用于制备热成形零件的钢带材、片材或坯料，零件，和用于将坯料热成形为零件的方法技术

本发明专利技术涉及用于制备热成形零件的钢带材、片材或坯料，其按重量％计含有至少以下组成：C:0.03‑0.17，Mn:0.65‑2.50，Cr:0.2‑2.0，Ti:0.01‑0.10，Nb:0.01‑0.10，B:0.0005‑0.005，N:≤0.01，其中Ti/N≥3.42。本发明专利技术还涉及由这样的钢带材、片材或坯料制备的热成形零件，涉及这样的热成形零件的用途，并且涉及用于将这样的钢坯料或由这样的坯料制成的预制零件成形为零件的方法。

Steel strip, sheet, or blank for the preparation of hot formed parts, parts, and methods for the hot forming of blanks into parts

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备热成形零件的钢带材、片材或坯料，零件，和用于将坯料热成形为零件的方法本专利技术涉及用于制备热成形零件的钢带材、片材或坯料，热成形零件，和用于制备热成形零件的方法。对于允许汽车零件重量减轻以便降低燃料消耗同时提供改进的乘客保护的钢合金的需求日益增加。为了满足汽车工业关于改进的机械性能例如改进的拉伸强度、能量吸收、可加工性、延展性和韧性的要求，已经开发了冷成形和热成形工艺以制备满足这些要求的钢材。在冷成形工艺中，在接近室温下将钢成型成产品。以这种方式制备的钢产品例如是具有铁素体-马氏体显微组织的双相(DP)钢材。虽然这些DP钢材表现出高的极限拉伸强度，但是它们的可弯曲性和屈服强度低，这是不期望的,因为它降低碰撞性能。在热成形工艺中，将钢材加热超过它们的再结晶温度，并淬火以获得期望的材料性质(通常通过马氏体转变)。在GB1490535中已经描述了热成形技术的基本原理和适合用于热成形技术的钢组成。通常用于热成形的钢是22MnB5钢。这种硼钢可被炉加热并且通常在870-940℃之间奥氏体化，从炉转移至成形工具，并且冲压成期望的零件几何形状，而同时将零件冷却。这种方式制备的这种硼钢零件的优点是，由于它们的完全马氏体显微组织，它们显示出用于抗侵入防撞性的高的极限拉伸强度，但同时它们显示出低的延展性和可弯曲性，这进而导致有限的韧性和因此差的冲击能量吸收防撞性。断裂韧性测量是可用来指示钢材的碰撞能量吸收的工具。当断裂韧性参数高时，通常获得良好的碰撞行为。鉴于以上，将清楚的是需要表现出优异的极限拉伸强度并且同时表现出优异的延展性和可弯曲性并进而表现出优异的碰撞能量吸收的钢零件。因此本专利技术的目的是提供钢带材、片材或坯料，其可被热成形为具有优异的极限拉伸强度、延展性和可弯曲性的组合的零件，从而当与常规的冷成形和热成形的钢材比较时提供优异的碰撞能量吸收。本专利技术的另一目的是提供由这样的钢带材、片材或坯料制备的热成形零件，和这样的热成形零件作为交通工具的结构零件的用途。本专利技术的又一目的是提供用于将钢坯料热成形为零件的方法。现在已经发现当使用除碳、锰、铬、钛和氮之外还含有相对少量的铌和硼的低合金钢时，可实现这些目的。因此，本专利技术涉及用于制备热成形零件的钢带材、片材或坯料，其按重量％计具有以下组成：C:0.03-0.17，Mn:0.65-2.50，Cr:0.2-2.0,Ti:0.01-0.10，Nb:0.01-0.10，B:0.0005-0.005，N:≤0.01，其中Ti/N≥3.42，和任选地选自以下的一种或多种元素：Si:≤0.1，Mo:≤0.1，Al:≤0.1，Cu:≤0.1，P:≤0.03，S:≤0.025，O:≤0.01，V:≤0.15，Ni:≤0.15Ca:≤0.05余量为铁和不可避免的杂质。当与常规的热成形硼钢材比较时，由按照本专利技术的钢带材、片材或坯料制备的热成形零件显示出拉伸强度、延展性和可弯曲性和由此的冲击韧性的改进组合。考虑了这种钢材的两个汽车部件，即前纵梁条和B柱。对于前纵梁，目前使用冷成形双相钢(DP800)，并且对于B柱，使用热冲压22MnB5钢。DP钢具有较低的能量吸收，并且使用较高强度的钢(极限拉伸强度＞800MPa)将能够通过减小规格更加节省重量，并且通过较高的碰撞能量吸收来增强乘客安全性。在另一方面，对于B柱，一种目前使用的方案是使用两种类型的钢材-上部为超高强度(～1500MPa)22MnB5并且下部为较低强度(500MPa)钢。在热冲压之前通过激光焊接将两个钢坯料接合，并然后将混合坯料冲压成B柱。通过使用这种方案，在碰撞过程中上部抵抗侵入，而下部由于其高延展性而吸收能量。本专利技术提供更好的性能和节省重量的潜力：本专利技术的较高强度钢可代替具有较高能量吸收能力的下部的较低强度钢。优选地，如以上所述用于制备热成形零件的钢带材、片材或坯料按重量％计具有以下组成：C:0.05-0.17，优选0.07-0.15，和/或Mn:1.0-2.1，优选1.2-1.8，和/或Cr:0.5-1.7，优选0.8-1.5，和/或Ti:0.015-0.07，优选0.025-0.05，和/或Nb:0.02-0.08，优选0.03-0.07，和/或B:0.0005-0.004，优选0.001-0.003，和/或N:0.001-0.008，优选0.002-0.005和任选地选自以下的一种或多种元素：Si:≤0.1，优选≤0.05，Mo:≤0.1，优选≤0.05，Al:≤0.1，优选≤0.05，Cu:≤0.1，优选≤0.05，P:≤0.03，优选≤0.015，S:≤0.025，优选≤0.01，O:≤0.01，优选≤0.005，V:≤0.15，优选≤0.05，Ca:≤0.01余量为铁和不可避免的杂质。添加碳用于确保良好的机械性能。以0.03重量％或更大的量添加C以实现高强度并提高钢的淬透性。当添加过多的碳时，钢片材的韧性和可焊接性有可能劣化。因此，按照本专利技术使用的C量在0.03-0.17重量％的范围内，优选在0.05-0.17重量％的范围内，并且更优选在0.07-0.15重量％的范围内。使用锰因为它促进淬透性并产生固溶强化。Mn含量为至少0.65重量％以提供足够的置换固溶强化和足够的淬火淬透性，同时使在铸造过程中Mn的偏析最小并且同时保持用于汽车电阻点焊技术的足够低的碳当量。此外，Mn是可用于降低Ac3温度的元素。较高的Mn含量在降低热压成形所需的温度方面是有利的。当Mn含量超过2.5重量％时，钢片材可经受差的可焊接性和差的热轧和冷轧特性，这影响钢的加工性。按照本专利技术使用的Mn量在0.65-2.5重量％的范围内，优选在1.0-2.1重量％的范围内，并且更优选在1.2-1.8重量％的范围内。铬改进钢的淬透性并帮助避免在压力淬火过程中铁素体和/或珠光体的形成。在这方面，观察到在显微组织中存在铁素体和/或珠光体对本专利技术中的目标显微组织的机械性能有害。在本专利技术中使用的Cr量在0.2-2.0重量％的范围内，优选在0.5-1.7重量％的范围内，更优选在0.8-1.5重量％的范围内。优选地，以这样的量使用锰和铬：Mn+Cr<2.7，优选地Mn+Cr在0.5-2.5的范围内且更优选Mn+Cr在2.0-2.5的范围内。添加钛以在钢熔体冷却时形成TiN析出物从而在高温下清除N。TiN的形成抑制在较低温度下B3N4的形成，使得B(其也是本专利技术的必要元素)变得更有效。化学计量上，Ti与N的添加比(Ti/N)应为＞3.42。按照本专利技术，钛的量在0.01-0.1重量％的范围内，优选在0.015-0.07重量％的范围内，并且更优选在0.025-0.05重量％的范围内。...

