專利名稱：經(jīng)熱壓加工的鋼板部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有馬氏體微細(xì)組織的經(jīng)熱壓加工的鋼板部件及其制造方法。
背景技術(shù)：
鋼板部件多用于汽車。因?yàn)槭购挠土可仙?，所以對汽車進(jìn)行了各種輕量化。鋼板部件也是輕量化的對象。即，要求通過高強(qiáng)度化將鋼板部件薄化、輕量化。但是，用于汽車的鋼板部件多用于如車門防撞梁或中柱加強(qiáng)件等目的為沖撞時(shí)保護(hù)乘客的部件。因而，那樣的鋼板部件必須是能夠可靠地保持規(guī)定強(qiáng)度的鋼板部件。特別地，在使用熱沖壓技術(shù)制造用于汽車的高強(qiáng)度鋼板部件的時(shí)候，在一般的熱沖壓技術(shù)中，將鋼板部件加熱至臨界點(diǎn)以上在奧氏體區(qū)內(nèi)使用模具沖壓成形的同時(shí)通過在模具內(nèi)冷卻進(jìn)行馬氏體相變。公知的是為了以淬火組織的狀態(tài)形成使用熱沖壓技術(shù)制成規(guī)定形狀的鋼板部件， 韌性值降低。因此，想要提高韌性值時(shí)，有時(shí)在通過熱沖壓技術(shù)進(jìn)行加工后對鋼板部件或鋼材進(jìn)行回火處理。另外，有提議提出通過使鋼材的組成以及熱處理?xiàng)l件合理化而形成馬氏體單相組織，使抗拉強(qiáng)度為880 1170MPa的高拉伸冷軋鋼板(例如參照專利文獻(xiàn)1)，使占空系數(shù)(占積率space factor)為80%以上的馬氏體相的平均粒徑為10 μ m以下、抗拉強(qiáng)度為 780MPa以上的高強(qiáng)度鋼(例如參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 日本專利第37四108號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利特開2008-038247號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所需解決的課題然而，在形成馬氏體單相組織的高拉伸冷軋鋼板、使占空系數(shù)為80%以上的馬氏體相的平均粒徑為IOym以下的高強(qiáng)度鋼中，如實(shí)施例所示的限度，難以將平均粒徑制成 5 μ m以下，在抗拉強(qiáng)度超過1200MPa的鋼材中難以確保韌性。本發(fā)明者們鑒于這樣的現(xiàn)狀，為了提供通過將馬氏體相的平均粒徑更微細(xì)化而形成高強(qiáng)度、高韌性的鋼板部件，進(jìn)行研究開發(fā)，從而完成了本發(fā)明。解決課題的手段本發(fā)明經(jīng)熱壓加工的鋼板部件鋼板化學(xué)成分組成為C含量為0. 15 0. 4重量％^11含量或Cr、Mo、Cu、Ni中至少一種與Mn的總含量為1. 0 5. 0重量％、Si或Al的至少任一種的含量為0. 02 2. 0重量％，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)，物理性質(zhì)為馬氏體相的平均粒徑為5 μ m以下、抗拉強(qiáng)度為1200MPa以上，通過進(jìn)行特定的熱壓加工而達(dá)成。并且，本發(fā)明經(jīng)熱壓加工的鋼板部件特征在于B、Ti、Nb、Zr中至少一種的含量為 0. 1重量％以下，還在于表面上具有厚度為0. 1 20 μ m的鍍金覆膜。
另外，關(guān)于本發(fā)明經(jīng)熱壓加工的鋼板部件的制造方法是使用包含以下化學(xué)成分組成的原材料鋼板，通過熱壓機(jī)將該原材料鋼板制成物理性質(zhì)為馬氏體相的平均粒徑為5 μ m 以下、抗拉強(qiáng)度為1200MPa以上的鋼板部件的制造方法，所述化學(xué)成分組成為C含量為 0. 15 0. 4重量％，Mn含量或Cr、Mo、Cu、Ni中至少一種與Mn的總含量為1. 0 5. 0重量％、Si或Al的至少任一種的含量為0. 02 2. 0重量％，余量為!