ГОРЯЧЕПРЕССОВАННОЕ СТАЛЬНОЕ ЛИСТОВОЕ ИЗДЕЛИЕ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СТАЛЬНОЙ ЛИСТ ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК C22C38/14 C21D9/46 B21D22/20 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к горячепрессованному стальному листовому изделию, используемому в качестве механического конструкционного компонента и подобного, способу его изготовления и стальному листу для горячего прессования.

Уровень техники

[0002] В целях уменьшения массы автомобиля делаются попытки повышения прочности стального материала, используемого для автомобильного корпуса, и снижения веса используемого стального материала. В случае тонкого стального листа, который широко используется для изготовления автомобилей, пригодность для формования прессом, как правило, уменьшается при повышении прочности, и, таким образом, становится затруднительным изготовление компонента, имеющего сложную форму. Например, подвергаемая высокой степени обработки деталь проявляет растрескивание со снижением ковкости, и упругое последействие становится основной причиной снижения размерной точности. Соответственно, оказывается затруднительным изготовление компонентов посредством осуществления прессового формования высокопрочного стального листа, в частности, стального листа, у которого прочность при растяжении составляет 980 МПа или более. Высокопрочный стальной лист легко обрабатывается не посредством прессового формования, а путем роликового формования, но его применение ограничивается компонентами, которые имеют однородное поперечное сечение в продольном направлении.

[0003] Способы так называемого горячего прессования, предназначенного для обеспечения высокой формуемости в высокопрочном стальном листе описаны в патентных документах 1-4. Посредством горячего прессования оказывается возможным формование высокопрочного стального листа с высокой точностью для получения высокопрочного горячепрессованного стального листового изделия.

[0004] С другой стороны, для горячепрессованного стального листового изделия также требуется повышение его пластичности. Однако микроструктуру стали в случае стального листа, полученного способами, которые описаны в патентных документах 1-4, составляет, в основном, однофазный мартенсит, и, таким образом, оказывается затруднительным поиск способов повышения его пластичности.

[0005] Горячепрессованные стальные листовые изделия, предназначенные для повышения пластичности, описаны в патентных документах 5-7, но и для этих традиционных горячепрессованных стальных листовых изделий также оказывается затруднительным баланс прочности и пластичности.

[0006] Горячепрессованное стальное листовое изделие, предназначенное для повышения пластичности, описано также в патентном документе 8. Однако для изготовления горячепрессованного стального листового изделия требуется сложное регулирование, и, таким образом, возникают другие проблемы, такие как снижение производительности и повышение производственных расходов.

Список цитируемой литературы

Патентная литература

[0007] патентный документ 1: патент Соединенного Королевства № 1490535

Патентный документ 2: выложенная японская патентная публикация № 10-96031

Патентный документ 3: выложенная японская патентная публикация № 2009-197253

Патентный документ 4: выложенная японская патентная публикация № 2009-35793

Патентный документ 5: выложенная японская патентная публикация № 2010-65292

Патентный документ 6: выложенная японская патентная публикация № 2010-65293

Патентный документ 7: перевод на японский язык публикации международной патентной заявки PCT № 2010-521584

Патентный документ 8: публикация выложенной японской патентной заявки № 2010-131672

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0008] Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить горячепрессованное стальное листовое изделие, пригодное для получения превосходной прочности и пластичности без осуществления сложного регулирования, способ его изготовления и стальной лист для горячего прессования.

Решение проблемы

[0009] В результате всесторонних исследований в целях решения вышеупомянутых проблем, авторы изобретения настоящей заявки обнаружили, что горячепрессованное стальное листовое изделие, имеющее микроструктуру стали, которая представляет собой многофазную микроструктуру, содержащую феррит и мартенсит, может быть получено без осуществления сложного регулирования, которое описано в патентном документе 8, посредством обработки стального листа для горячего прессования, имеющего химический состав, включающий определенные количества C и Mn и относительно большое количество Ti, а также имеющего определенную микроструктуру стали, включая горячее прессование (горячую штамповку) в определенных условиях. Авторы изобретения настоящей заявки также обнаружили, что горячепрессованное стальное листовое изделие имеет высокую прочность при растяжении, составляющую 980 МПа или более, и превосходную пластичности. Авторы изобретения настоящей заявки выявили разнообразные аспекты настоящего изобретения, которые описаны ниже.

[0010] (1) Горячепрессованное стальное листовое изделие, которое содержит:

химический состав, включающий (мас.%):

C: от 0,10% до 0,24%;

Si: от 0,001% до 2,0%;

Mn: от 1,2% до 2,3%;

растворимый Al: от 0,001% до 1,0%;

Ti: от 0,060% до 0,20%;

P: 0,05% или менее;

S: 0,01% или менее;

N: 0,01% или менее;

Nb: от 0% до 0,20%;

V: от 0% до 0,20%;

Cr: от 0% до 1,0%;

Mo: от 0% до 0,15%;

Cu: от 0% до 1,0%;

Ni: от 0% до 1,0%;

Ca: от 0% до 0,01%;

Mg: от 0% до 0,01%;

РЗМ: от 0% до 0,01%;

Zr: от 0% до 0,01%;

B: от 0% до 0,005%;

Bi: от 0% до 0,01%; и

остаток: Fe и примеси; и

микроструктуру стали, включающая (в долях площади):

феррит: от 10% до 70%;

мартенсит: 30% до 90%; и

причем суммарная площадь феррита и мартенсита составляет от 90% до 100%,

причем в стали 90% или более всего Ti находится в виде включений, и

причем прочность при растяжении горячепрессованного стального листового изделия составляет 980 МПа или более.

[0011] (2) Горячепрессованное стальное листовое изделие по пункту (1), химический состав которого содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, которую составляют (мас.%):

Nb: от 0,003% до 0,20%;

V: от 0,003% до 0,20%;

Cr: от 0,005% до 1,0%;

Mo: от 0,005% до 0,15%;

Cu: от 0,005% до 1,0%; и

Ni: от 0,005% до 1,0%.

[0012] (3) Горячепрессованное стальное листовое изделие по пункту (1) или (2), химический состав которого содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, которую составляют (мас.%):

Ca: от 0,0003% до 0,01%;

Mg: от 0,0003% до 0,01%;

РЗМ: от 0,0003% до 0,01%; и

Zr: от 0,0003% до 0,01%.

[0013] (4) Горячепрессованное стальное листовое изделие по любому из пунктов (1)-(3), химический состав которого включает (мас.%) B: от 0,0003% до 0,005%.

[0014] (5) Горячепрессованное стальное листовое изделие по любому из пунктов (1)-(4), химический состав которого включает (мас.%) Bi: от 0,0003% до 0,01%.

[0015] (6) Стальной лист для горячего прессования, содержащий:

химический состав, включающий (мас.%):

C: от 0,10% до 0,24%;

Si: от 0,001% до 2,0%;

Mn: от 1,2% до 2,3%;

растворимый Al: от 0,001% до 1,0%;

Ti: от 0,060% до 0,20%;

P: 0,05% или менее;

S: 0,01% или менее;

N: 0,01% или менее;

Nb: от 0% до 0,20%;

V: от 0% до 0,20%;

Cr: от 0% до 1,0%;

Mo: от 0% до 0,15%;

Cu: от 0% до 1,0%;

Ni: от 0% до 1,0%;

Ca: от 0% до 0,01%;

Mg: от 0% до 0,01%;

РЗМ: от 0% до 0,01%;

Zr: от 0% до 0,01%;

B: от 0% до 0,005%;

Bi: от 0% до 0,01%; и

остаток: Fe и примеси,

причем в стали 70% или более всего Ti находится в виде включений.

[0016] (7) Стальной лист для горячего прессования по пункту (6), химический состав которого содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, которую составляют (мас.%):

Nb: от 0,003% до 0,20%;

V: от 0,003% до 0,20%;

Cr: от 0,005% до 1,0%;

Mo: от 0,005% до 0,15%;

Cu: от 0,005% до 1,0%; и

Ni: от 0,005% до 1,0%.