【技术保护点】
1.用于制备热成形零件的钢带材、片材或坯料，其按重量％计具有以下组成：/nC:0.03-0.17，/nMn:0.65-2.50，/nCr:0.2-2.0，/nTi:0.01-0.10，/nNb:0.01-0.10，/nB:0.0005-0.005，/nN:≤0.01，/n其中Ti/N≥3.42，/n和任选地选自以下的一种或多种元素：/nSi:≤0.1，/nMo:≤0.1，/nAl:≤0.1，/nCu:≤0.1，/nP:≤0.03，/nS:≤0.025，/nO:≤0.01，/nV:≤0.15，/nNi:≤0.15/nCa:≤0.15/n余量为铁和不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170725 EP 17183092.01.用于制备热成形零件的钢带材、片材或坯料，其按重量％计具有以下组成：
C:0.03-0.17，
Mn:0.65-2.50，
Cr:0.2-2.0，
Ti:0.01-0.10，
Nb:0.01-0.10，
B:0.0005-0.005，
N:≤0.01，
其中Ti/N≥3.42，
和任选地选自以下的一种或多种元素：
Si:≤0.1，
Mo:≤0.1，
Al:≤0.1，
Cu:≤0.1，
P:≤0.03，
S:≤0.025，
O:≤0.01，
V:≤0.15，
Ni:≤0.15
Ca:≤0.15
余量为铁和不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的钢带材、片材或坯料，其中：
C:0.05-0.17，优选0.07-0.15，和/或
Mn:1.00-2.10，优选1.20-1.80，和/或
Cr:0.5-1.7，优选0.8-1.5，和/或
Ti:0.015-0.07，优选0.025-0.05，和/或
Nb:0.02-0.08，优选0.03-0.07，和/或
B:0.0005-0.004，优选0.001-0.003，和/或
N:0.001-0.008，优选0.002-0.005
Ca:≤0.01。


3.根据权利要求1或2所述的钢带材、片材或坯料，其中Mn和Cr的总量小于2.7，优选在0.5和2.5之间，并且更优选在2.0和2.5之间。


4.根据权利要求1、2或3所述的钢带材、片材或坯料，其中以这样的量使用Mn、Cr和B：(B×1000)/(Mn+Cr)在0.185-2.5的范围内，优选在0.2-2.0的范围内，并且更优选在0.5-1.5的范围内。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的钢带材、片材或坯料，提供有基于锌的涂层或基于铝的涂层或基于有机物的涂层。


6.根据权利要求5所述的钢带材、片材或坯料，其中该基于锌的涂层是含有以下的涂层：0.2-5.0重量％Al、0.2-5.0重量％Mg、任选地至多0.3重量％的一种或多种额外元素、余量的锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·拉纳，
申请(专利权)人：塔塔钢铁艾默伊登有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL