Термически обработанный стальной материал и способ его изготовления
Изобретение относится к области металлургии, а именно к термически обработанному стальному листу, используемому для изготовления деталей автомобилей, подавляющих пластическую деформацию при столкновениях. Лист имеет следующую химическую композицию, мас.%: C: 0,16-0,38; Mn: 0,6-1,5; Cr: 0,4-2,0; Ti: 0,01-0,10; B: 0,001-0,010; Si: 0,20 или меньше; P: 0,05 или меньше; S: 0,05 или меньше; N: 0,01 или меньше; Ni: 0-2,0; Cu: 0-1,0; Mo: 0-1,0; V: 0-1,0; Al: 0-1,0; Nb: 0-1,0; REM: 0-0,1; остаток - Fe и примеси. Микроструктура листа содержит 1,5 об.% или меньше остаточного аустенита и остальное мартенсит. Обеспечивается высокая стойкость деталей автомобилей при столкновениях. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к термически обработанному стальному материалу, используемому для автомобилей и так далее, и к способу его изготовления.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Стальные листы для автомобилей необходимы для реализации улучшения эффективности использования топлива и стойкости при столкновениях. Cоответственно, делаются попытки повышения прочности стальных листов для автомобилей. Однако повышение прочности, как правило, сопровождается уменьшением ковкости, такой как формуемость при штамповании, и соответственно, делает сложным изготовление компонента, имеющего сложную форму. Например, в соответствии с уменьшением ковкости, трещины сильно нагруженных частей или упругое последействие и коробление стенок становятся важными причинами ухудшения точности размеров. Следовательно, непросто изготавливать компонент посредством формования штампованием высокопрочного стального листа, в особенности, стального листа, имеющего прочность при растяжении 780 МПа или больше. Формованием прокаткой вместо формования штампованием можно легко вырабатывать высокопрочный стальной лист, но его применение ограничивается только компонентом, имеющим поперечное сечение, однородное в продольном направлении.
[0003] Патентный документ 1 описывает способ, называемый горячим штампованием, имеющий целью получение высокой формуемости у высокопрочного стального листа. С помощью горячего штампования можно формировать высокопрочный стальной лист с высокой точностью с получением горячештампованного материала стального листа, имеющего высокую прочность.
[0004] Патентный документ 2 описывает способ горячего формования, имеющий целью получение стабильной прочности и ударной вязкости, и Патентный документ 3 описывает стальной лист, имеющий целью улучшенную формуемость и закаливаемость. Патентный документ 4 описывает стальной лист, предназначенный для реализации как прочности, так и формуемости, Патентный документ 5 описывает способ, имеющий целью изготовление стальных листов, имеющих множество уровней прочности из одного и того же типа стали, и Патентный документ 6 описывает способ изготовления стальной трубы, имеющий целью улучшение формуемости и стойкости к усталости при кручении. Патентный документ 7 описывает способ улучшения скорости охлаждения при горячем формовании. Непатентный документ 1 описывает соотношение между скоростью охлаждения при закалке и твердостью, и структурой горячештампованного материала стали.
[0005] По совпадению, стойкость при столкновениях автомобиля зависит не только от прочности при растяжении, но также и от предела прочности при растяжении и ударной вязкости, соответствующей пределу прочности при растяжении. Например, для армирования бампера, средней стойки и тому подобного, необходимо, чтобы пластическая деформация подавлялась настолько, насколько это возможно, чтобы избежать быстрого трещинообразования, даже если они деформируются.
[0006] Однако получить превосходную стойкость при столкновениях с помощью рассмотренных выше обычных способов сложно.
СПИСОК ЦИТИРОВАНИЙ
Патентная литература
[0007] Патентный документ 1: Выложенная публикация патента Японии № 2002-102980
Патентный документ 2: Выложенная публикация патента Японии № 2004-353026
Патентный документ 3: Выложенная публикация патента Японии № 2002-180186
Патентный документ 4: Выложенная публикация патента Японии № 2009-203549
Патентный документ 5: Выложенная публикация патента Японии № 2007-291464
Патентный документ 6: Выложенная публикация патента Японии № 2010-242164
Патентный документ 7: Выложенная публикация патента Японии № 2005-169394
Непатентная литература
[0008] Непатентный документ 1: Tetsu-to-Hagane, Vol. 96 (2010) No. 6378
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема
[0009] Целью настоящего изобретения является обеспечение материала термически обработанной стали с возможностью получения превосходной стойкости при столкновениях и способ его изготовления.
Решение проблемы
[0010] Авторы настоящего изобретения осуществили тщательные исследования для изучения причин, которые делают сложным получение достаточной прочности при растяжении и предела прочности при растяжении, и ударной вязкости, соответствующих прочности при растяжении в обычном термически обработанном стальном материале, получаемом посредством термической обработки, такой как горячее штампование. В результате обнаружено, что термически обработанный стальной материал, даже если он соответствующим образом термически обработан, неизбежно содержит остаточный аустенит в своей структуре, так что предел прочности при растяжении уменьшается, когда объемная доля остаточного аустенита становится выше, и что уменьшение предела прочности при растяжении вызывается в основном остаточным аустенитом.
[0011] Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что для уменьшения содержания остаточного аустенита важной является скорость охлаждения при закалке, в особенности, скорость охлаждения в диапазоне температур точки начала мартенситного преобразования (точка Ms) или ниже.
[0012] Авторы настоящего изобретения обнаружили также, что даже если стальной лист для термической обработки, используемый для изготовления термически обработанного стального материала, содержит Cr и B, что вносит большой вклад в улучшение закаливаемости, ударная вязкость материала, изготовленного из этого стального листа, не ухудшается. Обычный термически обработанный стальной материал содержит Mn для цели улучшения прокаливаемости, но Mn вызывает ухудшение ударной вязкости. Если стальной лист для термической обработки содержит Cr и B, можно гарантировать прокаливаемость, даже если содержание Mn подавляется до низкого, так что ударная вязкость термически обработанного стального материала может быть улучшена.
[0013] Затем авторы настоящей заявки достигли следующих далее различных форм настоящего изобретения на основе этих данных.
[0014] (1)
Термически обработанный стальной материал, содержащий:
химическую композицию, выраженную в массовых %:
C: 0,16% - 0,38%;
Mn: 0,6% - 1,5%;
Cr: 0,4% - 2,0%;
Ti: 0,01% - 0,10%;
B: 0,001% - 0,010%;
Si: 0,20% или меньше;
P: 0,05% или меньше;
S: 0,05% или меньше;
N: 0,01% или меньше;
Ni: 0% - 2,0%;
Cu: 0% - 1,0%;
Mo: 0% - 1,0%;
V: 0% - 1,0%;
Al: 0% - 1,0%;
Nb: 0% - 1,0%;
REM: 0% - 0,1%; и
остаток: Fe и примеси; и
структуру, выраженную как:
остаточный аустенит: 1,5 объемных % или меньше; и
остаток: мартенсит.
[0015] (2)
Материал в соответствии с (1), где C: 0,16-0,25% в химической композиции.
[0016] (3)
Материал в соответствии с (1) или (2), имеющий механические свойства, выраженные как
отношение предела текучести к пределу прочности: 0,70 или больше.
