.01～2.0％，更优选可以添加1.5％以下，进一步优选可以添加0.7％以下。Mn：3.1～8.0％在本专利技术中锰(Mn)为非常重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件，其包括基础钢板和所述基础钢板的至少一面上的镀锌层或镀锌合金层，其中，以重量％计，所述基础钢板包含：碳(C)：0.08～0.30％、硅(Si)：0.01～2.0％、锰(Mn)：3.1～8.0％、铝(Al)：0.001～0.5％、磷(P)：0.001～0.05％、硫(S)：0.0001～0.02％、氮(N)：0.02％以下、余量的Fe及其它杂质，所述热压成型部件的微细组织包含1～30面积％的残余奥氏体，从所述镀层的表层沿厚度方向0.5～1.2μm的氧化层中Mn(重量％)/Zn(重量％)的含量比为0.1以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.07 KR 10-2016-00862481.耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件，其包括基础钢板和所述基础钢板的至少一面上的镀锌层或镀锌合金层，其中，以重量％计，所述基础钢板包含：碳(C)：0.08～0.30％、硅(Si)：0.01～2.0％、锰(Mn)：3.1～8.0％、铝(Al)：0.001～0.5％、磷(P)：0.001～0.05％、硫(S)：0.0001～0.02％、氮(N)：0.02％以下、余量的Fe及其它杂质，所述热压成型部件的微细组织包含1～30面积％的残余奥氏体，从所述镀层的表层沿厚度方向0.5～1.2μm的氧化层中Mn(重量％)/Zn(重量％)的含量比为0.1以上。2.根据权利要求1所述的耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件，其中，所述基础钢板进一步包含以下(1)至(4)中的一种以上：(1)含量之和为0.001～2.0％的铬(Cr)及钼(Mo)中的一种以上；(2)含量之和为0.001～0.2％的钛(Ti)、铌(Nb)及钒(V)中的一种以上；(3)含量之和为0.005～2.0％的铜(Cu)及镍(Ni)中的一种以上；(4)硼(B)：0.0001～0.01％。3.根据权利要求1所述的耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件，其中，所述热压成型部件的余量的微细组织包含马氏体及贝氏体中的一种以上，或者包含回火马氏体及贝氏体中的一种以上。4.根据权利要求1所述的耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件，其中，所述热压成型部件的原奥氏体的粒径为10μm以下。5.制造耐裂纹扩展性及延展性优异的热压成型部件的方法，其包括以下步骤：准备基础钢板后对其进行镀锌或镀锌合金处理，从而制造镀覆钢板，其中，以重量％计，所述基础钢板包含：碳(C)：0.08～0.30％、硅(Si)：0.01～2.0％、锰(Mn)：3.1～8.0％、铝(Al)：0.001～0.5％、磷(P)：0.001～0.05％、硫(S)：0.0001～0.02％、氮(N)：0.02％以下、余量的Fe及其它杂质；将所述镀覆钢板装入加热炉中，以1～1000℃/s的升温速度加热至Ac3以上，然后保持5～10000秒...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴振根，金圣祐，赵悦来，朴洹模，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR