ГОРЯЧЕШТАМПОВАННОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 2020 года по МПК C22C38/60 C22C38/06 B21D22/20 

Область техники

Настоящее изобретение относится к высокопрочному стальному листу, используемому для деталей конструкции или упрочняющих элементов автомобилей или для конструкций, в которых требуется прочность, в частности к горячештампованному изделию с высокими ударостойкостью и сопротивлением водородному охрупчиванию.

Предпосылки создания изобретения

В последние годы в целях защиты окружающей среды и ресурсосбережения усиливается тенденция к облегчению веса кузова автомобиля. Поэтому расширяется применение высокопрочных стальных листов для деталей автомобиля. Однако повышение прочности стального листа сопровождается ухудшением формуемости, поэтому формование высокопрочных стальных листов с получением деталей сложной формы является проблематичным.

Для решения этой проблемы все шире применяется горячая штамповка, когда стальной лист нагревают до высокой температуры в аустенитной области, а затем прессуют. Так как при горячей штамповке одновременно осуществляется прессование и закалка в штампе, можно достичь прочности, соответствующей содержанию углерода (С) в стальном листе. Считается, что этот метод позволяет обеспечить как получение детали автомобиля из материала, так и гарантировать прочность.

Однако, так как в обычных горячепрессованных деталях, которые были получены прессовой закалкой, вся толщина листа состоит из твердых структур (в основном мартенсит), то если при столкновении автомобиля произойдет деформация изгиба, наибольшее напряжение будет прикладываться к изогнутому участку детали, и начнется распространение трещин, начиная от окрестности поверхностного слоя стального листа, что в конечном итоге легко вызовет разрушение. Далее, поскольку плотность дефектов решетки в поверхностном слое стального листа высокая, существует проблема в том, что облегчается проникновение водорода, и деталь становится неудовлетворительной в отношении стойкости к водородному охрупчиванию. Поэтому горячепрессованные детали, полученные прессовой закалкой, применяются в ограниченных местах автомобиля.

Для решения этой проблемы в уровне техники предлагается повысить деформируемость горячепрессованных деталей, чтобы подавить растрескивание. В документе PTL 1 описывается повышение твердости в середине толщины листа горячепрессованной детали до 400HV или более и образование мягкого слоя толщиной от 20 мкм до 200 мкм и твердостью меньше или равной 300HV на поверхностном слое, чтобы обеспечить предел прочности 1300 МПа или выше при одновременном подавлении растрескивания при столкновении автомобилей. Кроме того, в PTL 1 указано, что мягкий слой имеет отпущенную структуру.

В документе PTL 2 описано поддержание концентрации углерода в поверхностном слое высокопрочной детали автомобиля на уровне 1/5 или ниже концентрации углерода во внутреннем слое стали, чтобы уменьшить плотность дефектов решетки поверхностного слоя и улучшить сопротивление водородному охрупчиванию.

В документе PTL 3 раскрывается, как сделать структуру стали двухфазной, состоящей из феррита и мартенсита, и повысить долю площади, занятой ферритом, в области поверхностного слоя по сравнению с областью внутреннего слоя, чтобы получить деталь из горячекатаного стального листа, имеющую высокий предел прочности и отличные пластичность и сгибаемость.

Однако в деталях, описанных в документах PTL 1 и PTL 2, из–за того, что часть поверхностного слоя по толщине листа образована из мягких структур, а средняя часть по толщине листа образована из твердых структур, в результате возникает резкий градиент твердости в направлении толщины листа. По этой причине, в условиях деформации изгиба возникает проблема, что вблизи границы между мягкими структурами и твердыми структурами, где имеется этот резкий градиент твердости, легко возникает растрескивание. Кроме того, в детали, описанной в PTL 3, область поверхностного слоя листа состоит из мягких структур, а средняя часть по толщине листа состоит из двухфазных твердых и мягких структур, чтобы уменьшить резкий градиент твердости в направлении толщины листа. Однако, поскольку средняя часть по толщине листа имеет двухфазную структуру, верхний предел прочности в итоге становится порядка 1300 МПа. Достичь предела прочности 1500 МПа или выше для горячепрессованных деталей затруднительно.

Список цитирования

Патентные документы

PTL 1: публикация нерассмотренной японской патентной заявки N 2015–30890

PTL 2: публикация нерассмотренной японской патентной заявки N 2006–104546

PTL 3: WO 2015/097882

Сущность изобретения

Техническая задача

Учитывая технические проблемы предшествующего уровня техники, целью настоящего изобретения является разработать горячештампованное изделие, имеющее отличные ударостойкость и сопротивление водородному охрупчиванию.

