用于压制硬化的钢和由这样的钢制造的压制硬化的部件制造技术

技术编号:21908518 阅读:18 留言:0更新日期:2019-08-21 10:48
本发明专利技术涉及一种用于压制硬化的钢和由这样的钢制造的压制硬化的部件。以重量计,钢的化学组成包含:0.062%≤C≤0.095%,1.4%≤Mn≤1.9%,0.2%≤Si≤0.5%,0.020%≤Al≤0.070%,0.02%≤Cr≤0.1%,其中:1.5%≤(C+Mn+Si+Cr)≤2.7%,0.040%≤Nb≤0.060%,3.4×N≤Ti≤8×N,其中:0.044%≤(Nb+Ti)≤0,090%,0.0005≤B≤0.004%,0.001%≤N≤0.009%,0.0005%≤S≤0.003%,0.001%≤P≤0.020%,任选地:0.0001%≤Ca≤0.003%,剩余部分为Fe和不可避免的杂质;以表面分数计,显微组织包含:小于40%的贝氏体、小于5%的奥氏体、小于5%的铁素体,剩余部分为马氏体。

Steel for compression hardening and parts made of such steel for compression hardening

【技术实现步骤摘要】
用于压制硬化的钢和由这样的钢制造的压制硬化的部件本申请是申请日为2016年6月10日,申请号为“201680036507.X”,专利技术名称为“用于压制硬化的钢和由这样的钢制造的压制硬化的部件”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及热成形并通过由将部件保持在压制工具中所实现的经冷却步骤而压制硬化的钢部件。这些部件用作机动车辆中的用于防侵入或能量吸收功能的结构元件。这样的部件还可以用于例如制造农业机械的工具或部件。
技术介绍
在这样的类型的应用中,期望获得结合了高机械强度、高耐冲击性、良好的耐蚀性和尺寸精度的钢部件。该组合在汽车工业中是特别期望的。汽车部件例如前纵梁(frontrail)或后纵梁(rearrail)、上边梁(roofrail)、B柱和底盘部件如下连杆(lowercontrolarm)、发动机支架(enginecradle)更特别地需要这些特性。在公开GB1490535中已经公开了压制硬化方法。通过将钢坯件加热到使钢转变成奥氏体的温度并然后在压机中热成形获得了硬化的钢部件。同时在压制工具中将坯件快速冷却并保持以防止畸变,因此获得了马氏体和/或贝氏体显微组织。所使用的钢可具有以下组成:C<0.4%,0.5%至2.0%Mn,S和P<0.05,0.1%至0.5%Cr,0.05%至0.5%Mo,<0.1%Ti,0.005%至0.01%B,<0.1%Al。然而,该公开未提供用于同时获得高机械抗性和延伸率、良好的可弯曲性和可焊接性的解决方案。公开FR2780984公开了制造具有良好的耐蚀性和高于1500MPa的拉伸强度的部件:将具有0.15%至0.5%C,0.5%至3%Mn,0.1%至0.5%Si,0.01%至1%Cr,<0.2%Ti,0.1%Al和P,<0.05%S,0.0005%至0.08%B的渗铝钢板加热,成形并迅速冷却。然而,由于高的拉伸强度水平,拉伸测试中的总延伸率低于6%。公开EP2137327公开了对具有如下组成的钢坯件进行压制硬化,该组成包含0.040%至0.100%C,0.80%至2.00%Mn,<0.30%Si,<0.005%S,<0.030%P,0.01%至0.070%Al,0.015%至0.100%Al,0.030%至0.080%Ti,<0.009%N,<0.100%Cu、Ni、Mo,<0.006%Ca。在压制硬化之后,可以获得高于500MPa的拉伸强度。然而,由于等轴铁素体的显微组织的性质,不可能达到非常高的拉伸强度水平。文献EP1865086公开了一种钢组成,其包含0.1%至0.2%C,0.05%至0.3%Si,0.8%至1.8%Mn,0.5%至1.8%Ni,≤0.015%P,≤0.003%S,0.0002%至0.008%B,任选地0.01%至0.1%Ti,任选地0.01%至0.05%Al,任选地0.002%至0.005%N。该组成使得可以制造拉伸强度高于1000MPa且延伸率高于10%的压制硬化的部件。然而,由于其高的镍含量,该钢制造起来昂贵。文献EP1881083公开了一种由包含以下的钢合金制成的压制硬化的部件:0.11%至0.18%C,0.10%至0.30%Si,1.60%至2.20%Mn,<0.0015%P,<0.010%S,1.00%至2.00%Cr,<0.020%N,0.020%至0.060%Nb,0.001%至0.004%B,0.001%至0.050%Ti。该部件的拉伸强度高于1200MPa,总延伸率大于12%。然而,由于其高的铬含量,该钢制造起来昂贵。因此,期望有不具有前述限制的压制硬化的部件和制造方法。更特别地期望具有厚度为0.8mm至4mm、屈服应力YS为700MPa至950MPa、拉伸应力TS为950MPa至1200MPa和高延性(特征为弯曲角高于75°)的压制硬化的钢部件。还期望具有在平面应变条件下断裂应变高于0.60的压制硬化的部件。由于在进一步服务状态期间或在车辆碰撞期间压制硬化的部件中的严重变形区域(例如如半径区域)经受高应力集中,故还期望具有在这些变形区域中显示较高延性的压制硬化的部件。还期望具有容易焊接的压制硬化的部件,和具有高延性且在热影响区中没有显著软化的压制硬化的焊接接头。还期望具有适用于激光焊接的钢板:该过程对未对准缺陷(这可以是由于不足够的平坦度)非常敏感:因此,激光焊接需要具有非常好的平坦度特性的钢板。还期望具有这样的钢板,其在同质过程(即,具有相同组成的两个板的焊接)中或在异质过程(具有不同钢组成的两个钢板的焊接)中可容易焊接并进一步被压制硬化,并且这些压制硬化的焊缝具有高的机械特性。还期望具有这样的钢组成,其用于以未经涂覆的状态或在具有在压制硬化后向钢基础提供耐蚀性的金属涂层的情况下可行的压制硬化。
技术实现思路
为此,本专利技术的第一目的是一种具有包含以下的钢化学组成的压制硬化的钢部件,以重量计:0.062%≤C≤0.095%,1.4%≤Mn≤1.9%,0.2%≤Si≤0.5%,0.020%≤Al≤0.070%,0.02%≤Cr≤0.1%,其中1.5%≤(C+Mn+Si+Cr)≤2.7%,0.040%≤Nb≤0.060%,3.4×N≤Ti≤8×N,其中:0.044%≤(Nb+Ti)≤0.090%,0.0005≤B≤0.004%,0.001%≤N≤0.009%,0.0005%≤S≤0.003%,0.001%≤P≤0.020%,任选地:0.0001%≤Ca≤0.003%,剩余部分为Fe和不可避免的杂质,并且其中以表面分数计,在部件的大部分中显微组织包含:小于40%的贝氏体、小于5%的奥氏体、小于5%的铁素体,剩余部分为马氏体,所述马氏体由新鲜马氏体和自回火马氏体组成。优选地,组成使得:1.7%≤(C+Mn+Si+Cr)≤2.3%。在一个优选方案中,钢部件的C含量使得:0.065%≤C≤0.095%。优选地,显微组织包含以表面分数计至少5%的自回火马氏体。新鲜马氏体和自回火马氏体表面分数的总和优选为65%至100%。根据一个优选方案,在包括在部件的四分之一厚度和部件的最靠近表面之间的外侧区域中氮化钛的平均尺寸小于2微米。优选地,在包括在部件的四分之一厚度和部件的最靠近表面之间的外侧区域中硫化物的平均长度小于120微米。根据一个优选方案,压制硬化的钢部件包括变形量高于0.15的至少一个热变形区域(A),以及在压制硬化中经历与区域(A)相同的冷却循环的至少一个区域(B),其中变形量小于0.05。区域(B)与热变形区域(A)之间的硬度差优选大于20HV。优选地,与区域(B)中的马氏体-贝氏体组织的板条(lath)宽度相比,热变形区域(A)中的马氏体-贝氏体组织的平均板条宽度降低大于50%。在一个优选方案中,热变形区域(A)中的马氏体-贝氏体组织的平均板条宽度小于1μm。区域(B)中的马氏体-贝氏体组织的平均板条宽度优选为1μm至2.5μm。根据本专利技术的一个方案,压制硬化的钢部件涂覆有金属涂层。金属涂层优选为基于锌的合金或锌合金。优选地,金属涂层为基于铝的合金或铝合金。在一个优选方案中,压制硬化的部件的屈服应力为700MPa和950MPa,拉伸应本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种压制硬化的钢部件,其中以重量计,钢的化学组成包含:0.062≤C≤0.095%1.4%≤Mn≤1.9%0.2%≤Si≤0.5%0.020%≤Al≤0.070%0.02%≤Cr≤0.1%,其中:1.5%≤(C+Mn+Si+Cr)≤2.7%0.030%≤Nb≤0.060%3.4×N≤Ti≤8×N其中:0.044%≤(Nb+Ti)≤0.090%0.0002≤B≤0.004%0.001%≤N≤0.007%0.0005%≤S≤0.003%0.001%≤P≤0.020%任选地:0.0001%≤Ca≤0.003%,剩余部分为Fe和不可避免的杂质,并且其中以表面分数计,在所述部件的至少95%的体积中显微组织包含:小于40%的贝氏体、小于5%的奥氏体、小于5%的铁素体,剩余部分为马氏体,所述马氏体由新鲜马氏体和自回火马氏体组成。