[0017] (8) Стальной лист для горячего прессования по пункту (6) или (7), химический состав которого содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, которую составляют (мас.%):

Ca: от 0,0003% до 0,01%;

Mg: от 0,0003% до 0,01%;

РЗМ: от 0,0003% до 0,01%; и

Zr: от 0,0003% до 0,01%.

[0018] (9) Стальной лист для горячего прессования по любому из пунктов (6)-(8), химический состав которого включает (мас.%) B: от 0,0003% до 0,005%.

[0019] (10) Стальной лист для горячего прессования по любому из пунктов (6)-(9), химический состав которого включает (мас.%) Bi: от 0,0003% до 0,01%.

[0020] (11) Способ изготовления горячепрессованного стального листового изделия, включающий:

нагревание стального листа для горячего прессования по любому из п.п. (6)-(10) в температурном интервале от температуры Ac3 до температуры Ac3 +100°C в течение периода от одной минуты до 10 минут; и

горячее прессование после нагревания,

причем горячее прессование включает:

первое охлаждение в температурном интервале от 600°C до 750°C; и

второе охлаждение в температурном интервале от 150°C до 600°C,

причем средняя скорость охлаждения составляет от 3°C/с до 200°C/с для обеспечения начала выделения феррита в температурном интервале от 600°C до 750°C при первом охлаждении, и

причем средняя скорость охлаждения составляет от 10°C/с до 500°C/с при втором охлаждении.

Полезные эффекты изобретения

[0021] Согласно настоящему изобретению, становится возможным получение превосходной пластичности с одновременным достижением высокой прочности при растяжении без осуществления сложного регулирования.

Краткое описание чертежей

[0022] [Фиг. 1] Фиг. 1 представляет изображение, иллюстрирующее фотографию микроструктуры металла в случае горячепрессованного стального листового изделия согласно варианту осуществления.

Описание вариантов осуществления

[0023] Далее будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения предлагают горячепрессованное стальное листовое изделие, у которого прочность при растяжении составляет 980 МПа или более.

[0024] Сначала будут описаны химические составы горячепрессованного стального листового изделия (далее иногда называется "стальное листовое изделие") согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а также используемого в его изготовлении стального листа для горячего прессования. В следующем описании процент, который представляет собой единицу содержания каждого элемента, присутствующего в стальном листовом изделии или в стальном листе для горячего прессования, означает массовый процент, если не определяется другое.

[0025] Химические составы стального листового изделия согласно варианту осуществления и используемого в его изготовлении стального листа для горячего прессования определяются следующим образом (мас.%): C: от 0,10% до 0,24%; Si: от 0,001% до 2,0%; Mn: от 1,2% до 2,3%; растворимый Al: от 0,001% до 1,0%; Ti: от 0,060% до 0,20%; P: 0,05% или менее; S: 0,01% или менее; N: 0,01% или менее; Nb: от 0% до 0,20%; V: от 0% до 0,20%; Cr: от 0% до 1,0%; Mo: от 0% до 0,15%; Cu: от 0% до 1,0%; Ni: от 0% до 1,0%; Ca: от 0% до 0,01%; Mg: от 0% до 0,01%; РЗМ: от 0% до 0,01%; Zr: от 0% до 0,01%; B: от 0% до 0,005%; Bi: от 0% до 0,01%; и остаток: Fe и примеси. Примеры примесей представляют собой элементы, которые содержатся в исходных материалах, такие как руда и лом, а также элементы, которые попадают в смесь в течение производственного процесса.

[0026] (C: от 0,10% до 0,24%)

Углерод представляет собой очень важный элемент, который улучшает закаливаемость стального листа для горячего прессования и, в основном, определяет прочность стального листового изделия. Когда содержание C в стальном листовом изделии составляет менее чем 0,10%, может оказаться затруднительным обеспечение прочности при растяжении, составляющей 980 МПа или более. Соответственно, содержание C составляет 0,10% или более. Когда содержание C стального листа для горячего прессования составляет более чем 0,24%, микроструктура стали в случае стального листового изделия может превращаться в однофазный мартенсит, и наблюдается значительное ухудшение пластичности. Соответственно, содержание C составляет 0,24% или менее. Содержание C в стальном листовом изделии составляет предпочтительно 0,21% или менее и предпочтительнее 0,18% или менее с точки зрения свариваемости.

[0027] (Si: от 0,001% до 2,0%)

Кремний представляет собой элемент, который эффективно улучшает прочность и ковкость стального листового изделия. Когда содержание Si составляет менее чем 0,001%, может оказаться затруднительным достижение описанных выше эффектов. Соответственно, содержание Si составляет 0,001% или более. Когда содержание Si составляет более чем 2,0%, описанные выше эффекты могут насыщаться, и в результате этого наблюдается экономический убыток, и смачиваемость при нанесении гальванического покрытия значительно ухудшается, что зачастую делает невозможным нанесение покрытия. Соответственно, содержание Si составляет 2,0% или менее. С точки зрения дополнительного улучшения ковкости, содержание Si составляет предпочтительно 0,05% или более. С точки зрения улучшения свариваемость, содержание Si составляет предпочтительно 0,2% или более. С точки зрения относительного снижения температуры, при которой микроструктура стали превращается в однофазный аустенит в процессе горячего прессования, содержание Si составляет предпочтительно 0,6% или менее. Когда температура представляет собой относительно низкую температуру, могут быть получены такие эффекты, как уменьшение продолжительности нагревания, повышение производительности, снижение производственных расходов и предотвращение повреждения нагревательной печи.

[0028] (Mn: от 1,2% до 2,3%)

Марганец представляет собой элемент, который весьма эффективно улучшает закаливаемость стального листа для горячего прессования и обеспечивает прочность стального листового изделия. Когда содержание Mn составляет менее чем 1,2%, может оказаться затруднительным достижение описанных выше эффектов. Соответственно, содержание Mn составляет 1,2% или более. Когда содержание Mn составляет более чем 2,3%, микроструктура стали в случае стального листового изделия может превращаться в однофазный мартенсит, и наблюдается значительное ухудшение ковкости. Соответственно, содержание Mn составляет 2,3% или менее. С точки зрения относительного снижения температуры, составляющей, например, 860°C или менее, при которой микроструктура стали превращается в однофазный аустенит в процессе горячего прессования, содержание Mn составляет предпочтительно 1,4% или более. С точки зрения предотвращения превращения микроструктуры стали в случае стального листового изделия в существенно строчечную микроструктуру и получения в результате этого превосходной сгибаемости, содержание Mn составляет предпочтительно 2,2% или менее и предпочтительнее 2,1% или менее.

[0029] (Растворимый Al (растворимый в кислоте Al): от 0,001% до 1,0%)

Алюминий представляет собой элемент, обеспечивающий эффект раскисления стали, который улучшает стальной материал. Кроме того, Al также производит эффект повышения выхода образующего карбонитрид элемента, такого как Ti и т.д. Когда содержание растворимого Al составляет менее чем 0,001%, может оказаться затруднительным достижение описанных выше эффектов. Соответственно, содержание растворимого Al составляет 0,001% или более. В целях более надежного получения описанных выше эффектов, содержание растворимого Al составляет предпочтительно 0,015% или более. Когда содержание растворимого Al составляет более чем 1,0%, свариваемость может значительно ухудшаться, содержание включений на оксидной основе может увеличение, и поверхностные свойства могут значительно ухудшаться. Соответственно, содержание растворимого Al составляет 1,0% или менее. В целях получения улучшенных поверхностных свойств, содержание растворимого Al составляет предпочтительно 0,080% или менее.

[0030] (Ti: от 0,060% до 0,20%)

Титан представляет собой элемент, который ускоряет ферритное превращение в процессе горячего прессования. Ускорение ферритного превращения в значительной степени улучшает пластичность стального листового изделия. Кроме того, Ti образует тонкодисперсные осадки, образуя карбид, нитрид или карбонитрид, что делает более тонкой микроструктуру стали в случае стального листового изделия. Когда содержание Ti составляет менее чем 0,060%, ферритное превращение не ускоряется в достаточной степени, повышается вероятность превращения микроструктуры стали в случае стального листового изделия в однофазный мартенсит, и становится невозможным получение достаточной ковкости. Соответственно, содержание Ti составляет 0,060% или более. С точки зрения дополнительного улучшения ковкость, содержание Ti составляет предпочтительно 0,075% или более. Когда содержание Ti составляет более чем 0,20%, крупнодисперсный карбонитрид может образовываться в течение литья и в течение горячей прокатки при получении стальной лист для горячего прессования, и здесь наблюдается значительное ухудшение ударной вязкости. Соответственно, содержание Ti составляет 0,20% или менее. С точки зрения обеспечения превосходной ударной вязкости, содержание Ti составляет предпочтительно 0,18% или менее и предпочтительнее 0,15% или менее.