Решение задачи

Авторы настоящего изобретения провели углубленное исследование способов решения вышеуказанных технических проблем. Во–первых, для улучшения сопротивления водородному охрупчиванию эффективным было бы уменьшить плотность дефектов решетки в поверхностном слое по толщине листа. Для этого необходимо сформировать мягкие структуры в поверхностном слое. С другой стороны, чтобы обеспечить предел прочности 1500 МПа или выше, необходимо сформировать среднюю часть листа по толщине только из твердых структур. Поэтому авторы изобретения предположили, что если образовать поверхностный слой по толщине листа из мягких структур и образовать среднюю по толщине часть листа из твердых структур, и если можно будет уменьшить резкий градиент твердости в направлении толщины листа, возникающий вблизи границы между твердыми структурами и мягкими структурами, можно будет обеспечить предел прочности 1500 МПа или выше и обеспечить высокое сопротивление водородному охрупчиванию при одновременном достижении отличной сгибаемости. В частности, авторам изобретения удалось получить структуры (промежуточный слой), имеющие твердость, промежуточную между твердостью твердых структур и мягких структур, на границе между ними, чтобы снизить концентрацию напряжения во время деформации изгиба и не допустить возникновения растрескивания. Кроме того, авторы обнаружили, что благодаря контролю градиента твердости в промежуточном слое, даже при возникновении трещины, можно подавить ее распространение. В результате авторам удалось достичь предела прочности 1500 МПа и более и отличного сопротивления водородному охрупчиванию, одновременно получая превосходную сгибаемость; таким образом, им удалось получить горячештампованные изделия с отличными ударостойкостью и сопротивлением водородному охрупчиванию.

Далее, авторы изобретения обнаружили, что устанавливая количество добавляемого Mn в среднюю по толщине часть листа на относительно высокое значение, более конкретно в интервале от 1,50% до менее чем 3,00%, можно повысить прокаливаемость (упрочняемость) и снизить колебания твердости в штампованном изделии, т.е., стабильно обеспечивать высокую прочность. В результате стало возможным обеспечить предел прочности 1500 МПа или выше и отличное сопротивление водородному охрупчиванию, получая при этом горячештампованное изделие с превосходной ударостойкостью с точки зрения не только сгибаемости, но также стабильности прочности (колебаний твердости).

Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что устанавливая количество добавляемого Si в средней по толщине часть листа на относительно высокое значение, более конкретно в интервале от более чем 0,50% до менее чем 3,00%, чтобы обеспечить получение структур, способствующих улучшению деформируемости, можно повысить пластичность. В результате удалось обеспечить предел прочности 1500 МПа или более и отличное сопротивление водородному охрупчиванию, получая при этом горячештампованное изделие с превосходной ударостойкостью с точки зрения не только сгибаемости, но также пластичности.

Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что устанавливая количество добавляемых Mn и Si в средней по толщине часть листа на относительно высокие значения, более конкретно в интервале соответственно от 1,50% или выше до менее чем 3,00%, и от более чем 0,50% до менее чем 3,00%, можно повысить прокаливаемость, чтобы уменьшить колебания твердости штампованного изделия, т.е., чтобы стабильно обеспечивать высокую прочность и, кроме того, можно стабильно получать структуры, способствующие улучшению деформируемости, и тем самым, повысить пластичность. В результате стало возможным обеспечить предел прочности 1500 МПа или выше и отличное сопротивление водородному охрупчиванию, получая при этом горячештампованное изделие с превосходной ударостойкостью с точки зрения не только сгибаемости, но также стабильности прочности (колебаний твердости) и пластичности.

Настоящее изобретение было выполнено на основе вышеуказанных фактов и имеет в своей основе следующее:

(1) Горячештампованное изделие, включающее среднюю по толщине часть листа и поверхностный слой, расположенный по обе стороны или на одной стороне средней части по толщине листа, причем

– горячештампованное изделие содержит также промежуточный слой, образованный между средней частью по толщине листа и каждым поверхностным слоем, примыкая к ним,

– средняя часть по толщине листа содержит, в мас.%:

C: 0,20% или более и менее чем 0,70%,

Si: менее чем 3,00%,

Mn: 0,20% или более и менее чем 3,00%,

P: 0,10% или менее,

S: 0,10% или менее,

раств. Al: от 0,0002% или более до 3,0000% или менее,

N: 0,01% или менее, и

Остальное: Fe и неизбежные примеси,

– средняя часть по толщине листа имеет твердость от 500HV или более до 800HV или менее,

– поверхностный слой имеет изменение твердости ДH₁ в направлении толщины листа 100HV или более, но менее чем 200HV, и

– промежуточный слой имеет изменение твердости ДH₂ в направлении толщины листа 10HV или более, но менее чем 50HV.

(2) Горячештампованное изделие согласно пункту (1), причем содержание Si в средней части по толщине листа составляет 0,50% или менее, а содержание Mn в средней части по толщине листа составляет 0,20% или более и менее чем 1,50%.

(3) Горячештампованное изделие согласно пункту (1), причем содержание Si в средней части по толщине листа составляет 0,50% или менее, а содержание Mn в средней части по толщине листа составляет 1,50% или более и менее чем 3,00%.

(4) Горячештампованное изделие согласно пункту (1), причем содержание Si в средней части по толщине листа составляет более чем 0,50% и менее чем 3,00%, содержание Mn в средней части по толщине листа составляет 0,20% или более и менее чем 1,50%, и средняя часть по толщине листа содержит, в процентах площади, 1,0% или более и менее чем 5,0% остаточного аустенита.