[0017] (4)
Материал по любому из (1)-(3), где химическая композиция удовлетворяет условиям:
Ni: 0,1% - 2,0%;
Cu: 0,1% - 1,0%;
Mo: 0,1% - 1,0%;
V: 0,1% - 1,0%;
Al: 0,01% - 1,0%;
Nb: 0,01% - 1,0%; или
REM: 0,001% - 0,1%; или
любое их сочетание.
[0018] (5)
Способ изготовления термически обработанного стального материала, включающий:
нагрев стального листа до температуры точки Ac3 или выше;
затем охлаждение стального листа до точки Ms при скорости охлаждения, равной критической скорости охлаждения, или большей; и
затем охлаждение стального листа от точки Ms до 100°C при средней скорости охлаждения 35°C/секунду или больше, где
стальной лист включает в себя химическую композицию, выраженную в массовых %:
C: 0,16% - 0,38%;
Mn: 0,6% - 1,5%;
Cr: 0,4% - 2,0%;
Ti: 0,01% - 0,10%;
B: 0,001% - 0,010%;
Si: 0,20% или меньше;
P: 0,05% или меньше;
S: 0,05% или меньше;
N: 0,01% или меньше;
Ni: 0% - 2,0%;
Cu: 0% - 1,0%;
Mo: 0% - 1,0%;
V: 0% - 1,0%;
Al: 0% - 1,0%;
Nb: 0% - 1,0%;
REM: 0% - 0,1%; и
остаток: Fe и примеси.
[0019] (6)
Способ в соответствии с (5), где C: 0,16-0,25% в химической композиции.
[0020] (7)
Способ в соответствии с (5) или (6), где химическая композиция удовлетворяет условиям:
Ni: 0,1% - 2,0%;
Cu: 0,1% - 1,0%;
Mo: 0,1% - 1,0%;
V: 0,1% - 1,0%;
Al: 0,01% - 1,0%;
Nb: 0,01% - 1,0%; или
REM: 0,001% - 0,1%; или
любому их сочетанию.
[0021] (8)
Способ по любому из (5)-(7), включающий в себя формование стального листа после нагрева стального листа до температуры точки Ac3 или выше до того, как температура стального листа достигнет точки Ms.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0022] В соответствии с настоящим изобретением можно получить превосходную стойкость при столкновениях.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0023] Ниже будет описываться один из вариантов осуществления настоящего изобретения. Термически обработанный стальной материал в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, который будет описываться подробно далее, изготавливают посредством закалки заранее определенного стального листа для термической обработки. Следовательно, прокаливаемость и условия закалки стального листа для термической обработки влияют на термически обработанный стальной материал.
[0024] Сначала будет описываться химическая композиция материала термически обработанной стали в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и стальной лист для термической обработки, используемый для его изготовления. В следующем далее описании “%” представляет собой единицу содержания каждого элемента, содержащегося в материале термически обработанной стали и в стальном листе, используемом для его изготовления, он означает “массовый % ”, если не указано иного. Материал термически обработанной стали в соответствии с одним из вариантов осуществления и стальной лист, используемый для его изготовления, содержат химическую композицию, выраженную как C: 0,16% - 0,38%, Mn: 0,6% - 1,5%, Cr: 0,4% - 2,0%, Ti: 0,01% - 0,10%, B: 0,001% - 0,010%, Si: 0,20% или меньше, P: 0,05% или меньше, S: 0,05% или меньше, N: 0,01% или меньше, Ni: 0% - 2,0%, Cu: 0% - 1,0%, Mo: 0% - 1,0%, V: 0% или 1,0%, Al: 0% - 1,0%, Nb: 0% - 1,0%, REM (редкоземельные металлы): 0% - 0,1%, и остаток: Fe и примеси. Примеры примесей представляют собой примеси, содержащиеся в исходном материале, таком, как руда и железный лом, и которые содержатся в течение стадий изготовления.
[0025] (C: 0,16% - 0,38%)
C представляет собой очень важный элемент, который усиливает закаливаемость стального листа для термической обработки и влияет, главным образом, на прочность материала термически обработанной стали. Когда содержание C составляет меньше чем 0,16%, прочность материала термически обработанной стали является недостаточной. Следовательно, содержание C составляет 0,16% или больше. Когда содержание C больше чем 0,38%, прочность материала термически обработанной стали является слишком высокой, что приводит к большому ухудшению ударной вязкости. Следовательно, содержание C составляет 0,38% или меньше. Предпочтительно, содержание C составляет 0,36% или меньше.
[0026] Содержание C предпочтительно составляет 0,16% - 0,25% для получения прочности при растяжении не меньше чем 1400 Мпа или не больше чем 1700 МПа, и содержание C предпочтительно составляет больше 0,25%, и 0,38% или меньше для получения прочности при растяжении более чем 1700 МПа и 2200 МПа или меньше.
[0027] (Mn: 0,6% - 1,5%)
Mn имеет функцию улучшения прокаливаемости стального листа для термической обработки и делает возможным стабильное обеспечение прочности термически обработанного стального материала. Когда содержание Mn составляет меньше чем 0,6%, иногда невозможно получить достаточное осуществление указанной выше функции. Следовательно, содержание Mn составляет 0,6% или больше. Когда содержание Mn больше 1,5%, является значительной сегрегация, что приводит в результате к ухудшению однородности механических свойств с ухудшением ударной вязкости. Следовательно, содержание Mn составляет 1,5% или меньше. Содержание Mn предпочтительно составляет 1,3% или меньше.
[0028] (Cr: 0,4% - 2,0%)
Cr имеет функцию улучшения прокаливаемости стального листа для термической обработки, и делает возможным стабильное обеспечение прочности термически обработанного стального материала. Когда содержание Cr составляет меньше чем 0,4%, иногда невозможно получить достаточное осуществление указанной выше функции. Следовательно, содержание Cr составляет 0,4% или больше. Когда содержание Cr больше чем 2,0%, Cr концентрируется в карбиде в стальном листе для термической обработки, так что прокаливаемость понижается. Это происходит потому, что когда Cr концентрируется, растворение карбида в твердом растворе во время нагрева для закалки становится медленным. Следовательно, содержание Cr составляет 2,0% или меньше. Содержание Cr предпочтительно составляет 1,0% или меньше.
[0029] (Ti: 0,01% - 0,10%)
Ti имеет функцию сильного улучшения ударной вязкости термически обработанного стального материала. То есть Ti подавляет рекристаллизацию и образует дополнительный мелкодисперсный карбид с тем, чтобы подавлять рост зерен аустенита при термической обработке при температуре, равной точке Ac3 или выше, для закалки. Благодаря подавлению роста зерен получаются мелкодисперсные зерна аустенита, что приводит к большому улучшению ударной вязкости. Ti также имеет функцию предпочтительного связывания с N в стальном листе для термической обработки, тем самым подавляя потребление B посредством осаждения BN. Как будет описано позднее, B также имеет функцию улучшения закаливаемости, и следовательно, посредством подавления потребления B, можно с уверенностью получать эффект улучшения закаливаемости с помощью B. Когда содержание Ti составляет меньше чем 0,01%, иногда невозможно получить достаточное осуществление указанной выше функции. Следовательно, содержание Ti составляет 0,01% или больше. Когда содержание Ti больше чем 0,10%, количество осажденного TiC увеличивается, так что C расходуется, и, следовательно, иногда невозможно получить достаточную прочность. Следовательно, содержание Ti составляет 0,10% или меньше. Содержание Ti предпочтительно составляет 0,08% или меньше.