【技术特征摘要】
2015.07.09 IB PCT/IB2015/0011561.一种压制硬化的钢部件,其中以重量计,钢的化学组成包含:0.062≤C≤0.095%1.4%≤Mn≤1.9%0.2%≤Si≤0.5%0.020%≤Al≤0.070%0.02%≤Cr≤0.1%,其中:1.5%≤(C+Mn+Si+Cr)≤2.7%0.030%≤Nb≤0.060%3.4×N≤Ti≤8×N其中:0.044%≤(Nb+Ti)≤0.090%0.0002≤B≤0.004%0.001%≤N≤0.007%0.0005%≤S≤0.003%0.001%≤P≤0.020%任选地:0.0001%≤Ca≤0.003%,剩余部分为Fe和不可避免的杂质,并且其中以表面分数计,在所述部件的至少95%的体积中显微组织包含:小于40%的贝氏体、小于5%的奥氏体、小于5%的铁素体,剩余部分为马氏体,所述马氏体由新鲜马氏体和自回火马氏体组成。2.根据权利要求1所述的压制硬化的钢部件,其中:1.7%≤(C+Mn+Si+Cr)≤2.3%。3.根据权利要求1或2所述的压制硬化的钢部件,其中:0.065%≤C≤0.095%。4.根据权利要求1或2所述的压制硬化的钢部件,其中所述显微组织包含以表面分数计至少5%的自回火马氏体。5.根据权利要求1或2所述的压制硬化的钢部件,其中新鲜马氏体和自回火马氏体表面分数的总和为65%至100%。6.根据权利要求1或2所述的压制硬化的钢部件,其中在包括在所述部件的四分之一厚度和所述部件的最靠近表面之间的外侧区域中氮化钛的平均尺寸小于2微米。7.根据权利要求1或2所述的压制硬化的钢部件,其中在包括在所述部件的四分之一厚度和所述部件的最靠近表面之间的外侧区域中硫化物的平均长度小于120微米。8.根据权利要求1或2所述的压制硬化的钢部件,包括变形量高于0.15的至少一个热变形区域(A),以及在压制硬化中已经历与所述区域(A)相同的冷却循环的至少一个区域(B),在所述至少一个区域(B)中变形量小于0.05。9.根据权利要求8所述的压制硬化的部件,其中所述至少一个区域(B)与所述至少一个热变形区域(A)之间的硬度差大于20HV。10.根据权利要求8所述的压制硬化的部件,其中与所述至少一个区域(B)中的马氏体-贝氏体组织的板条宽度相比,所述至少一个热变形区域(A)中的马氏体-贝氏体组织的平均板条宽度减小了大于50%。11.根据权利要求8所述的压制硬化的部件,其中所述至少一个热变形区域(A)中的马氏体-贝氏体组织的平均板条宽度小于1μm。12.根据权利要求8所述的压制硬化的部件,其中所述至少一个区域(B)中的马氏体-贝氏体组织的平均板条宽度为1μm至2.5μm。13.根据权利要求1或2所述的压制硬化的钢部件,其中所述部件涂覆有金属涂层。14.根据权利要求13所述的压制硬化的钢部件,其中所述金属涂层为基于锌的合金或锌合金。15.根据权利要求13所述的压制硬化的钢部件,其中所述金属涂层为基于铝的合金或铝合金。16.根据权利要求1或2所述的压制硬化的部件,其中屈服应力为700MPa至950MPa,拉伸应力TS为950MPa至1200MPa,弯曲角大于75°。17.根据权利要求1或2所述的压制硬化的钢部件,其中所述压制硬化的钢部件具有可变的厚度。18.根据权利要求17所述的压制硬化的钢部件,其中所述可变的厚度通过连续柔性轧制过程产生。19.一种压制硬化的激光焊接的钢部件,其中焊接部具有至少一个第一钢部件,所述至少一个第一钢部件至少与至少一个第二钢部件焊接,所述至少一个第二钢部件的组成包含0.065重量%至0.38重量%的碳,其中在至少一个第一钢部件与所述至少一个第二钢部件之间的焊缝金属的铝含量小于0.3重量%,并且其中所述至少一个第一钢部件、所述至少一个第二钢部件和所述焊缝金属在相同操作下被压制硬化。20.一种用于制造压制硬化的钢部件的方法,包括以下顺序步骤:-提供钢半成品,然后-将这样的半成品热轧以获得经热轧的钢板,然后-在550℃至Ms的卷取温度Tc下卷取所述经热轧的钢板,Ms为所述钢板的马氏体转变起始温度,以获得经卷取的钢板,然后-任选地将所述经卷取的钢板冷轧,然后-使所述钢板在退火温度Ta下退火以获得小于10%的未再结晶的面积分数,从而获得经退火的钢板,然后-将所述经退火的钢板切割成预定形状,以获得坯件,然后d加热所述坯件并将所述坯件保持在890℃至950℃的温度Tm下,在所述温度下的保持持续时间Dm为1分钟至10分钟,以获得经加热的坯件,然后-将所述经加热的坯件转移到压型机内,转移持续时间Dt小于10秒,然后-使所述经加热的坯件在所...

【专利技术属性】
技术研发人员:帕斯卡尔·德利勒特马里亚·普瓦里耶苏贾伊·萨卡尔
申请(专利权)人:安赛乐米塔尔公司
类型:发明
国别省市:卢森堡,LU

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1