热处理钢材及其制造方法以及其原材料钢材技术

即使是低温且短时间的加热也可以充分淬火而制造高强度的成形品的、适合为热压制加工、热三维弯曲加工的原材料的钢材具有以质量%计含有C：0.05~0.35%、Si：0.5%以下、Mn：0.5~2.5%、P：0.03%以下、S：0.01%以下、sol.Al：0.1%以下、N：0.01%以下、根据情况含有选自由B：0.0001~0.005%、Ti：0.01~0.1%、Cr：0.18~0.5%、Nb：0.03~0.1%、Ni：0.18~1.0%和Mo：0.03~0.5%组成的组中的1种或2种以上的化学组成；碳化物的球化率为0.60~0.90的钢组织。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于实施热处理的钢材、通过对该钢材实施热处理而得到的热处理钢材、以及该热处理钢材的制造方法。本专利技术的钢材适合短时间的加热后实施淬火的用途，特别适合作为所谓的热三维弯曲加工、热压制加工的原材料。另外，本专利技术的热处理钢材即便是通过短时间的加热后实施淬火的热处理而得到的，也同样具有高強度、具有良好的耐疲劳性和韧性。
技术介绍
近年，从地球环境问题以及撞击安全性能的观点考虑，要求汽车用结构部件的薄壁化和高強度化。 为了回应这些要求，将高强度钢板作为原材料的汽车用结构部件正在増加。然而，将高强度钢板作为原材料通过压制成形制造汽车用结构部件时，容易发生诸如褶皱、回弹的成形缺陷。因此，将高强度钢板作为原材料通过压制成形制造汽车用结构部件并不容易。作为解决这种问题的方法，已知有所谓的热压制加工。热压制加工是通过将被加热至700°C以上的高温域的钢板压制成形，接着在压制模具内或压制模具外进行淬火，从而制造高強度成形品的方法。采用热压制加工，由于在钢板強度降低的高温域下实施成形，因而能够抑制上述成形缺陷。另外，通过在成形后进行淬火，能够使成形品高強度化。因此，采用热压制加工能够制造例如具有1500MPa级以上的高強度的汽车用结构部件等成形品。关于热压制加工，例如，专利文献I公开了能够在热压制加工的成形时良好的成形而且不发生断裂、裂纹的热成形用钢板。此外，近年，还提出了热压制加工以外的能够制造高強度成形品的新技木。例如,专利文献2公开了如下技术有关于金属材料的推弯加工(push throughbending)方法，使加热装置和冷却装置相对于金属材料相对移动，并使用加热装置局部地加热金属材料，对因加热造成变形阻力大幅降低的部位施加弯曲カ矩而弯曲加工成ニ维或三维弯曲的期望形状，接着使用冷却装置冷却进行淬火(本说明书中称为“热三维弯曲加エ”)。采用该热三维弯曲加工，可以效率良好地制造具有高弯曲加工精度的高強度成形品。因此，采用热三维弯曲加工也能够制造例如具有900MPa级以上的高強度的汽车用结构部件等成形品。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2006-283064号公报专利文献2 :日本特开2007-83304号公报
技术实现思路
汽车用结构部件为了确保针对使用环境的耐腐蚀性，多使用成本方面优异的锌系镀覆钢材(特别是合金化熔融锌镀覆钢材)。因此，通过热压制加工、热三维弯曲加工制造汽车用结构部件时，使用锌系镀覆钢材作为原材料的必要性高。然而，对于使用锌系镀覆钢材为热压制加工、热三维弯曲加工的原材料存在需要解决的课题。S卩，使用锌系镀覆钢材作为热压制加工、热三维弯曲加工的原材料时，锌系镀覆钢材在大气中被加热至诸如700°C以上的温度、一般为Ac1点以上、甚至为Ac3点以上的高温域。另ー方面，锌的蒸气压例如以200mmHg :788°C、400mmHg :844°C的方式随温度的上升而急剧增加。因此，将锌系镀覆钢材加热至上述高温域时，大部分的锌系镀覆物有可能气化而损失。另外，由于在大气中进行加热，锌的氧化显著发展，有可能损害由锌系镀覆带来的防腐蚀作用。此外，加热至600°C以上、特别是加热至超过r相び632111(|)分解的660で的温度吋，Zn将会显著地固溶到作为锌系镀覆的基材的钢坯料的铁氧体中，大部分的锌系镀覆层 不仅会因气化而损失，也有可能因固溶而损失。