[0030] (B: 0,001% - 0,010%)
B представляет собой очень важный элемент, имеющий функцию сильного улучшения закаливаемости стального листа для термической обработки. B также имеет функцию упрочнения границ зерен для увеличения ударной вязкости посредством сегрегации на границах зерен. B также имеет функцию подавления роста зерен аустенита с улучшением ударной вязкости подобно Ti. Когда содержание B составляет меньше чем 0,001%, иногда невозможно получить достаточное осуществление указанной выше функции. Следовательно, содержание B составляет 0,001% или больше. Когда содержание B больше чем 0,010%, большое количество крупного борида выделяется с ухудшением ударной вязкости. Следовательно, содержание B составляет 0,010% или меньше. Содержание B предпочтительно составляет 0,006% или меньше.
[0031] (Si: 0,20% или меньше)
Si не является существенным элементом, но содержится в стали, например, в качестве примеси. Si вызывает ухудшение предела прочности при растяжении, сопровождающее увеличение содержания остаточного аустенита. Кроме того, чем выше содержание Si, тем выше температура, при которой происходит аустенитное преобразование. Поскольку эта температура повышается, расходы, необходимые для нагрева с целью закалки, увеличиваются, или закалка, вероятно, будет недостаточной из-за недостаточного нагрева. Кроме того, когда содержание Si выше, смачиваемость и обрабатываемость сплавлением стального листа для термической обработки становится ниже, что понижает стабильность обработки погружением в горячий расплав и сплавлением. Следовательно, чем ниже содержание Si, тем лучше. В особенности, когда содержание Si больше чем 0,20%, уменьшение предела прочности при растяжении является значительным. Следовательно, содержание Si составляет 0,20% или меньше. Содержание Si предпочтительно составляет 0,15% или меньше.
[0032] (P: 0,05% или меньше)
P не является существенным элементом, но содержится в стали, например, в качестве примеси. P ухудшает ударную вязкость материала термически обработанной стали. Следовательно, чем ниже содержание P, тем лучше. В особенности, когда содержание P больше чем 0,05%, уменьшение ударной вязкости является значительным. Следовательно, содержание P составляет 0,05% или меньше. Содержание P предпочтительно составляет 0,005% или меньше.
[0033] (S: 0,05% или меньше)
S не является существенным элементом, но содержится в стали, например, в качестве примеси. S ухудшает ударную вязкость материала термически обработанной стали. Следовательно, чем ниже содержание S, тем лучше. В особенности, когда содержание S больше чем 0,05%, уменьшение ударной вязкости является значительным. Следовательно, содержание S составляет 0,05% или меньше. Содержание S предпочтительно составляет 0,02% или меньше.
[0034] (N: 0,01% или меньше)
N не является существенным элементом, но содержится в стали, например, в качестве примеси. N вносит вклад в образование крупного нитрида и ухудшает локальную деформируемость и ударную вязкость материала термически обработанной стали. Следовательно, чем ниже содержание N, тем лучше. В особенности, когда содержание N больше чем 0,01%, уменьшение локальной деформируемости и ударной вязкости является значительным. Следовательно, содержание N составляет 0,01% или меньше. Требуются значительные затраты для уменьшения содержания N до меньшего, чем 0,0008%, а иногда требуются более значительные затраты для уменьшения его до меньшего, чем 0,0002%.
[0035] Ni, Cu, Mo, V, Al, Nb и REM не являются существенными элементами, но являются необязательными элементами, которые могут соответствующим образом содержаться в стальном листе для термической обработки и в термически обработанном стальном материале в пределах заданных ограниченных количеств.
[0036] (Ni: 0% - 2,0%, Cu: 0% - 1,0%, Mo: 0% - 1,0%, V: 0% - 1,0%, Al: 0% - 1,0%, Nb: 0% - 1,0%, REM: 0% - 0,1%)
Ni, Cu, Mo, V, Al, Nb и REM имеют функцию улучшения закаливаемости и/или ударной вязкости стального листа для термической обработки. Следовательно, могут содержаться одно или сколько угодно сочетаний, выбранных из группы, состоящей из этих элементов. Однако, когда содержание Ni больше чем 2,0%, осуществление указанной выше функции насыщается, приводя в результате только к ненужному увеличению затрат. Следовательно, содержание Ni составляет 2,0% или меньше. Когда содержание Cu больше чем 1,0%, осуществление указанной выше функции насыщается, приводя в результате только к ненужному увеличению затрат. Следовательно, содержание Cu составляет 1,0% или меньше. Когда содержание Mo больше чем 1,0%, осуществление указанной выше функции насыщается, приводя в результате только к ненужному увеличению затрат. Следовательно, содержание Mo составляет 1,0% или меньше. Когда содержание V больше чем 1,0%, осуществление указанной выше функции насыщается, приводя в результате только к ненужному увеличению затрат. Следовательно, содержание V составляет 1,0% или меньше. Когда содержание Al больше чем 1,0%, осуществление указанной выше функции насыщается, приводя в результате только к ненужному увеличению затрат. Следовательно, содержание Al составляет 1,0% или меньше. Когда содержание Nb больше чем 1,0%, осуществление указанной выше функции насыщается, приводя в результате только к ненужному увеличению затрат. Следовательно, содержание Nb составляет 1,0% или меньше. Когда содержание REM больше чем 0,1%, осуществление указанной выше функции насыщается, приводя в результате только к ненужному увеличению затрат. Следовательно, содержание REM составляет 0,1% или меньше. Чтобы быть уверенным в осуществлении указанной выше функции, содержание Ni, содержание Cu, содержание Mo и содержание V, все они, предпочтительно составляют 0,1% или больше, как содержание Al, так и содержание Nb предпочтительно составляет 0,01% или больше, и содержание REM предпочтительно составляет 0,001% или больше. То есть, является предпочтительным, чтобы удовлетворялись условия “Ni: 0,1% - 2,0%”, “Cu: 0,1% - 1,0%”, “Mo: 0,1% - 1,0%”, “V: 0,1% - 1,0%”, “Al: 0,01% - 1,0%”, “Nb: 0,01% - 1,0%” или “REM: 0,001% - 0,1%”, или любое сочетание. REM добавляют к расплавленной стали с использованием сплава, например, Fe-Si-REM, и этот сплав содержит, например, Ce, La, Nd и Pr.
[0037] Далее будет описываться структура термически обработанного стального материала в соответствии с вариантом осуществления. Термически обработанный стальной материал в соответствии с вариантом осуществления содержит структуру, выраженную как: остаточный аустенит: 1,5 объемных% или меньше; и остаток: мартенсит. Мартенсит представляет собой, например, «самоотпущенный» мартенсит, но не ограничивается «самоотпущенным» мартенситом.
[0038] (Остаточный аустенит: 1,5 объемных% или меньше)
Остаточный аустенит не является существенной структурой, но неизбежно содержится в структуре термически обработанного стального материала. Остаточный аустенит вызывает уменьшение предела прочности при растяжении, как описано выше, и соответственно, когда объемная доля остаточного аустенита выше, предел прочности при растяжении ниже. В особенности, когда объемная доля остаточного аустенита больше чем 1,5 объемных %, уменьшение предела прочности при растяжении является значительным, что делает сложным применение термически обработанного стального материала для усиления бампера, средней стойки, и тому подобного. Следовательно, объемная доля остаточного аустенита составляет 1,5 объемных % или меньше.
[0039] Далее будут описываться механические свойства термически обработанного стального материала в соответствии с вариантом осуществления. Термически обработанный стальной материал в соответствии с вариантом осуществления предпочтительно имеет механические свойства, выраженные как отношение предела текучести к пределу прочности: 0,70 или больше. Стойкость при столкновениях может оцениваться на основе прочности при растяжении и предела прочности при растяжении и ударной вязкости, соответствующих прочности при растяжении, и предел прочности при растяжении, соответствующий прочности при растяжении выражается как отношение предела текучести к пределу прочности. Затем при условиях, когда прочность при растяжении или предел прочности при растяжении являются сравнимыми, чем выше отношение предела текучести к пределу прочности, тем лучше. Когда отношение предела текучести к пределу прочности составляет меньше чем 0,70, иногда невозможно получить достаточную стойкость при столкновениях в применении для усиления бампера или средней стойки. Следовательно, отношение предела текучести к пределу прочности предпочтительно составляет 0,70 или больше.
[0040] Далее будет описываться способ изготовления термически обработанного стального материала, то есть, способ обработки стального листа для термической обработки. При обработке стального листа для термической обработки стальной лист для термической обработки нагревается до диапазона температур точки Ac3 или выше, после чего охлаждается до точки Ms при скорости охлаждения, равной критической скорости охлаждения или больше, и после этого охлаждается от точки Ms до 100°C при средней скорости охлаждения 35°C/секунду или больше.
[0041] После того как стальной лист для термической обработки нагревается до диапазона температур точки Ac3 или выше, структура становится одной фазой аустенита. Если он после этого охлаждается до точки Ms при скорости охлаждения, равной критической скорости охлаждения или больше, структура одной фазы аустенита поддерживается без какого-либо появления диффузионного преобразования. После того как она охлаждается от точки Ms до 100°C при средней скорости охлаждения 35°C/секунду или больше, получается структура, в которой объемная доля остаточного аустенита составляет 1,5 объемных % или меньше, и остаток представляет собой мартенсит.
[0042] Описанным выше образом можно изготавливать термически обработанный стальной материал в соответствии с настоящим вариантом осуществления, имеющий превосходную стойкость при столкновениях.
[0043] В течение ряда нагревов и охлаждений можно выполнять горячее формование, такое как горячее штамповка. Конкретно стальной лист для термической обработки может подвергаться воздействию формования в матрице до тех пор, пока температура не достигнет точки Ms после нагрева до диапазона температуры точки Ac3 или выше. В качестве горячего формования может иллюстрироваться гибка, волочение, выдавливание, раздача отверстий и отбортовка. Они принадлежат к формованию штампованием, но если можно охлаждать стальной лист параллельно с горячим формованием или непосредственно после горячего формования, можно осуществлять горячее формование, такое как формование прокаткой, иное, чем формование штампованием.
[0044] В случае, когда осуществляют горячее формование, является предпочтительным, чтобы в матрице обеспечивались трубка и отверстие для инжекции охлаждающей среды, и охлаждающая среда распыляется непосредственно на стальной лист для термической обработки во время охлаждения от точки Ms до 100°C, или пока она выдерживается, например, в нижней мертвой точке пресса. Вода, многоатомные спирты, водные растворы многоатомных спиртов, полигликоль, минеральное масло, у которых температура вспышки составляет 120°C или выше, синтетический сложный эфир, силиконовое масло, фтористое масло, смазка, у которой температура каплеобразования составляет 120°C или выше, минеральное масло и водная эмульсия, в которой поверхностно-активное вещество смешано с синтетическим сложным эфиром, могут иллюстрировать охлаждающую среду. Может использоваться одно из них или любое их сочетание. Использование матрицы и охлаждающей среды, как описано выше, делает возможной простую реализацию скорости охлаждения 35°C/секунду или больше. Такой способ охлаждения описан, например, в Патентном документе 7. В качестве ряда нагревов и охлаждений может выполняться отверждение с помощью высокочастотного нагрева.
[0045] Время выдерживания в диапазоне температур точки Ac3 или выше предпочтительно составляет одну минуту или больше для осуществления достаточного преобразования в аустенит. Как правило, с помощью десятиминутного выдерживания структура становится одной аустенитной фазой, и выдерживание в течение более чем десять минут понижает производительность. Следовательно, с учетом производительности, время выдерживания предпочтительно составляет десять минут или меньше.
[0046] Стальной лист для термической обработки может представлять собой горячекатаный стальной лист, или может представлять собой холоднокатаный стальной лист. Отожженный горячекатаный стальной лист или отожженный холоднокатаный стальной лист, который представляет собой горячекатаный стальной лист или холоднокатаный стальной лист, который подвергают воздействию отжига, может использоваться в качестве стального листа для термической обработки.
[0047] Стальной лист для термической обработки может представлять собой поверхностно-обработанный стальной лист, такой как стальной лист с нанесенным покрытием. То есть на стальном листе для термической обработки может обеспечиваться слой покрытия. Слой покрытия вносит вклад в улучшение, например, коррозионной стойкости. Слой покрытия может представлять собой электроосажденный слой, или может представлять собой слой покрытия, полученный погружением в горячий расплав. Электрогальванический слой и электроосажденный слой сплава Zn-Ni могут применяться в качестве электроосажденного слоя. Гальванический слой, полученный погружением в горячий расплав, сплавленный гальванический слой, полученный погружением в горячий расплав, слой алюминиевого покрытия, полученный погружением в горячий расплав, слой покрытия из сплава Zn-Al, полученный погружением в горячий расплав, слой покрытия из сплава Zn-Al-Mg, полученный погружением в горячий расплав, и слой покрытия из сплава Zn-Al-Mg-Si, полученный погружением в горячий расплав, может применяться как слой покрытия, полученный погружением в горячий расплав. Масса покрытия слоя покрытия не является как-либо ограниченной и представляет собой массу покрытия, например, в обычном диапазоне. Подобно стальному листу для термической обработки, материал термически обработанной стали может быть обеспечен слоем покрытия.
[0048] Далее, будет описываться пример способа изготовления стального листа для термической обработки. В этом способе изготовления выполняют, например, горячую прокатку, травление, холодную прокатку, отжиг и нанесение покрытия.
[0049] При горячей прокатке стальной слиток или стальную заготовку, имеющую указанную выше химическую композицию, температура которой составляет 1050°C или выше, подвергают горячей прокатке, и после этого ее сворачивают в рулон в диапазоне температур от температуры не ниже чем 400°C до температуры не выше чем 700°C.