[0031] (P: 0,05% или менее)

Фосфор представляет собой необязательный элемент, который присутствует в стали, например, в форме примеси. С точки зрения свариваемости, чем меньше содержание P, тем лучше. В частности, когда содержание P составляет более чем 0,05%, свариваемость может значительно ухудшаться. Соответственно, содержание P составляет 0,05% или менее. В целях обеспечения улучшенной свариваемости, содержание P составляет предпочтительно 0,018% или менее. С другой стороны, P производит эффект повышения прочности стали посредством упрочнения за счет твердого раствора. Для достижения этого эффекта, содержание P может составлять 0,003% или более.

[0032] (S: 0,01% или менее)

Сера представляет собой необязательный элемент, который присутствует в стали, например, в форме примеси. С точки зрения свариваемости, чем меньше содержание S, тем лучше. В частности, когда содержание S составляет более чем 0,01%, свариваемость можно значительно ухудшаться. Соответственно, содержание S составляет 0,01% или менее. В целях обеспечения улучшенной свариваемости, содержание S составляет предпочтительно 0,003% или менее и предпочтительнее 0,0015% или менее.

[0033] (N: 0,01% или менее)

Азот представляет собой необязательный элемент, который присутствует в стали, например, в форме примеси. С точки зрения свариваемости, чем ниже содержание N, тем лучше. В частности, когда содержание N составляет более чем 0,01%, свариваемость может значительно ухудшаться. Соответственно, содержание N составляет 0,01% или менее. В целях обеспечения улучшенной свариваемости, содержание N составляет предпочтительно 0,006% или менее.

[0034] Nb, V, Cr, Mo, Cu, Ni, Ca, Mg, РЗМ, Zr, B и Bi представляют собой необязательные и произвольные элементы, которые могут соответствующим образом содержаться вплоть до заданного количества, представляющего собой предельное содержание, в стальном листовом изделии и в стальном листе для горячего прессования.

[0035] (Nb: от 0% до 0,20%, V: от 0% до 0,20%, Cr: от 0% до 1,0%, Mo: от 0% до 0,15%, Cu: от 0% до 1,0%, Ni: от 0% до 1,0%)

Каждый из Nb, V, Cr, Mo, Cu и Ni представляет собой элемент, который улучшает закаливаемость стального листа для горячего прессования и производит эффект устойчивого обеспечения прочность стального листового изделия. Соответственно, могут содержаться один или несколько металлов, выбранных из группы, которую составляют эти элементы. Однако в отношении Nb и V, когда содержание какого-либо из этих элементов составляет более чем 0,20%, не только горячая прокатка и холодная прокатка в целях получения стального листа для горячего прессования могут становиться затруднительными, но также микроструктура стали в случае стального листового изделия может превращаться в однофазный мартенсит, и наблюдается значительное ухудшение ковкости. Соответственно, содержание каждого из этих элементов (содержание Nb и содержание V) составляет 0,20% или менее. Что касается Cr, когда его содержание составляет более чем 1,0%, может становиться затруднительным устойчивое обеспечение прочности. Соответственно, содержание Cr составляет 1,0% или менее. Что касается Mo, когда его содержание составляет более чем 0,15%, микроструктура стали в случае стального листового изделия может превращаться в однофазный мартенсит, и наблюдается значительное ухудшение пластичности. Соответственно, содержание Mo составляет 0,15% или менее. Что касается Cu и Ni, когда содержание какого-либо из этих элементов составляет 1,0%, описанные выше эффекты могут насыщаться, и в результате этого возникает экономический убыток, а также становятся затруднительными горячая прокатка и холодная прокатка в целях получения стального листа для горячего прессования. Соответственно, содержание каждого из этих элементов (содержание Cu и содержание Ni) составляет 1,0% или менее. В целях устойчивого обеспечения прочность стального листового изделия, содержание каждого из этих элементов (содержание Nb и содержание V) составляет предпочтительно 0,003% или более, и содержание каждого из этих элементов (содержание Cr, содержание Mo, содержание Cu и содержание Ni) составляет предпочтительно 0,005% или более. Более конкретно, оказывается предпочтительным выполнение, по меньшей мере, одного из следующих условий: "Nb: от 0,003% до 0,20%", "V: от 0,003% до 0,20%", "Cr: от 0,005% до 1,0%", "Mo: от 0,005% до 0,15%", "Cu: от 0,005% до 1,0%" и "Ni: от 0,005% до 1,0%".

[0036] (Ca: от 0% до 0,01%, Mg: от 0% до 0,01%, РЗМ: от 0% до 0,01%, Zr: от 0% до 0,01%)

Каждый из Ca, Mg, РЗМ и Zr представляет собой элемент, который производит эффект, способствующий ограничению числа включений, в частности, тонкой дисперсии включений, что повышает ударную вязкость. Соответственно, могут содержаться один или несколько металлов, выбранных из группы, которую составляют эти элементы. Однако когда содержание какого-либо из них составляет более чем 0,01%, может становиться очевидным ухудшение поверхностных свойств. Соответственно, содержание каждого из этих металлов, включая содержание Ca, содержание Mg, содержание РЗМ и содержание Zr, составляет 0,01% или менее. В целях повышения ударной вязкости содержание каждого из этих металлов, включая содержание Ca, содержание Mg, содержание РЗМ и содержание Zr, составляет предпочтительно 0,0003% или более. Более конкретно, оказывается предпочтительным выполнение, по меньшей мере, одного из следующих условий: "Ca: от 0,0003% до 0,01%", "Mg: от 0,0003% до 0,01%", "РЗМ: от 0,0003% до 0,01%", и "Zr: от 0,0003% до 0,01%".

[0037] Редкоземельные металлы (РЗМ) представляют собой элементы 17 видов, включая Sc, Y, La и лантаниды, и "содержание РЗМ" означает суммарное содержание этих элементов 17 видов. Лантаниды в промышленности используются в такой форме, как, например, мишметалл.

[0038] (B: от 0% до 0,005%)

Бор представляет собой элемент, который производит эффект повышения ударной вязкости стального листа. Соответственно, B может содержаться в его составе. Однако когда содержание B составляет более чем 0,005%, микроструктура стали в случае стального листового изделия может превращаться в однофазный мартенсит, и здесь наблюдается значительное ухудшение пластичности. Кроме того, ухудшается обрабатываемость в горячем состоянии, и может становиться затруднительной горячая прокатка в целях получения стального листа для горячего прессования. Соответственно, содержание B составляет 0,005% или менее. В целях повышения ударной вязкости, содержание B составляет предпочтительно 0,0003% или более. Более конкретно, содержание B составляет предпочтительно от 0,0003% до 0,005%.

[0039] (Bi: от 0% до 0,01%)

Висмут представляет собой элемент, который производит эффект получения однородной микроструктуры в целях улучшения пластичности стали. Соответственно, Bi может содержаться в ее составе. Однако когда содержание Bi составляет более чем 0,01%, ухудшается обрабатываемость в горячем состоянии, и может становиться затруднительной горячая прокатка в целях получения стального листа для горячего прессования. Соответственно, содержание Bi составляет 0,01% или менее. В целях улучшения ковкости, содержание Bi составляет предпочтительно 0,0003% или более. Более конкретно, содержание Bi составляет предпочтительно от 0,0003% до 0,01%.

[0040] Далее будут описана микроструктура стали в случае стального листового изделия согласно варианту осуществления и включения в стальном листовом изделии. Стальное листовое изделие имеет микроструктуру стали, которую составляют (в долях площади): феррит: от 10% до 70%; мартенсит: 30% до 90%; причем суммарная площадь феррита и мартенсита составляет от 90% до 100%. Кроме того, в стали в виде включений выделяется 90% или более всего Ti. Каждое из численных значений, которое относится к микроструктуре стали, представляет собой, например, среднее значение для всего стального листового изделия в направлении его толщины, но среднее значение может представлять собой численное значение, которое относится к микроструктуре стали, в той точке, где глубина от поверхности стального листового изделия составляет 1/4 толщины стального листового изделия (далее эта точка иногда упоминается как "положение на 1/4 глубины"). Например, когда толщина стального листового изделия составляет 2,0 мм, среднее значение может представлять собой численное значение в той точке, где глубина от поверхности составляет 0,50 мм. Это объясняется тем, что микроструктура стали в положении на 1/4 глубины является показательной в качестве средней микроструктуры стали в направлении толщины стального листового изделия.

[0041] (Доля площади феррита: от 10% до 70%)

Феррит, выделившийся в сетчатой форме, способствует улучшению ковкости стального листового изделия. Когда относительная площадь феррита составляет менее чем 10%, уменьшается вероятность того, что феррит образует сетку, и не может быть получена достаточная пластичность. Соответственно, площадь феррита составляет 10% или более. Когда площадь феррита составляет более чем 70%, площадь мартенсита обязательно составляет менее чем 30%, и может оказаться затруднительным обеспечение прочности стального листового изделия при растяжении, составляющей 980 МПа или более. Соответственно, площадь феррита составляет 70% или менее.

[0042] (доля площади мартенсита: от 30% до 90%)

Мартенсит имеет большое значение для увеличения прочность стального листового изделия. Когда площадь мартенсита составляет менее чем 30%, может оказаться затруднительным обеспечение прочности стального листового изделия при растяжении, составляющей 980 МПа или более. Соответственно, площадь мартенсита составляет 30% или более. Когда площадь мартенсита составляет более чем 90%, площадь феррита обязательно составляет менее чем 10%, и не может быть получена достаточная ковкость. Соответственно, площадь мартенсита составляет 90% или менее.

[0043] (Суммарная площадь феррита и мартенсита: от 90% до 100%)

Микроструктуру стали горячепрессованного стального листового изделия согласно варианту осуществления предпочтительно составляют феррит и мартенсит, а именно суммарная площадь феррита и мартенсита составляет предпочтительно 100%. Однако в зависимости от производственных условия, один или несколько компонентов, выбранных из группы, которую составляют бейнит, остаточный аустенит, цементит и перлит, могут содержаться в качестве фазы или микроструктуры, которая не представляют собой феррит и мартенсит. В этом случае, когда площадь фазы или микроструктуры, которая не представляют собой феррит и мартенсит, составляет более чем 10%, целевые свойства не могут быть получены в некоторых случаях вследствие воздействия фазы или микроструктуры. Соответственно, площадь фазы или микроструктуры, которая не представляют собой феррит и мартенсит, составляет 10% или менее. Таким образом, суммарная относительная площадь феррита и мартенсита составляет 90% или более.

[0044] В качестве способа измерения относительной площади каждой фазы в вышеупомянутой микроструктуре стали может использоваться способ, хорошо известный специалисту в данной области техники. Каждое значение площади вычисляется, например, как среднее значение результата измерения в поперечном сечении, перпендикулярного направлению прокатки, и результата измерения в поперечном сечении, перпендикулярном направлению ширины листа (направление, перпендикулярное направление прокатки). Другими словами, доля площади вычисляется, например, как среднее значение относительных площадей, измеренных в двух поперечных сечениях.

[0045] (Процентная доля выделившегося во включениях Ti: 90% или более)

Выделившийся во включения Ti способствует устойчивому обеспечению прочности при растяжении стального листового изделия. Как описано выше, стальное листовое изделие содержит от 0,060% до 0,20% Ti, и когда процентная доля выделившегося во включениях Ti составляет менее чем 90%, может оказаться затруднительным обеспечение описанных выше эффектов. Соответственно, процентная доля выделившегося во включениях Ti в стальном листовом изделии по отношению к полному содержанию Ti в стали составляет 90% или более. Выделившийся во включениях Ti в стальном листовом изделии присутствует, например, как карбид, нитрид или карбонитрид. Количество выделившегося во включениях Ti в стальном листовом изделии может определяться в процессе анализа методом индуктивно-связанной плазмы (ИСП) остатка, полученного посредством электрохимического извлечения из стального листового изделия.

[0046] Стальное листовое изделие может быть изготовлено посредством обработки определенного стального лист для горячего прессования в определенных условиях.

[0047] Далее будет описан стальной лист для горячего прессования, используемый в изготовлении стального листового изделия согласно варианту осуществления. В стальном листе для горячего прессования 70% или более всего Ti в стали выделяется во включения.

[0048] Микроструктура стали в случае стального листа для горячего прессования не ограничивается определенным образом. Это объясняется тем, что стальной лист для горячего прессования нагревается до температуры на уровне температуры Ac3 или до более высокой температуры в процессе горячего прессования, как будет описано далее.

[0049] (Процентная доля выделившегося во включениях Ti: 70% или более)

Когда процентная доля выделившегося во включения Ti по отношению к полному содержанию Ti в стальном листе для горячего прессования составляет менее чем 70%, оказывается менее вероятным осуществление ферритного превращения в процессе горячего прессования, и может оказаться затруднительным получение стального листового изделия, имеющего желательную микроструктуру стали. Соответственно, в стальном листе для горячего прессования, процентная доля выделившегося во включения Ti по отношению к полному содержанию Ti в стали составляет 70% или более.

[0050] Далее будет описан способ изготовления стального листового изделия согласно варианту осуществления, а именно, способ обработки стального листа для горячего прессования. В процессе обработки стального листа для горячего прессования этот стальной лист для горячего прессования нагревается в температурном интервале от температуры Ac3 до температуры Ac3 +100°C в течение периода от одной минуты до 10 минут и подвергается горячему прессованию после нагревания. В процессе горячего прессования первое охлаждение осуществляется в температурном интервале от 600°C до 750°C, и второе охлаждение осуществляется в температурном интервале от 150°C до 600°C. При первом охлаждении средняя скорость охлаждения составляет от 3°C/с до 200°C/с, и выделение феррита начинается в температурном интервале от 600°C до 750°C. При втором охлаждении средняя скорость охлаждения составляет от 10°C/с до 500°C/с.

[0051] (Температура нагревания стального листа для горячего прессования: температурный интервал от температуры Ac3 до температуры Ac3 +100°C)

Стальной лист, который подвергается горячему прессованию, а именно, стальной лист для горячего прессования нагревается в температурном интервале от температуры Ac3 до температуры Ac3 +100°C. Температура Ac3 представляет собой температуру, выраженную в °C, при которой микроструктура стали превращается в однофазный аустенит, и эта температура вычисляется по следующей эмпирической формуле (i).

[0052] Ac3 = 910 - 203×C^0,5 - 15,2×Ni + 44,7×Si + 104×V + 31,5×Mo - 30× Mn - 11×Cr - 20×Cu + 700×P + 400×Al + 50×Ti... (i)

Здесь символ элемента в приведенной выше формуле означает содержание соответствующего элемента, выраженное в массовых процентах для каждого элемента в химическом составе стального листа.

[0053] Когда температура нагревания составляет менее чем температура Ac3, оказывается вероятным, что микроструктура стали в случае стального листового изделия становится неоднородной, и у стального листового изделия оказывается неустойчивой прочность при растяжении, и может ухудшаться пластичность. Соответственно, температура нагревания представляет собой температуру Ac3 или более высокую температуру. Когда температура нагревания составляет более чем температура Ac3 +100°C, устойчивость границ аустенитных зерен чрезмерно увеличивается, и становится менее вероятным ускорение ферритного превращения. В результате этого микроструктура стали в случае стального листового изделия превращается в однофазный мартенсит, и ковкость значительно ухудшается. Кроме того, когда содержание Ti составляет менее чем 0,08%, становится вероятным растворение выделившегося во включениях Ti. Соответственно, температура нагревания представляет собой температуру Ac3 +100°C или менее высокую температуру. С точки зрения предотвращения повреждения нагревательной печи и улучшения производительность, температура нагревания составляет предпочтительно 860°C или менее. Регулирование состава стального листа для горячего прессования соответствующим образом делает возможным превращение микроструктуры стали в однофазный аустенит при температуре, составляющей 860°C или менее.