^e以及不可避免的雜質(zhì)， 該熱壓加工包括以10°C /秒以上的升溫速度加熱至675 950°C的最高加熱溫度T°C為止的加熱工序、將T°C最高加熱溫度保持(40-172 秒以下的溫度保持工序、從所述最高加熱溫度T°C以1. 0°C /秒以上的冷卻速度邊沖壓邊冷卻至馬氏體相生成溫度Ms點(diǎn)以下為止的冷卻工序。并且，本發(fā)明經(jīng)熱壓加工的鋼板部件的制造方法，其特征在于，鋼板部件以0. 1重量％以下的含量含有B、Ti、Nb、a 中的至少一種，在冷卻工序過程中達(dá)到Ms點(diǎn)之前，進(jìn)行一次以上將鋼板部件成形為規(guī)定形狀的沖壓加工，在加熱工序前對鋼板部件進(jìn)行壓延率30% 以上的冷軋加工。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)槟軌蚴柜R氏體相的平均粒徑為5μπι以下，所以能夠提供既提高韌性又使抗拉強(qiáng)度達(dá)1200MPa以上的高強(qiáng)度鋼板部件。


圖1是給試驗(yàn)編號(hào)6的鋼板部件中馬氏體相拍照的SEM照片圖像。圖2是給本發(fā)明經(jīng)熱壓加工的試驗(yàn)編號(hào)3的鋼板部件中馬氏體相拍照的SEM照片圖像。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明經(jīng)熱壓加工的鋼板部件及其制造方法通過使鋼板部件的金屬組織、特別是馬氏體相的平均粒徑為5μπι以下，在提高韌性的同時(shí)形成高強(qiáng)度。特別是本發(fā)明的鋼板部件抗拉強(qiáng)度達(dá)到1200MPa以上。在此，鋼板部件并不限于形成馬氏體單相的情況。在形成馬氏體相的區(qū)域內(nèi)，其馬氏體相的平均粒徑達(dá)到5μπι以下即可。需說明的是，所謂馬氏體相的平均粒徑是指馬氏體相的結(jié)晶粒徑的平均值。這樣的鋼板部件如下構(gòu)成C含量為0. 15 0. 4重量％，Mn含量或Cr、Mo、Cu、Ni 中至少一種與Mn的總含量為1. 0 5. 0重量％，Si或Al的至少任一種的含量為0. 02 2. 0重量％，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。然后，通過對該鋼板部件實(shí)施以下熱壓加工生成馬氏體相以1. 0°C /秒以上的升溫速度加熱至675 950°C的最高加熱溫度T°C為止、在將最高加熱溫度T°C保持 (40-T/25)秒以下之后、從最高加熱溫度T°C以1.0°C /秒以上的冷卻速度邊沖壓邊冷卻至馬氏體相生成溫度Ms點(diǎn)以下為止。而且，能夠使馬氏體相的平均粒徑為5 μ m以下，能夠制成抗拉強(qiáng)度為1200MPa以上的高強(qiáng)度、高韌性的鋼材或鋼板部件。并且，通過使鋼板部件以0.1重量％以下的含量含有B、Ti、Nb、Zr中的至少一種，能夠使馬氏體相的平均粒徑更小。
以下邊示出實(shí)施例邊詳細(xì)說明。實(shí)施例1首先，使用包含C 含量0.22 重量％、Mn 含量3.0 重量％、Si 含量0· 05 重量％、Al 含量0· 05 重量％、Ti 含量0· 02 重量％、B 含量0· 002 重量％、余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)的鋼，制作厚度1. 4mm的板狀鋼板部件。對該鋼板部件進(jìn)行壓延率60%的冷軋加工。對該鋼板部件將最高到達(dá)溫度T設(shè)為650°c、700°c、775°c、85(rc、95(rc、100(rc， 分別以200°C /秒的升溫速度加熱，在各最高到達(dá)溫度T保持各溫度0. 1秒，之后，以10°C / 秒的冷卻速度分別冷卻至作為馬氏體相的生成溫度的Ms點(diǎn)以下為止。但是，最高到達(dá)溫度 T為1000°C的時(shí)候，最高到達(dá)溫度T的保持時(shí)間設(shè)為4秒。通過電加熱進(jìn)行鋼板部件的加熱，通過自然冷卻進(jìn)行鋼板部件的冷卻。并且，從最高到達(dá)溫度T冷卻至Ms點(diǎn)以下為止的途中，在從最高到達(dá)溫度T降低 100 150°C的狀態(tài)下，對鋼板部件進(jìn)行帽子型的沖壓成形，并且，在降低50 100°C的狀態(tài)下，對鋼板部件進(jìn)行了打孔加工。