[0050] Стальной слиток или стальная заготовка иногда содержит неметаллические включения, которые являются причиной ухудшения ударной вязкости и локальной деформируемости материала термически обработанной стали, полученного посредством закалки стального листа для термической обработки. Следовательно, когда стальной слиток или стальную заготовку подвергают воздействию горячей прокатки, является предпочтительным в достаточной степени растворить в твердом растворе эти неметаллические включения. Растворение в твердом растворе указанных выше неметаллических включений облегчается, когда температура стального слитка или стальной заготовки, имеющей указанную выше химическую композицию, достигает 1050°C или выше, когда она подвергается воздействию горячей прокатки. Следовательно, температура стального слитка или стальной заготовки, которая должна подвергаться воздействию горячей прокатки, предпочтительно составляет 1050°C или выше. Достаточно, чтобы температура стального слитка или стальной заготовки составляла 1050°C или выше, когда она подвергается воздействию горячей прокатке. То есть после непрерывного литья или чего-либо подобного стальной слиток или стальная заготовка, у которой температура становится ниже, чем 1050°, может нагреваться до 1050°C или выше, или стальной слиток после непрерывного литья или стальная заготовка после прокатки на валках блюминга может подвергаться воздействию горячей прокатки без уменьшения ее температуры ниже, чем 1050°C.
[0051] Посредством установления температуры свертывания полосы в рулон 400°C или выше можно получить высокую долю площадей феррита. Когда доля площади феррита является более высокой, прочность горячекатаного стального листа, полученного посредством горячей прокатки, уменьшается, и, следовательно, становится легко контролировать нагрузки и контролировать плоскостность и толщину стального листа во время более поздней холодной прокатки, что улучшает эффективность изготовления. Следовательно, температура свертывания полосы в рулон предпочтительно составляет 400°C или выше.
[0052] Когда температура свертывания полосы в рулон составляет 700°C или ниже, можно подавить рост окалины после свертывания полосы в рулон для подавления генерирования дефекта окалины. Когда температура свертывания полосы в рулон составляет 700°C или ниже, деформация под действием собственной массы рулона после свертывания в рулон также подавляется, и подавляется генерирование дефекта расцарапывания на поверхности рулона из-за этой деформации. Следовательно, температура свертывания полосы в рулон предпочтительно составляет 700°C или ниже. Указанная выше деформация происходит поскольку, когда остается непреобразованный аустенит после свертывания полосы в рулон после горячей прокатки и этот непреобразованный аустенит преобразуется в феррит после свертывания полосы в рулон, натяжение рулона при свертывании в рулон теряется в соответствии с объемным расширением из-за преобразования феррита и следующего за этим термического сокращения.
[0053] Травление может выполняться с помощью обычной процедуры. Дрессировка может выполняться до травления или после травления. Дрессировка корректирует плоскостность или способствует, например, отслаиванию окалины. Процент удлинения, когда выполняют дрессировку, не является как-либо ограниченным и составляет, например, не меньше чем 0,3% или не больше чем 3,0%.
[0054] В случае, когда изготавливают холоднокатаный стальной лист в качестве стального листа для термической обработки, выполняют холодную прокатку протравленного стального листа, получаемого посредством травления. Холодная прокатка может выполняться с помощью обычной процедуры. Величина обжатия при холодной прокатке не является как-либо ограниченной, и представляет собой обжатие в обычном диапазоне, например, не меньше чем 30% или не больше чем 80%.
[0055] В случае, когда получают отожженный горячекатаный стальной лист или отожженный холоднокатаный стальной лист в качестве стального листа для термической обработки, горячекатаный стальной лист или холоднокатаный стальной лист отжигают. При отжиге, горячекатаный стальной лист или холоднокатаный стальной лист выдерживают, например, в диапазоне температур не ниже чем 550°C или не выше чем 950°C.
[0056] Когда температура выдерживания при отжиге составляет 550°C или выше, можно уменьшить разницу в свойствах, сопровождающую разницу в условиях горячей прокатки, для дополнительной стабилизации свойств после закалки, получается ли при этом отожженный горячекатаный стальной лист или отожженный холоднокатаный стальной лист. Кроме того, в случае, когда холоднокатаный стальной лист отжигается при 550°C или выше, холоднокатаный стальной лист размягчается из-за перекристаллизации, что может улучшить обрабатываемость. То есть можно получить отожженный холоднокатаный стальной лист, имеющий хорошую обрабатываемость. Следовательно, температура выдерживания при отжиге предпочтительно составляет 550°C или выше.
[0057] Когда температура выдерживания при отжиге выше, чем 950°C, структура иногда укрупняется. Когда структура становится крупной, ударная вязкость после закалки иногда ухудшается. Кроме того, даже если температура выдерживания при отжиге выше чем 950°C, само по себе воздействие повышения температуры не получается, давая в результате только увеличение затрат и уменьшение производительности. Следовательно, температура выдерживания при отжиге предпочтительно составляет 950°C или ниже.
[0058] После отжига предпочтительно выполняют охлаждение до 550°C при средней скорости охлаждения не меньше чем 3°C/секунду или не больше чем 20°C/секунду. Когда указанная выше средняя скорость охлаждения составляет 3°C/секунду или больше, генерирование крупного перлита и крупного цементита подавляется, и можно улучшить свойства после закалки. Когда указанная выше средняя скорость охлаждения составляет 20°C/секунду или меньше, подавляется появление неоднородности прочности или что-либо подобное, и упрощается стабилизация качества отожженного горячекатаного стального листа или отожженного холоднокатаного стального листа.
[0059] В случае, когда стальной лист с нанесенным покрытием изготавливают в качестве стального листа для термической обработки, выполняют, например, электроосаждение или погружение в горячий расплав. Как электроосаждение, так и погружение в горячий расплав может осуществляться посредством обычной процедуры. Например, в случае, когда выполняют гальваническое нанесение покрытия посредством погружения в горячий расплав, оборудование для непрерывного гальванического нанесения покрытия посредством погружения в горячий расплав может использоваться для непрерывного выполнения нанесения покрытия после указанного выше отжига. Альтернативно нанесение покрытия может выполняться независимо от указанного выше отжига. При гальваническом нанесении покрытия посредством погружения в горячий расплав можно выполнять обработку сплавлением с формированием гальванического слоя сплава, полученного погружением в горячий раствор. В случае, когда осуществляют обработку сплавлением, температура сплавления предпочтительно составляет не ниже чем 480°C или не выше чем 600°C. Когда температура сплавления составляет 480°C или выше, неоднородность обработки сплавлением может подавляться. Когда температура сплавления составляет 600°C или ниже, можно обеспечить высокую производительность, а также уменьшить затраты на изготовление. Дрессировка может осуществляться после гальванического нанесения покрытия посредством погружения в горячий расплав. Дрессировка корректирует, например, плоскостность. Процент удлинения, когда выполняют дрессировку, не является как-либо ограниченным и может представлять собой процент удлинения, сходный с процентом при обычной процедуре.
[0060] Отметим, что все описанные выше варианты осуществления представляют собой только конкретные примеры осуществления настоящего изобретения, и технические рамки настоящего изобретения не должны рассматриваться ограничивающим образом с их помощью. То есть настоящее изобретение может воплощаться в различных формах без отклонения от его технической идеи или его главного признака.
ПРИМЕРЫ
[0061] Далее будут описываться эксперименты, осуществляемые авторами настоящей заявки.
[0062] (Первый эксперимент)
В первом эксперименте холоднокатаные стальные листы, каждый толщиной 1,4 мм, включающие в себя химические композиции, перечисленные в Таблице 1, изготавливали в качестве стальных листов для термической обработки. Эти стальные листы изготавливали посредством горячей прокатки и холодной прокатки слябов, приготовленных посредством плавления в лаборатории. Подчеркивание в Таблице 1 показывает, что численные значения находятся вне пределов настоящего изобретения.
[0063]
| Таблица 1 | ||||||||||||||||||
| № Типа стали | Химический компонент (массовые %) | Точка Ac3 (°C) | Точка Ms (°C) | |||||||||||||||
| C | Mn | Cr | Ti | B | Si | P | S | N | Cu | Ni | Mo | V | Al | Nb | REM | |||
| 1 | 0,20 | 1,10 | 0,45 | 0,015 | 0,0022 | 0,08 | 0,010 | 0,0018 | 0,0032 | - | - | - | - | - | - | - | 777 | 392 |
| 2 | 0,21 | 1,00 | 0,41 | 0,020 | 0,0025 | 0,10 | 0,013 | 0,0020 | 0,0035 | - | - | - | - | 0,04 | - | 0,0025 | 758 | 393 |
| 3 | 0,18 | 1,20 | 0,42 | 0,025 | 0,0028 | 0,01 | 0,008 | 0,0011 | 0,0032 | 0,10 | - | - | 0,10 | - | - | - | 785 | 396 |
| 4 | 0,22 | 1,05 | 0,45 | 0,015 | 0,0028 | 0,05 | 0,015 | 0,0015 | 0,0032 | - | 0,1 | - | - | 0,07 | - | - | 741 | 388 |
| 5 | 0,19 | 0,71 | 0,63 | 0,019 | 0,0030 | 0,12 | 0,012 | 0,0014 | 0,0037 | - | 0,1 | - | - | - | - | - | 790 | 403 |
| 6 | 0,18 | 0,65 | 0,72 | 0,025 | 0,0025 | 0,18 | 0,011 | 0,0016 | 0,0027 | - | - | 0,05 | - | - | 0,02 | - | 795 | 406 |
| 7 | 0,20 | 0,81 | 0,41 | 0,021 | 0,0023 | 0,10 | 0,009 | 0,0010 | 0,0030 | - | - | 0,35 | - | - | - | 0,0035 | 785 | 402 |
| 8 | 0,21 | 1,20 | 0,62 | 0,018 | 0,0022 | 0,09 | 0,012 | 0,0012 | 0,0026 | - | - | - | - | - | 0,10 | - | 769 | 382 |
| 9 | 0,19 | 1,31 | 0,40 | 0,030 | 0,0026 | 2,05 | 0,011 | 0,0009 | 0,0025 | - | - | - | 0,10 | 0,04 | - | - | 838 | 367 |
| 10 | 0,18 | 2,00 | 0,20 | 0,020 | 0,0022 | 0,01 | 0,013 | 0,0020 | 0,0035 | 0,05 | - | - | - | - | 0,02 | 0,0019 | 747 | 374 |
[0064] Затем, образцы толщиной 1,4 мм, шириной 30 мм и длиной 200 мм каждый отбирают из холоднокатаных стальных листов, и эти образцы термически обрабатывают (нагревают и охлаждают) при условиях, перечисленных в Таблице 1. Эта термическая обработка имитирует термическую обработку при горячем формовании. Нагрев в этом эксперименте выполняли посредством омического нагрева. После термической обработки из образцов отбирали части для выдержки, и эти части для выдержки подвергали анализу с помощью дифракции рентгеновского излучения, анализу на растяжение и анализу на удар по Шарпи. Скорость охлаждения (80°C/секунду) до точки Ms равна критической скорости охлаждения или больше .
[0065] При анализе с помощью дифракции рентгеновского излучения части до 1/8 глубины по толщине от поверхностей частей для выдержки химически полируются с использованием фтористоводородной кислоты или раствора перекиси водорода, при этом приготавливают образцы для анализа с помощью дифракции рентгеновского излучения, и находят объемные доли (объемные %) остаточного аустенита (остаточного γ) в этих образцах. Отметим, что остальная часть, иная, чем остаточный аустенит, представляет собой мартенсит.
[0066] При анализе на растяжение, части для выдержки вырабатывают в образцы в форме пластинок половинного размера для ASTM E8, имеющие толщину 1,2 мм, и осуществляют анализ на растяжение образцов и измеряют их прочность при растяжении и предел прочности на растяжение. Длина параллельной части каждого образца в форме пластинки половинного размера составляет 32 мм и ширина параллельной части составляет 6,25 мм. Кроме того, вычисляют отношения предела текучести к пределу прочности по прочности при растяжении и пределу прочности при растяжении.
[0067] При анализе на удар по Шарпи части для выдержки полируют, пока их толщина не станет равной 1,2 мм, и приготавливают образцы с V-образными надрезами, из которых пакетируют наборы по три куска, и эти образцы подвергают анализу на удар по Шарпи и находят величины ударной прочности при -80°C.
[0068] Их результаты перечислены в Таблице 2. Подчеркивание в Таблице 2 показывает, что численные значения находятся вне диапазонов настоящего изобретения или находятся вне предпочтительных диапазонов.
[0069]
| Таблица 2 | |||||||||||
| № Образца | № Типа стали | Скорость нагрева до 900°C (°C/с) |
Время выдерживания (с) |
Средняя скорость охлаждения до точки Ms (°C/с) | Средняя скорость охлаждения от точки Ms до 100°C (°C/с) |
Объемная доля остаточного аустенита (объемный % ) | Прочность при растяжении (МПа) | Предел прочности при растяжении (МПа) | Отношение предела текучести к пределу прочности | Величина ударной прочности (Дж/см2, -80°C) |
Примечание |
| 1 | 197,5 | 1,24 | 1543 | 1093 | 0,71 | 61 | пример по настоящему изобретению | ||||
| 2 | 36,5 | 1,40 | 1489 | 1045 | 0,70 | 62 | пример по настоящему изобретению | ||||
| 3 | 1 | 25,1 | 1,69 | 1478 | 1020 | 0,69 | 63 | сравнительный пример | |||
| 4 | 2,1 | 2,82 | 1462 | 986 | 0,67 | 65 | сравнительный пример | ||||
| 5 | 194,9 | 1,25 | 1537 | 1093 | 0,71 | 60 | пример по настоящему изобретению | ||||
| 6 | 2 | 35,5 | 1,45 | 1486 | 1041 | 0,70 | 63 | пример по настоящему изобретению | |||
| 7 | 29,1 | 1,62 | 1476 | 1018 | 0,69 | 64 | сравнительный пример | ||||
| 8 | 2,4 | 2,80 | 1468 | 989 | 0,67 | 66 | сравнительный пример | ||||
| 9 | 200,4 | 1,22 | 1545 | 1095 | 0,71 | 60 | пример по настоящему изобретению | ||||
| 10 | 36,2 | 1,42 | 1478 | 1043 | 0,71 | 62 | пример по настоящему изобретению | ||||
| 11 | 3 | 10 | 210 | 80 | 30,1 | 1,61 | 1474 | 1019 | 0,69 | 63 | сравнительный пример |
| 12 | 2,2 | 2,77 | 1470 | 991 | 0,67 | 65 | сравнительный пример | ||||
| 13 | 4 | 180,2 | 1,32 | 1540 | 1102 | 0,72 | 60 | пример по настоящему изобретению | |||
| 14 | 5 | 42,4 | 1,40 | 1475 | 1041 | 0,71 | 62 | пример по настоящему изобретению | |||
| 15 | 6 | 2,8 | 2,76 | 1472 | 988 | 0,67 | 66 | сравнительный пример | |||
| 16 | 7 | 45,8 | 1,32 | 1515 | 1070 | 0,71 | 63 | пример по настоящему изобретению | |||
| 17 | 8 | 42,3 | 1,42 | 1499 | 1058 | 0,71 | 62 | пример по настоящему изобретению | |||
| 18 | 9 | 174,9 | 1,75 | 1467 | 981 | 0,67 | 62 | сравнительный пример | |||
| 19 | 455 | 2,06 | 1442 | 932 | 0,65 | 65 | сравнительный пример | ||||
| 20 | 10 | 190,4 | 1,10 | 1511 | 1095 | 0,72 | 40 | сравнительный пример | |||
| 21 | 43,0 | 1,20 | 1505 | 1065 | 0,71 | 43 | сравнительный пример |
[0070] Как приведено в Таблице 2, в образцах № 1, № 2, № 5, № 6, № 9, № 10, № 13, № 14, № 16 и № 17, поскольку их химические композиции и структуры находятся в диапазонах настоящего изобретения, получают прочность при растяжении, равную или большую чем 1400 МПа, получают превосходные отношения предела текучести к пределу прочности, равные или более высокие, чем 0,70, и получают величины ударной прочности, равные или большие чем 50 Дж/см2, которые являются предпочтительными для прочности при растяжении 1400 МПа или больше,.