[0054] (Продолжительность нагревания стального листа для горячего прессования: от 1 минуты до 10 минут)

Когда продолжительность нагревания составляет менее чем 1 минуту, становится вероятным, что однофазная микроструктура аустенита оказывается неоднородной, и может оказаться затруднительным устойчивое обеспечение прочности. Соответственно, продолжительность нагревания составляет 1 минуту или более. Когда продолжительность нагревания составляет более чем 10 минут, становится менее вероятным осуществление ферритного превращения в течение последующего охлаждения, и микроструктура стали в случае стального листового изделия может превращаться в однофазный мартенсит, и может значительно ухудшаться пластичность. Кроме того, может становиться значительным уменьшение производительности. Соответственно, продолжительность нагревания составляет 10 минут или менее.

[0055] Продолжительность нагревания представляет собой период времени от момента, когда температура стального листа достигает уровня Ac3, до момента окончания нагревания. Момент окончания нагревания представляет собой момент времени, когда стальной лист извлекается из нагревательной печи в случае использования нагревательной печи, причем он представляет собой момент времени, когда выключается индукционный или аналогичный режим в случае электрического резистивного нагревания или индукционного нагревания.

[0056] Средняя скорость нагревания при нагревании до температуры в интервале от температуры Ac3 до температуры Ac3 +100°C составляет предпочтительно от 0,2°C/с до 100°C/с. Установление средней скорости нагревания на уровне 0,2°C/с или более делает возможным обеспечение более высокой производительности. Кроме того, установление средней скорости нагревания на уровне 100°C/с или менее упрощает регулирование температуры нагревания, когда нагревание осуществляется посредством использования обычной печи. В случае осуществления высокочастотного нагревания или электрического резистивного нагревания, даже когда средняя скорость нагревания составляет более чем 100°C/с, регулирование температуры нагревания является несложным, таким образом, что средняя скорость нагревания может составлять более чем 100°C/с. Средняя скорость нагревания в температурном интервале от 700°C до температуры Ac3 составляет предпочтительно от 1°C/с до 10°C/с. Когда средняя скорость нагревания в данном температурном интервале находится в вышеупомянутых пределах, может быть получена еще более однородная микроструктура стали в случае стального листового изделия, а также может дополнительно улучшаться пластичность.

[0057] (Температура начала выделения феррита: от 600°C до 750°C)

Температура начала выделения феррита в процессе горячего прессования влияет на качество феррита. Когда температура начала выделения феррита составляет более чем 750°C, частицы феррита могут укрупняться, и ударная вязкость может ухудшаться. Когда температура начала выделения феррита составляет менее чем 600°C, может увеличиваться плотность дислокаций в феррите, и пластичность может ухудшаться. Соответственно, при первом охлаждении, феррит начинает выделяться в температурном интервале от 600°C до 750°C.

[0058] (Средняя скорость охлаждения при первом охлаждении: от 3°C/с до 200°C/с)

Температура, при которой феррит начинает выделяться, а именно, температура начала выделения феррита может регулироваться посредством изменения средней скорости охлаждения в процессе горячего прессования. Например, первое охлаждение предпочтительно осуществляется в условиях, полученных посредством анализа кривой термического расширения. Однако когда средняя скорость охлаждения при первом охлаждении составляет менее чем 3°C/с, даже когда температура начала выделения феррита находится в интервале от 600°C до 750°C, ферритное превращение осуществляется в чрезмерной степени, таким образом, что оказывается затруднительным получение доли площади мартенсита в стальном листовом изделии, составляющей 30% или более, и не может быть получена прочность при растяжении, составляющая 980 МПа или более. Может оказаться затруднительным установление средней скорости охлаждения, составляющей менее чем 3°C/с, только посредством воздушного охлаждение или посредством охлаждения сжатым воздухом. Соответственно, средняя скорость охлаждения при первом охлаждении составляет 3°C/с или более. Эта средняя скорость охлаждения составляет предпочтительно 6°C/с или более. Кроме того, когда средняя скорость охлаждения при первом охлаждении составляет более чем 200°C/с, даже когда температура начала выделения феррита находится в интервале от 600°C до 750°C, может оказаться затруднительным получение доли площади феррита в стальном листовом изделии, составляющей 10% или более, и превосходная пластичность не может быть получена. Соответственно, средняя скорость охлаждения при первом охлаждении составляет 200°C/с или менее. Эта средняя скорость охлаждения составляет предпочтительно 60°C/с или менее.

[0059] В случае использования стального листа для горячего прессования, который имеет описанный выше химический состав, и в котором во включения выделяется 70% или более Ti из всего Ti, содержащегося в стали, феррит начинает выделяться в температурном интервале от 600°C до 750°C, когда средняя скорость охлаждения в температурном интервале от 600°C до 750°C составляет от 3°C/с до 200°C/с.

[0060] (Средняя скорость охлаждения при втором охлаждении: от 1,0°C/с до 500°C/с)

Важно уменьшить вероятность осуществления диффузионного превращения в процессе охлаждения в температурном интервале от 150°C до 600°C. Когда средняя скорость охлаждения в данном температурном интервале составляет менее чем 10°C/с, становится вероятным осуществление бейнитного превращения, которое представляет собой диффузионное превращение, таким образом, что может оказаться затруднительным получение относительной площади мартенсита в стальном листовом изделии, составляющей 30% или более, и может оказаться затруднительным обеспечение прочности при растяжении, составляющей 980 МПа или более. Соответственно, средняя скорость охлаждения при втором охлаждении составляет 10°C/с или более. С точки зрения более надежного обеспечения повышенной доли площади мартенсита, средняя скорость охлаждения составляет предпочтительно 15°C/с или более. Может оказаться затруднительным получение средней скорости охлаждения при втором охлаждении, составляющей более чем 500°C/с, с использованием обычного устройства. Соответственно, средняя скорость охлаждения в данном температурном интервале составляет 500°C/с или менее. С точки зрения более устойчивого охлаждения, средняя скорость охлаждения составляет предпочтительно 200°C/с или менее.

[0061] Между первым охлаждением и вторым охлаждением получается микроструктура стали, в которой мелкие частицы феррита распределяется в сетчатой форме, как проиллюстрировано на фиг. 1. Такая микроструктура стали эффективно обеспечивает улучшение пластичности.

[0062] При втором охлаждении становится вероятным, что тепловыделение посредством фазового превращения значительно увеличивается после того, как температура достигает 600°C. Таким образом, когда охлаждение в температурном интервале от менее чем 600°C осуществляется таким же способом, как охлаждение в температурном интервале от 600°C или более, в некоторых случаях может оказаться затруднительным обеспечение достаточной средней скорости охлаждения. Оказывается предпочтительным осуществление второго охлаждения от 600°C до 150°C в более интенсивном режиме, чем первое охлаждение до 600°C. Например, оказывается предпочтительным использование следующего способа.

[0063] Как правило, охлаждение в процессе горячего прессования осуществляется посредством заблаговременного установления температуры матрицы, изготовленной из стали и используемой для прессования нагреваемого стального листа, на уровне нормальной температуры или на уровне температуры, превышающей ее приблизительно на несколько десятков градусов Цельсия, и введения стального листа в контакт с матрицей. Соответственно, средняя скорость охлаждения может регулироваться, например, посредством изменения теплоемкости при изменении размера матрицы. Средняя скорость охлаждения может также регулироваться посредством замены материала матрицы на другой металл (например, Cu и подобное). Средняя скорость охлаждения может также регулироваться посредством использования матрицы с водяным охлаждением и изменения количества охлаждающей воды, протекающей через матрицу. Средняя скорость охлаждения может также регулироваться посредством заблаговременного изготовления многочисленных каналов в матрице и пропускания воды через эти каналы в процессе горячего прессования. Средняя скорость охлаждения может также регулироваться посредством установки устройства для горячего прессования в середине процесса горячего прессования и пропускания воды через его пространство. Средняя скорость охлаждения может также регулироваться посредством изменения зазора матрицы и изменения площади контакта между матрицей и стальным листом.