如此，将锌系镀覆钢材作为热压制加工、热三维弯曲加工的原材料使用时，通过热压制加工、热三维弯曲加工而得到的钢材(以下，为了区别于作为原材料的“钢材”，也称为“热处理钢材”)的表面上锌系镀覆物残留不足，即使锌系镀覆物残留了，但由于防腐蚀作用受到损害，也有可能无法充分发挥由锌系镀覆带来的防腐蚀作用。因此，希望供给热压制加工、热三维弯曲加工的锌系镀覆钢材具有如下性能即便以在热压制加工、热三维弯曲加工被实施后锌系镀覆层仍能够尽量残留在热处理钢材表面地方式进行低温且短时间的加热，也可以充分淬火，从而制造高強度成形品。不仅希望锌系镀覆钢材具有这样的性能，也希望没有锌系镀覆物的非镀覆钢材具有这样的性能。因为，使用非镀覆钢材为热压制加工、热三维弯曲加工的原材料时，加热和冷却中钢材表面上氧化皮生成。为此,需要在后续エ序中使用钢球(shot blasting)、酸洗去除氧化皮。在此，非镀覆钢材如果具有即便进行低温且短时间的加热也可以充分淬火而制造高強度成形品的性能，就可使有效抑制上述氧化皮的生成成为可能，减少氧化皮去除所需成本。因此，也希望供给热压制加工、热三维弯曲加工的非镀覆钢材具有如下性能即便以在热压制加工、热三维弯曲加工被实施后能使可观察到的热处理钢材表面的氧化皮为轻微程度地进行低温且短时间的加热，也可以充分淬火，从而制造高強度成形品。本专利技术建立在为解决这种现有技术的课题之上，目的在于提供具有即便是低温且短时间的加热也可以充分淬火而制造高強度成形品的性能、适合为热压制加工、热三维弯曲加工的原材料的钢材。本专利技术其它的目的在于提供使用了这种钢材的热处理钢材及其制造方法。本专利技术人等为了解决上述课题，对以短时间的加热为前提的淬火性进行了详细地研究，还发现了如下所述的新的课题。即，加热エ序中未充分固溶地以未固溶状态存在的碳化物产生的強化能作用于热处理钢材的强度，结果存在尽管加热エ序中碳化物的固溶不充分而热处理钢材仍显示最高硬度的情況。发现此吋，即便采用得到最高硬度的加热温度，也存在加热エ序中碳化物的固溶不充分，出现由该不充分的碳化物的固溶引发的种种不良状况的情况等。例如，在压制模具内进行淬火的热压制加工的情况下，由于冷却速度较低，能较容易做到通过利用自动回火作用确保良好的韧性。然而，即使通过采用获得最高硬度的加热温度得到高強度的热处理钢材，也会因以未固溶状态存在的碳化物妨害耐疲劳性，存在无法获得与高强度尽量匹配的良好的耐疲劳性的情況。另外，即使通过采用获得最高硬度的加热温度得到高強度的热处理钢材，由于加热エ序中碳化物没有充分固溶，因此存在实际的淬火性低的情況。此情况下，淬火后的強度易受到冷却速度的影响，由于钢材的形状、冷却时钢材与模具的接触状况引起的同一钢材内各部位的冷却速度的差别，因而存在即使在同一热处理钢材内各部位的強度也明显变动的情況。另ー方面，热三维弯曲加工的情况下，由于采用水冷等，冷却速度较高，因此即使同一钢材内各部位出现冷却速度的差别，各部位的冷却速度也足够高，同一热处理钢材内各部位不易出现强度明显变动。但是，由于难以通过利用自动回火作用确保良好的韧性，所以淬火后的韧性易受到钢组织的不均一性的影响。因此，为了获得高強度所必要的加热温 度与为了获得良好的韧性所必要的加热温度的偏离变大。其結果，即使通过采用获得最高硬度的加热温度得到高强度的热处理钢材，也会因以未固溶状态存在的碳化物妨害韧性，存在无法获得良好的韧性的情況。如此，对于淬火时冷却速度较低的热压制加工的原材料寻求获得与高强度尽量匹配的良好的耐疲劳性、及即使同一钢材内各部位出现冷却速度的差别也能抑制同一热处理钢材内的各部位的强度变动。另ー方面，对于淬火时冷却速度较高的热三维弯曲加工的原材料寻求为了获得高強度所必要的加热温度与为了获得良好的韧性所必要的加热温度的偏离较小。为了解决这样的新课题，本专利技术人等进行了更详本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：匹田和夫，小岛启达，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：
国别省市：