在鋼板部件充分冷卻之后，成為帽子型的鋼板部件中從頭頂部部分分別切取試驗(yàn)片，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)以及沙爾皮沖擊試驗(yàn)。需說明的是，在進(jìn)行沙爾皮沖擊試驗(yàn)時(shí)在重疊三張?jiān)囼?yàn)片狀態(tài)下進(jìn)行。在各最高到達(dá)溫度T的馬氏體相的平均粒徑、抗拉強(qiáng)度、轉(zhuǎn)變溫度示于表1。并且， 轉(zhuǎn)變溫度為韌性指標(biāo)，韌性越小顯示越高的數(shù)值。表 權(quán)利要求
1.經(jīng)熱壓加工的鋼板部件，其中，鋼板化學(xué)成分組成為c含量為0.15 0. 4重量％， Mn含量或Cr、Mo、Cu、Ni中至少一種與Mn的總含量為1. 0 5. 0重量％，Si或Al的至少任一種的含量為0. 02 2. 0重量％，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)，物理性質(zhì)為馬氏體相的平均粒徑為5μπι以下、抗拉強(qiáng)度為1200MPa以上。
2.權(quán)利要求1的經(jīng)熱壓加工的鋼板部件，其中，B、Ti、Nb、Zr中至少一種的含量為0.1 重量％以下。
3.權(quán)利要求1或2的經(jīng)熱壓加工的鋼板部件，其中，表面上具有厚度為0.1 20 μ m的鍍金覆膜。
4.經(jīng)熱壓加工的鋼板部件的制造方法，所述鋼板部件的制造方法使用包含以下化學(xué)成分組成的原材料鋼板，將該原材料鋼板通過熱壓加工使物理性質(zhì)為馬氏體相的平均粒徑 5 μ m以下、抗拉強(qiáng)度1200MPa以上，所述化學(xué)成分組成為C含量為0. 15 0. 4重量％，Mn 含量或Cr、Mo、Cu、Ni中至少一種與Mn的總含量為1. 0 5. 0重量％，Si或Al的至少任一種的含量為0. 02 2. 0重量％，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)，其中，熱壓加工包括以10°C /秒以上的升溫速度加熱至675 950°C的最高加熱溫度T°C為止的加熱工序； 將所述最高加熱溫度T°C保持(40-172 秒以下的溫度保持工序； 從所述最高加熱溫度T°C以1.0°C /秒以上的冷卻速度邊沖壓邊冷卻至作為馬氏體相生成溫度的Ms點(diǎn)以下為止的冷卻工序。
5.權(quán)利要求4的經(jīng)熱壓加工的鋼板部件的制造方法，其中，所述鋼板部件以0.1重量％ 以下的含量含有B、Ti、Nb、Zr中的至少一種。
6.權(quán)利要求4或5的經(jīng)熱壓加工的鋼板部件的制造方法，其中，在所述冷卻工序中，在達(dá)到所述Ms點(diǎn)之前，進(jìn)行1次以上將所述鋼板部件成形為規(guī)定形狀的沖壓加工。
7.權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)的經(jīng)熱壓加工的鋼板部件的制造方法，其中，在所述加熱工序之前，在所述鋼板部件上進(jìn)行壓延率30%以上的冷軋加工。
全文摘要
為了提供高強(qiáng)度、高韌性的經(jīng)熱壓加工的鋼板部件及其制造方法，將包含以下鋼板化學(xué)成分組成的鋼板部件通過特定的熱壓加工使物理性質(zhì)為馬氏體相的平均粒徑5μm以下、抗拉強(qiáng)度1200MPa以上，所述化學(xué)成分組成為C含量為0.15～0.4重量％，Mn含量或Cr、Mo、Cu、Ni中至少一種與Mn的總含量為1.0～5.0重量％，Si或Al的至少任一種的含量為0.02～2.0重量％，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。
文檔編號(hào)C22C38/58GK102232123SQ200980146815
公開日2011年11月2日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者吉田寬, 瀨沼武秀 申請人:國立大學(xué)法人岡山大學(xué)