[0064] Примеры способа увеличения скорости охлаждения в температурном интервале от 600°C или менее включают следующие три способа.

(a) Немедленно после достижения 600°C стальной лист перемещается на матрицу, которая имеет иную теплоемкость, или матрицу при комнатной температуре.

(b) Используется матрица с водяным охлаждением, и скорость потока воды через матрицу увеличивается немедленно после достижения 600°C.

(c) Немедленно после достижения 600°C вода пропускается между матрицей и стальным листом. Согласно этому способу, скорость охлаждения может дополнительно увеличиваться посредством увеличения количества воды в зависимости от температуры.

[0065] Режим формования в процессе горячего прессования согласно варианту осуществления не ограничивается определенным образом. Примерные режимы формования представляют собой изгиб, вытяжку, выгибание, раздача отверстия и фланцевание. Режим формования может соответствующим образом выбираться в зависимости от типа целевого стального листового изделия. Иллюстративные примеры стальных листовых изделий представляют собой балку для защиты при боковом столкновении, усиление бампера и другие изделия, которые представляют собой армирующие автомобильные компоненты. Горячее формование не ограничивается горячим прессованием, при том условии, что стальной лист может охлаждаться одновременно с формованием или немедленно после формования. Например, в качестве горячего формования может осуществляться роликовое профилирование.

[0066] Обработка в такой последовательности осуществляется в случае описанного выше стального листа для горячего прессования, а именно, стальной лист для горячего прессования, имеющего определенный содержание C, Mn и Ti, и в результате этого может быть изготовлено стальное листовое изделие согласно варианту осуществления. Другими словами, оказывается возможным получение горячепрессованного стального листового изделия, имеющего желательную микроструктуру стали, прочность при растяжении, составляющую 980 МПа, а также превосходную прочность и ковкость, без осуществления сложного регулирования.

[0067] Например, ковкость можно оценивать посредство полного удлинения (EL) в процессе испытания при растяжении, и полное удлинение в испытании при растяжении составляет предпочтительно 10% или более согласно варианту осуществления. Полное удлинение составляет предпочтительнее 14% или более.

[0068] После горячего прессования и охлаждения может осуществляться дробеструйная обработка. В процессе дробеструйной обработки может удаляться окалина. Дробеструйная обработка также производит эффект введения напряжения сжатия в поверхностный слой стального листового изделия, и, таким образом, могут быть также достигнуты эффекты подавления замедленного разрушения и повышения усталостной прочности.

[0069] Согласно описанному выше способу изготовления стального листового изделия, стальной лист для горячего прессования нагревается в температурном интервале от температуры Ac3 до температуры Ac3 +100°C, чтобы осуществлялось аустенитное превращение, а затем осуществляется формование. Соответственно, механические свойства стального листа для горячего прессования при комнатной температуре до нагревания не имеют значения. Таким образом, в качестве стального листа для горячего прессования могут использоваться, например, горячекатаный стальной лист, холоднокатаный стальной лист, имеющий гальваническое покрытие стальной лист и т.д. Примеры холоднокатаного стального листа представляют собой максимально твердый материал и отожженный материал. Примеры имеющего гальваническое покрытие стального листа включают покрытый алюминием стальной лист и оцинкованный стальной лист. Соответствующие способы изготовления не ограничиваются определенным образом.

[0070] Стальное листовое изделие согласно варианту осуществления может также изготавливаться в процессе горячего прессования в сочетании с предварительным формованием. Например, в том интервале, где выполняются описанные выше условия нагревания и охлаждения, горячепрессованное стальное листовое изделие может быть изготовлено посредством предварительного формования, с осуществлением обработки в прессе стального листа для горячего прессования с использованием матрицы определенной формы, где лист помещается в матрицу такого же типа, к нему прилагается сжимающее усилие, и осуществляется его быстрое охлаждение. Кроме того, в этом случае тип стального листа для горячего прессования и соответствующая микроструктура стали не ограничиваются, но оказывается предпочтительным использование стального листа, который является мягким и имеет максимально возможную ковкость, которая упрощает предварительное формование. Например, прочность при растяжении составляет предпочтительно 700 МПа или менее. Температура смотки после горячей прокатки горячекатаного стального листа составляет предпочтительно 450°C или более в целях получения мягкого стального листа, причем она составляет предпочтительно 700°C или менее в целях уменьшения потерь с окалиной. В случае холоднокатаного стального листа оказывается предпочтительным отжиг для получения мягкого стального листа, причем температура отжига предпочтительно находится в интервале от температуры Ac1 до 900°C. Средняя скорость охлаждения до комнатной температуры после отжига предпочтительно составляет верхнюю критическую скорость охлаждения или менее.

[0071] Следует отметить, что выше варианты осуществления просто иллюстрируют конкретные примеры реализации настоящего изобретения, и технический объем настоящего изобретения не следует истолковывать как ограниченный этими вариантами осуществления. Таким образом, настоящее изобретение может осуществляться в разнообразных формах без отклонения от его технической идеи и основных отличительных признаков.

Пример

[0072] Далее будет описан эксперимент, выполненный авторами изобретения настоящей заявки. В этом эксперименте сначала 23 типа стальных материалов, имеющих химические составы, представленные в таблице 1, использовали для изготовления 30 типов образцов материалов, каждый из которых имел толщину 1,2 мм, и которые представлены в таблице 2. Остальную массу каждого стального материала составляли Fe и примеси.

[0073] В процессе изготовления каждого из образцов материалов изготовленный в лаборатории сляб подвергали горячей прокатке и холодной прокатке. В процессе изготовления образца материала № 1 на холоднокатаный стальной лист, полученный в результате холодной прокатки, наносили алюминиевое покрытие, удельный вес которого на каждой стороне составлял 120 г/м². В процессе изготовления образца материала № 2 холоднокатаный стальной лист, полученный в результате холодной прокатки, подвергали цинкованию горячим способом, получая покрытие, поверхностная плотность которого на каждой стороне составляла 60 г/м², а затем подвергали легирующей обработке. Содержание Fe в нанесенной горячим способом цинковой пленке составляло 15 мас.% в результате легирующей обработки. Нанесение алюминиевого покрытия и цинкование горячим способом осуществляли с использованием моделирующего устройства для нанесения покрытия, причем температура отжига в этом моделирующем устройстве составляла 820°C, а средняя скорость охлаждения от 820°C до 500°C составляла 5°C/с.

[0074] После изготовления каждого образца материала образец стали, имеющий толщину 1,2 мм, ширину 100 мм и длину 200 мм, вырезали из каждого образца материала и осуществляли его термическую обработку (нагревание и охлаждение) в условиях, представленных в таблице 2. В процессе термической обработки, прикрепляя термопару к образцу стали, измеряли среднюю скорость охлаждения при первом охлаждении и среднюю скорость охлаждения при втором охлаждении. Кроме того, температуру начала выделения феррита определяли по результатам анализа дилатометрической кривой.