[0071] В образцах № 3, № 4, № 7, № 8, № 11, № 12 и № 15, хотя их химические композиции находятся в диапазонах настоящего изобретения, их структуры находятся вне диапазонов по настоящему изобретению, и, следовательно, их отношение предела текучести к пределу прочности являются низкими, не достигая 0,70.
[0072] В образцах № 1, № 2, № 5, № 6, № 9, № 10, № 13, № 14, № 16 и № 17, поскольку их средние скорости охлаждения от точки Ms до 100°C, все составляют 35°C/с или больше, и условия их изготовления находятся в диапазонах настоящего изобретения, получаются желаемые структуры. С другой стороны, в образцах № 3, № 4, № 7, № 8, № 11, № 12 и № 15, поскольку их средние скорости охлаждения от точки Ms до 100°C, все меньше чем 35°C/с, и условия их изготовления находятся вне диапазонов настоящего изобретения, желаемая структура не может быть получена.
[0073] В образцах № 18 и № 19, поскольку их содержание Si находится вне диапазонов настоящего изобретения, их объемные доли остаточного аустенита составляют больше 1,5 объемных % ,и их отношения предела текучести к пределу прочности меньше чем 0,70, хотя их средние скорости охлаждения от точек Ms до 100°C составляют 35°C/с или больше.
[0074] В образцах № 20 и № 21, поскольку их содержание Mn находится вне диапазонов настоящего изобретения, их величины ударной вязкости меньше чем 50 Дж/см2, и желаемая ударная вязкость не может быть получена.
[0075] (Второй эксперимент)
Во втором эксперименте, холоднокатаные стальные листы, каждый толщиной 1,4 мм, имеющие химические композиции, перечисленные в Таблице 3, изготавливали в качестве стальных листов для термической обработки. Эти стальные листы изготавливали посредством горячей прокатки и холодной прокатки слябов, приготовленных посредством плавления в лаборатории. Подчеркивание в Таблице 3 показывает, что численные значения находятся вне диапазонов настоящего изобретения.
[0076]
| Таблица 3 | ||||||||||||||||||
| № Типа стали | Химический компонент (массовый %) | Точка Ac3 (°C) | Точка Ms (°C) |
|||||||||||||||
| C | Mn | Cr | Ti | B | Si | P | S | N | Cu | Ni | Mo | V | Al | Nb | REM | |||
| 11 | 0,30 | 1,20 | 0,45 | 0,015 | 0,0022 | 0,08 | 0,010 | 0,0018 | 0,0033 | - | - | - | - | - | - | - | 818 | 389 |
| 12 | 0,34 | 1,00 | 0,40 | 0,020 | 0,0025 | 0,10 | 0,013 | 0,0020 | 0,0034 | - | - | - | - | 0,04 | - | 0,0027 | 812 | 377 |
| 13 | 0,28 | 1,20 | 0,42 | 0,025 | 0,0028 | 0,10 | 0,008 | 0,0011 | 0,0032 | 0,10 | - | - | 0,10 | - | - | - | 819 | 394 |
| 14 | 0,31 | 1,10 | 0,45 | 0,015 | 0,0028 | 0,05 | 0,015 | 0,0015 | 0,0032 | - | 0,1 | - | - | 0,07 | - | - | 816 | 387 |
| 15 | 0,29 | 0,71 | 0,63 | 0,020 | 0,0030 | 0,12 | 0,012 | 0,0014 | 0,0038 | - | 0,1 | - | - | - | - | - | 827 | 404 |
| 16 | 0,28 | 0,65 | 0,72 | 0,025 | 0,0025 | 0,18 | 0,011 | 0,0016 | 0,0026 | - | - | 0,05 | - | - | 0,02 | - | 831 | 408 |
| 17 | 0,30 | 0,82 | 0,41 | 0,021 | 0,0023 | 0,10 | 0,009 | 0,0010 | 0,0030 | - | - | 0,35 | - | - | - | 0,0042 | 825 | 400 |
| 18 | 0,31 | 1,20 | 0,63 | 0,018 | 0,0022 | 0,09 | 0,012 | 0,0012 | 0,0026 | - | - | - | - | - | 0,10 | - | 811 | 377 |
| 19 | 0,32 | 1,31 | 0,40 | 0,030 | 0,0026 | 2,10 | 0,011 | 0,0009 | 0,0024 | - | - | - | 0,10 | 0,04 | - | - | 872 | 359 |
| 20 | 0,28 | 2,00 | 0,10 | 0,020 | 0,0022 | 0,01 | 0,013 | 0,0020 | 0,0034 | 0,05 | - | - | - | - | 0,02 | 0,0021 | 806 | 368 |
[0077] Затем осуществляли термическую обработку и оценочные анализы, сходные с первым экспериментом. Их результаты приведены в Таблице 4. Подчеркивание в Таблице 4 показывает, что численные значения находятся вне диапазонов настоящего изобретения или находятся вне предпочтительных диапазонов.