[0075]

Таблица 1 Обозначение материала стали Химический состав (мас.%) Ac3 (°C) C Si Mn P S Раств. Al N Ti Nb V Cr Mo Cu Ni Ca Mg РЗМ Zr B Bi A 0,14 0,05 1,82 0,012 0,0014 0,027 0,0043 0,129 - - - - - - - - - - - - 807 B 0,15 0,06 1,57 0,009 0,0012 0,034 0,0041 0,102 - - - - - - - - - - - - 812 C 0,17 0,02 1,88 0,014 0,0019 0,030 0,0046 0,062 - 0,205 - - - - - - - - 0,0015 - 817 D 0,17 0,07 1,53 0,012 0,0014 0,028 0,0049 0,114 - - - - - - - - - - - - 809 E 0,09 0,06 1,52 0,012 0,0018 0,034 0,0037 0,104 - - - - - - - - - - - - 833 F 0,12 0,08 1,75 0,011 0,0019 0,025 0,0040 0,105 - - - 0,10 - - - - - - - - 817 G 0,15 0,07 1,97 0,014 0,0016 0,023 0,0041 0,089 - - - - - - - - - - - - 799 H 0,17 0,07 1,64 0,013 0,0009 0,028 0,0047 0,012 - - - - - - - - - - - - 801 I 0,15 0,34 1,65 0,014 0,0016 0,023 0,0039 0,089 0,021 - - - - - - - - - - 0,0040 821 J 0,14 0,05 1,62 0,012 0,0011 0,021 0,0044 0,077 0,043 - - - - - 0,001 0,002 - - - - 808 K 0,20 0,06 1,47 0,013 0,0012 0,032 0,0041 0,065 - - - 0,20 - - - - - - 0,0028 - 809 L 0,11 1,20 1,59 0,014 0,0013 0,029 0,0045 0,112 - - - - - - - - - - - 876 M 0,15 0,08 2,42 0,016 0,0015 0,031 0,0047 0,104 - - - - - - - - - - - - 791 N 0,15 0,40 1,64 0,011 0,0016 0,036 0,0042 0,098 - - - - - - - - - - - 827 O 0,26 0,06 1,79 0,013 0,0017 0,035 0,0036 0,086 - - - - - - - - - - - - 783 P 0,21 0,06 1,41 0,011 0,0015 0,034 0,0045 0,112 - - 0,10 - - - - - - - - - 803 Q 0,18 0,04 1,65 0,016 0,0017 0,035 0,0043 0,086 - - - - - - - - - - 0,0062 - 806 R 0,16 0,24 1,62 0,015 0,0014 0,031 0,0047 0,112 - - - - - - - - - - 0,0008 - 819 S 0,14 0,07 1,04 0,008 0,0016 0,028 0,0042 0,085 - - - - - - - - - - - - 827 T 0,15 0,02 1,62 0,016 0,0012 0,029 0,0041 0,080 0,024 0,020 - - - - - - - - - - 813 U 0,11 0,58 1,24 0,017 0,0015 0,065 0,0045 0,094 - - - - 0,10 0,10 - - 0,003 0,002 - - 870 V 0,21 0,03 2,21 0,015 0,0017 0,031 0,0038 0,066 0,212 - - - - - - - - - 0,0032 - 778 W 0,11 0,08 1,63 0,012 0,0013 0,032 0,0036 0,063 - - - - - - - - - - - - 822 Подчеркивание означает, что данное значение находится за пределами объема настоящего изобретения

[0076]

Таблица 2 Номер образца материала Обозначение материала стали Образец стали Условия нагревания Условия охлаждения Тип Коэффициент выделения во включения Ti (%) Скорость нагревания (°C/с) Температура нагревания (°C) Продолжительность нагревания (мин) Средняя скорость охлаждения при первом охлаждении (°C/с) Температура начала выделения феррита (°C) Средняя скорость охлаждения при втором
охлаждении (°C/с) 1 A покрытый алюминием стальной лист 79 8 850 4 20 730 80 2 A Оцинкованный горячим способом стальной лист 79 8 850 4 2 735 80 3 A полностью упрочненный 79 8 850 4 22 728 5 4 B полностью упрочненный 74 8 850 4 25 732 80 5 C полностью упрочненный 77 8 850 4 25 выделение отсутствует 80 6 D полностью упрочненный 73 8 850 4 20 739 80 7 E полностью упрочненный 76 8 850 4 20 745 80 8 F полностью упрочненный 78 8 850 4 20 742 80 9 F полностью упрочненный 78 8 850 30 25 выделение отсутствует 80 10 F полностью упрочненный 78 8 850 4 250 не определено 250 11 G полностью упрочненный 75 8 850 4 30 721 80 12 G полностью упрочненный 75 8 1000 4 35 выделение отсутствует 80 13 G полностью упрочненный 64 8 850 4 30 выделение отсутствует 80 14 H полностью упрочненный 74 8 850 4 25 выделение отсутствует 80 15 I полностью упрочненный 78 8 850 4 20 746 80 16 J полностью упрочненный 83 8 850 4 25 729 80 17 K полностью упрочненный 79 8 850 4 20 выделение отсутствует 80 18 L полностью упрочненный 73 8 890 4 60 746 80 19 M полностью упрочненный 76 8 850 4 20 выделение отсутствует 80 20 N полностью упрочненный 73 8 850 4 20 741 80 21 O полностью упрочненный 75 8 850 4 25 выделение отсутствует 80 22 P полностью упрочненный 78 8 850 4 15 726 80 23 Q полностью упрочненный 78 8 850 4 20 выделение отсутствует 80 24 R полностью упрочненный 75 8 850 4 20 740 80 25 S полностью упрочненный 73 8 850 4 20 745 80 26 T полностью упрочненный 82 8 850 4 25 733 80 27 U полностью упрочненный 78 8 890 4 60 743 80 28 V полностью упрочненный 76 8 850 4 25 выделение отсутствует 80 29 W полностью упрочненный 76 8 840 4 10 735 80 30 W полностью упрочненный 76 8 1050 4 10 710 80 Подчеркивание означает, что данное значение находится за пределами объема настоящего изобретения

[0077] После термической обработки, для каждого образца стали осуществляли испытание при растяжении и микроструктурное исследование образца. В процессе испытания при растяжении измеряли прочность при растяжении (TS) и полное удлинение (EL). В процессе измерения прочности при растяжении и полного удлинения осуществляли испытание при растяжении согласно японскому промышленному стандарту JIS № 5 для каждого полученного образца стали. В процессе микроструктурного исследования образца определяли площадь феррита и относительную площадь мартенсита. Каждое из этих значений площади представляет собой среднее значение, вычисленное посредством осуществления анализа изображений, полученных с помощью электронного микроскопа для двух поперечных сечений, включая поперечное сечение, перпендикулярное направлению прокатки, и поперечное сечение, перпендикулярное направлению ширины листа (направление, перпендикулярное направлению прокатки). Площадь поля наблюдения с помощью электронного микроскопа составляла 8 мм². Эти результаты представлены в таблице 3. Горячее прессование не осуществляли для образца стали, который использовали в испытании при растяжении и микроструктурном исследовании образцов, но механический свойства образца стали отражают механические свойства изготовленного горячепрессованного стального листового изделия, который в процессе формования подвергался такой же термической обработке, как термическая обработка в данном эксперименте. Другими словами, при том условии, что термическая история является практически одинаковой, механические свойства после термической обработки становятся практически одинаковыми, независимо от присутствия или отсутствия горячего прессования, сопровождаемого формованием.

[0078]

Таблица 3 Номер образца материала Микроструктура стали Коэффициент выделения во включения Ti (%) Прочность при растяжении (МПа) Полное удлинение (%) Примечание доля площади феррита (%) доля площади мартенсита (%) Суммарная площадь феррита и мартенсита (%) 1 25 75 100 95 1075 12,1 пример изобретения 2 72 28 100 92 864 21,6 сравнительный пример 3 27 25 52 95 826 21,3 сравнительный пример 4 31 69 100 93 1032 13,5 пример изобретения 5 0 100 100 91 1395 5,3 сравнительный пример 6 26 74 100 94 1043 11,8 пример изобретения 7 45 55 100 96 945 14,2 сравнительный пример 8 18 82 100 93 1095 12,6 пример изобретения 9 0 100 100 92 1248 8,8 сравнительный пример 10 6 94 100 95 1202 7,9 сравнительный пример 11 16 84 100 94 1198 11,1 пример изобретения 12 0 100 100 91 1402 6,5 сравнительный пример 13 0 96 96 93 1345 6,8 сравнительный пример 14 0 100 100 96 1288 8,5 сравнительный пример 15 34 64 98 97 1046 15,3 пример изобретения 16 33 67 100 94 1013 12,1 пример изобретения 17 0 100 100 92 1521 5,3 сравнительный пример 18 25 71 96 95 1012 14,3 пример изобретения 19 0 100 100 91 1421 8,7 сравнительный пример 20 26 71 97 93 1092 14,5 пример изобретения 21 0 100 100 93 1594 4,5 сравнительный пример 22 18 82 100 96 1211 10,6 пример изобретения 23 0 100 100 94 1452 5,8 сравнительный пример 24 15 85 100 93 1195 10,9 пример изобретения 25 21 52 73 95 962 14,5 сравнительный пример 26 20 80 100 92 1056 11,9 пример изобретения 27 26 74 100 94 1056 12,9 пример изобретения 28 0 100 100 94 1465 8,9 сравнительный пример 29 44 56 100 93 1085 13,8 пример изобретения 30 42 58 100 83 963 14,2 сравнительный пример Подчеркивание означает, что данное значение находится за пределами объема настоящего изобретения

[0079] Как проиллюстрировано в таблице 3, образцы материалов № 1, № 4, № 6, № 8, № 11, № 15, № 16, № 18, № 20. № 22, № 24, № 26, № 27 и № 29 представляли собой образцы согласно примерам настоящего изобретения, и каждый из них проявлял превосходную прочность при растяжении и ковкость.

[0080] С другой стороны, каждый из образцов материалов № 2, № 3 и № 30 не проявлял достаточную прочность при растяжении, потому что производственные условия выходили за пределы объема настоящего изобретения, и микроструктура стали после термической обработки также находилась за пределами объема настоящего изобретения. Каждый из образцов материалов № 5, № 14, № 17, № 19, № 21, № 23 и № 28 не проявлял достаточную ковкость, потому что химический состав стального материала выходил за пределы объема настоящего изобретения, и микроструктура стали после термической обработки также находилась за пределами объема настоящего изобретения. Образец материала № 7 не проявлял достаточную ковкость, потому что химический состав стального материала выходил за пределы объема настоящего изобретения. Каждый из образцов материалов № 9, № 10, и № 12 не проявлял достаточную ковкость, потому что производственные условия находились за пределами объема настоящего изобретения, и микроструктура стали после термической обработки также находилась за пределами объема настоящего изобретения. Образец материала № 25 не проявлял достаточную прочность при растяжении, потому что химический состав стального материала выходил на пределы объема настоящего изобретения, и микроструктура стали после термической обработки также находилась за пределами объема настоящего изобретения.

Промышленная применимость

[0081] Настоящее изобретение может использоваться, например, в промышленном производстве и применении конструкционных компонентов автомобильных корпусов и других изделий, для которых важными условиями являются превосходная прочность при растяжении и ковкость. Кроме того, настоящее изобретение может использоваться в промышленном производстве и применении конструкционных компонентов других машин и т.д.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячепрессованному стальному листовому изделию. Изделие имеет химический состав, включающий, мас.%: C: от 0,10 до 0,24, Si: от 0,001 до 2,0, Mn: от 1,2 до 2,3, растворимый Al: от 0,001 до 1,0, Ti: от 0,060 до 0,20, P: 0,05 или менее, S: 0,01 или менее, N: 0,01 или менее, Nb: от 0 до 0,20, V: от 0 до 0,20, Cr: от 0 до 1,0, Mo: от 0 до 0,15, Cu: от 0 до 1,0, Ni: от 0 до 1,0, Ca: от 0 до 0,01, Mg: от 0 до 0,01, РЗМ: от 0 до 0,01, Zr: от 0 до 0,01, B: от 0 до 0,005, Bi: от 0 до 0,01, остаток: Fe и примеси. Микроструктура стали изделия включает, в долях площади: феррит: от 10 до 70%, мартенсит: 30% до 90%, причем суммарная площадь феррита и мартенсита составляет от 90 до 100%, и, при необходимости, по меньшей мере одно из бейнита, остаточного аустенита, цементита и перлита. Прочность при растяжении горячепрессованного стального листового изделия составляет 980 МПа или более, а 90% или более всего Ti в стали содержится в виде включений. Обеспечиваются высокие прочность и пластичность. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 1 пр.

1. Горячепрессованное стальное листовое изделие, которое содержит химический состав, включающий, мас.%:

C: от 0,10 до 0,24

Si: от 0,001 до 2,0

Mn: от 1,2 до 2,3

растворимый Al: от 0,001 до 1,0

Ti: от 0,060 до 0,20

P: 0,05 или менее

S: 0,01 или менее

N: 0,01 или менее

Nb: от 0 до 0,20

V: от 0 до 0,20

Cr: от 0 до 1,0

Mo: от 0 до 0,15

Cu: от 0 до 1,0

Ni: от 0 до 1,0

Ca: от 0 до 0,01

Mg: от 0 до 0,01

РЗМ: от 0 до 0,01

Zr: от 0 до 0,01

B: от 0 до 0,005

Bi: от 0 до 0,01,

остаток: Fe и примеси; и

микроструктуру стали, включающую, в долях площади:

феррит: от 10 до 70%;

мартенсит: 30% до 90%;

причем суммарная площадь феррита и мартенсита составляет от 90 до 100%, и,

при необходимости, по меньшей мере одно из бейнита, остаточного аустенита, цементита и перлита,

причем в стали 90% или более всего Ti содержится в виде включений, и

причем прочность при растяжении горячепрессованного стального листового изделия составляет 980 МПа или более.

2. Горячепрессованное стальное листовое изделие по п.1, химический состав которого содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, которую составляют, мас.%:

Nb: от 0,003 до 0,20

V: от 0,003 до 0,20

Cr: от 0,005 до 1,0

Mo: от 0,005 до 0,15

Cu: от 0,005 до 1,0

Ni: от 0,005 до 1,0.

3. Горячепрессованное стальное листовое изделие по п.1 или 2, химический состав которого содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, которую составляют, мас.%:

Ca: от 0,0003 до 0,01

Mg: от 0,0003 до 0,01

РЗМ: от 0,0003 до 0,01

Zr: от 0,0003 до 0,01.

4. Горячепрессованное стальное листовое изделие п.1 или 2, химический состав которого содержит B: от 0,0003 до 0,005 мас.%.

5. Горячепрессованное стальное листовое изделие п.1 или 2, химический состав которого содержит Bi: от 0,0003 до 0,01 мас.%.

6. Способ изготовления горячепрессованного стального листового изделия, включающий:

нагревание стального листа для горячего прессования в температурном интервале от температуры Ac3 до температуры Ac3 +100°C в течение периода от одной минуты до 10 минут; и

горячее прессование после нагревания,

причем горячее прессование включает:

первое охлаждение в температурном интервале от 600 до 750°C; и

второе охлаждение в температурном интервале от 150 до 600°C,

причем средняя скорость охлаждения составляет от 3 до 200°C/с для обеспечения начала выделения феррита в температурном интервале от 600 до 750°C при первом охлаждении, и

причем средняя скорость охлаждения составляет от 10 до 500°C/с при втором охлаждении,

причем стальной лист для горячего прессования, содержит химический состав, включающий, мас.%:

C: от 0,10 до 0,24

Si: от 0,001 до 2,0

Mn: от 1,2 до 2,3

растворимый Al: от 0,001 до 1,0

Ti: от 0,060 до 0,20

P: 0,05 или менее

S: 0,01 или менее

N: 0,01 или менее

Nb: от 0 до 0,20

V: от 0 до 0,20

Cr: от 0 до 1,0

Mo: от 0 до 0,15

Cu: от 0 до 1,0

Ni: от 0 до 1,0

Ca: от 0 до 0,01

Mg: от 0 до 0,01

РЗМ: от 0 до 0,01

Zr: от 0 до 0,01

B: от 0 до 0,005

Bi: от 0 до 0,01

остаток: Fe и примеси,

причем 70% или более всего Ti в стали выделяется во включения.

7. Способ по п.6, в котором химический состав стали содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, которую составляют, мас.%:

Nb: от 0,003 до 0,20

V: от 0,003 до 0,20

Cr: от 0,005 до 1,0

Mo: от 0,005 до 0,15

Cu: от 0,005 до 1,0

Ni: от 0,005 до 1,0.

8. Способ по п.6 или 7, в котором химический состав стали содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, которую составляют, мас.%:

Ca: от 0,0003 до 0,01

Mg: от 0,0003 до 0,01

РЗМ: от 0,0003 до 0,01 и

Zr: от 0,0003 до 0,01.

9. Способ по п.6 или 7, в котором химический состав стали содержит B: от 0,0003 до 0,005 мас.%.

10. Способ по п.6 или 7, в котором химический состав стали содержит Bi: от 0,0003 до 0,01 мас.%.