[0078]
| Таблица 4 | |||||||||||
| № Образца | № Типа стали | Скорость нагрева до 900°C (°C/с) |
Время выдерживания (с) | Средняя скорость охлаждения до точки Ms (°C/с) | Средняя скорость охлаждения от точки Ms до 100°C (°C/с) |
Объемная доля остаточного аустенита (объемные %) | Прочность при растяжении (МПа) | Предел прочности при растяжении МПа) | Отношение предела текучести к пределу прочности | Величина ударной прочности (Дж/см2, -80°C) |
Примечание |
| 31 | 198,5 | 1,34 | 1943 | 1399 | 0,72 | 42 | пример по настоящему изобретению | ||||
| 32 | 11 | 34,6 | 1,44 | 1886 | 1319 | 070 | 43 | пример по настоящему изобретению | |||
| 33 | 20 | 2,93 | 1697 | 1154 | 0,68 | 46 | сравнительный пример | ||||
| 34 | 197,8 | 1 .35 | 2110 | 1519 | 0,72 | 41 | пример по настоящему изобретению | ||||
| 35 | 12 | 35,3 | 1,46 | 2049 | 1435 | 0,70 | 42 | пример по настоящему изобретению | |||
| 36 | 23 | 2,90 | 1853 | 1223 | 0,66 | 45 | сравнительный пример | ||||
| 37 | 200,1 | 1,25 | 1851 | 1351 | 0,73 | 42 | пример по настоящему изобретению | ||||
| 38 | 13 | 36,5 | 1,43 | 1800 | 1270 | 0,71 | 43 | пример по настоящему изобретению | |||
| 39 | 10 | 210 | 80 | 23 | 2,88 | 1626 | 1106 | 0,68 | 45 | сравнительный пример | |
| 40 | 14 | 179,9 | 1,31 | 1979 | 1464 | 0,74 | 41 | пример по настоящему изобретению | |||
| 41 | 15 | 43,3 | 1 .41 | 1810 | 1277 | 0,71 | 43 | пример по настоящему изобретению | |||
| 42 | 16 | 27 | 2,82 | 1635 | 1079 | 0,66 | 47 | сравнительный пример | |||
| 43 | 17 | 46,1 | 1,32 | 1869 | 1364 | 0,73 | 43 | пример по настоящему изобретению | |||
| 44 | 18 | 41 .9 | 1 .43 | 1944 | 1372 | 0,71 | 42 | пример по настоящему изобретению | |||
| 45 | 19 | 174,9 | 1,83 | 2184 | 1462 | 067 | 41 | сравнительный пример | |||
| 46 | 45,9 | 2,11 | 21 41 | 1434 | 0,67 | 43 | сравнительный пример | ||||
| 47 | 20 | 192,1 | 1,13 | 1926 | 1406 | 0,73 | 30 | сравнительный пример | |||
| 48 | 43,4 | 1,25 | 1884 | 1319 | 0,70 | 32 | сравнительный пример |
[0079] Как приведено в Таблице 4, в образцах № 31, № 32, № 34, № 35, № 37, № 38, № 40, № 41, № 43 и № 44, поскольку их химические композиции и структуры находятся в диапазонах настоящего изобретения, получают прочности при растяжении, равные или большие, чем 1800 МПа, также получают превосходные отношения предела текучести к пределу прочности, равные или большие, чем 0,70, и, когда прочность при растяжении составляет 1800 МПа или больше, получают величины ударной прочности, равные или большие, чем 40 Дж/см2, что является предпочтительным для прочности при растяжении 1800 МПа или больше.
[0080] В образцах № 33, № 36, № 39, и № 42, хотя их химические композиции находятся в диапазонах настоящего изобретения, их структуры находятся вне диапазонов настоящего изобретения, и, следовательно, их отношения предела текучести к пределу прочности являются низкими, меньше чем 0,70.
[0081] В образцах № 31, № 32, № 34, № 35, № 37, № 38, № 40, № 41, № 43 и № 44, поскольку их средние скорости охлаждения от точек Ms до 100°C, все составляют 35°C/с или больше, и все условия их изготовления находятся в диапазонах настоящего изобретения, получают желаемые структуры. С другой стороны, в образцах № 33, № 36, № 39, и № 42, поскольку все их средние скорости охлаждения от точек Ms до 100°C меньше чем 35°C/с, и условия их изготовления находятся вне диапазонов настоящего изобретения, желаемая структура не может быть получена.
[0082] В образцах № 45 и № 46, поскольку их содержание Si находится вне диапазонов настоящего изобретения, объемные доли остаточного аустенита составляют больше 1,5 объемных %, и отношения предела текучести к пределу прочности меньше чем 0,70, хотя их средние скорости охлаждения от точек Ms до 100°C составляют 35°C/с или больше.
[0083] В образцах № 47 и № 48, поскольку их содержание Mn находится вне диапазонов настоящего изобретения, их величины ударной вязкости меньше чем 40 Дж/см2, и желаемая ударная вязкость не может быть получена.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[0084] Настоящее изобретение можно использовать для промышленности в изготовлении термически обработанных элементов и тому подобного, используемых для автомобилей, таких, например, как армирование бампера и средняя стойка, и в промышленности, использующей их. Настоящее изобретение можно также использовать для промышленности в изготовлении других механических структурных компонентов, в промышленности, использующей их, и тому подобном.
1. Термически обработанный стальной лист для изготовления элементов автомобилей, подавляющих пластическую деформацию при столкновении, содержащий:
химическую композицию, выраженную в мас.%:
C 0,16-0,38
Mn 0,6-1,5
Cr 0,4-2,0
Ti 0,01-0,10
B 0,001-0,010
Si 0,20 или меньше
P 0,05 или меньше
S 0,05 или меньше
N 0,01 или меньше
Ni 0-2,0
Cu 0-1,0
Mo 0-1,0
V 0-1,0
Al 0-1,0
Nb 0-1,0
REM 0-0,1
остаток Fe и примеси, и
структуру, выраженную как:
остаточный аустенит: 1,5 об.% или меньше и
остаток: мартенсит.
2. Cтальной лист по п.1, содержащий C от 0,16 до 0,25 мас.%.
3. Cтальной лист по п.1 или 2, имеющий механические свойства, выраженные как отношение предела текучести к пределу прочности: 0,70 или больше.
4. Cтальной лист по п.1 или 2, содержащий по меньшей мере один элемент из, мас.%:
Ni 0,1-2,0
Cu 0,1-1,0
Mo 0,1-1,0
V 0,1-1,0
Al 0,01-1,0
Nb 0,01-1,0
REM 0,001-0,1.
5. Способ изготовления термически обработанного стального листа для изготовления элементов автомобилей, подавляющих пластическую деформацию при столкновении, включающий:
нагрев стального листа до точки Ac3 или выше;
затем охлаждение стального листа до точки Ms при скорости охлаждения, равной критической скорости охлаждения или больше; и
затем охлаждение стального листа от точки Ms до 100°C при средней скорости охлаждения 35°C/секунду или больше, при этом
стальной лист содержит химическую композицию, выраженную в мас.%:
C 0,16-0,38
Mn 0,6-1,5
Cr 0,4-2,0
Ti 0,01-0,10
B 0,001-0,010
Si 0,20 или меньше
P 0,05 или меньше
S 0,05 или меньше
N 0,01 или меньше
Ni 0-2,0
Cu 0-1,0
Mo 0-1,0
V 0-1,0
Al 0-1,0
Nb 0-1,0
REM 0-0,1
остаток: Fe и примеси.
6. Способ по п.5, причем стальной лист содержит C от 0,16 до 0,25 мас.%.
7. Способ по п.5 или 6, в котором стальной лист содержит по меньшей мере один элемент из, мас.%:
Ni 0,1-2,0
Cu 0,1-1,0
Mo 0,1-1,0
V 0,1-1,0
Al 0,01-1,0
Nb 0,01-1,0
REM 0,001-0,1.
8. Способ по п.5 или 6, включающий формование стального листа после нагрева стального листа до точки Ac3 или выше до того, как температура стального листа достигнет точки Ms.