(5) Горячештампованное изделие согласно пункту (1), причем содержание Si в средней части по толщине листа составляет более 0,50% и менее чем 3,00%, содержание Mn в средней части по толщине листа составляет 1,50% или более и менее чем 3,00%, и средняя часть по толщине листа содержит, в процентах площади, 1,0% или более и менее чем 5,0% остаточного аустенита.

(6) Горячештампованное изделие по любому из указанных пунктов (1)–(5), причем средняя часть по толщине листа дополнительно содержит Ni в количестве от 0,01 или более до 3,00 или менее мас.%.

(7) Горячештампованное изделие по любому из указанных пунктов (1)–(6), причем средняя часть по толщине листа дополнительно содержит, в мас.%, один или более из следующих элементов: Nb: от 0,010% или более до 0,150% или менее, Ti: от 0,010% или более до 0,150% или менее, Mo: от 0,005% или более до 1,000% или менее, и B: от 0,0005% или более до 0,0100% или менее.

(8) Горячештампованное изделие по любому из указанных пунктов (1)–(6), дополнительно содержащее слой покрытия на поверхности каждого поверхностного слоя.

Полезные эффекты изобретения

Согласно настоящему изобретению, можно достичь превосходной сгибаемости и получить горячештампованное изделие, имеющее отличные ударостойкость и сопротивление водородному охрупчиванию. Кроме того, согласно настоящему изобретению, устанавливая количество добавляемого Mn в средней части по толщине листа на относительно высокое значение, можно еще больше улучшить ударостойкость с точки зрения не только сгибаемости, но также стабильности прочности (колебаний твердости). Кроме того, согласно настоящему изобретению, устанавливая количество добавляемого Si в средней части по толщине листа на относительно высокое значение, можно еще больше улучшить ударостойкость с точки зрения не только сгибаемости, но также пластичности. Кроме того, согласно настоящему изобретению, устанавливая количества добавляемых Mn и Si в средней части по толщине листа на относительно высокие значения, можно еще больше улучшить ударостойкость с точки зрения не только сгибаемости, но также стабильности прочности (колебания твердости) и пластичности.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 показывает схему, поясняющую диффузию атомов C при изготовлении высокопрочного стального листа по настоящему изобретению.

Фиг. 2 является графиком, показывающим изменение плотности дислокаций после одного прохода прокатки, относящегося к черновой прокатке, использующейся в способе получения высокопрочного стального листа по настоящему изобретению.

Описание вариантов осуществления

Далее описываются горячештампованное изделие по настоящему изобретению и способ его получения.

Сначала будут объяснены причины ограничения химического состава в средней части по толщине листа, из которого образовано горячештампованное изделие по настоящему изобретению. Ниже %, относящиеся к химическим компонентам, означают массовые проценты.

"C: от 0,20% до менее чем 0,70%"

C является важным элементом для получения твердости от 500HV до 800HV в средней части по толщине листа. При содержании менее 0,20% сложно обеспечить твердость 500HV или более в средней части по толщине листа, поэтому содержание C больше или равно 0,20%. Предпочтительно оно больше или равно 0,30%. С другой стороны, при содержании 0,70% или выше твердость в средней части по толщине листа превышает 800HV, и сгибаемость ухудшается, так что содержание C меньше 0,70%. Предпочтительно, оно составляет 0,50% или менее.

"Si: менее чем 3,00%"

Si является элементом, способствующим улучшению прочности благодаря закалке на твердый раствор, так что с точки зрения улучшения прочности можно добавлять до 0,50% как верхний предел. С другой стороны, даже если добавить более 0,50%, эффект повышения прочности выходит на насыщение, так что 0,50% является верхним пределом. Предпочтительно, содержание Si составляет 0,30% или менее. Кроме того, Si является элементом, влияющим на повышение пластичности без ухудшения сопротивления водородному охрупчиванию и сгибаемости, демонстрируемой при контроле структур поверхностного слоя. В частности, если при столкновении автомобилей происходит деформация изгиба, шляпообразное коробление детали приводит к локализации деформации, и сопротивление детали нагрузке падает. Таким образом, деталь и максимальная нагрузка влияют не только на прочность детали, но также на легкость коробления. Если в элементе конструкции пластичность стального листа высокая, область деформации становится труднее локализовать. То есть, лист становится труднее изгибать. Поэтому в горячештампованной детали, для которой пластичность является важной, пластичность мартенсита обычно низкая. С этой точки зрения при добавлении Si в содержании более чем 0,50% можно обеспечить долю площади остаточного аустенита 1,0% или более. Чтобы улучшить пластичность, Si предпочтительно добавлять в содержании более чем 0,50%. Более предпочтительно, это содержание составляет 1,00% или более. С другой стороны, если добавлять 3,00% или более, остаточный аустенит будет присутствовать в доле площади 5,0% или выше, что ухудшает сгибаемость, так что верхний предел составляет менее чем 3,00%. Предпочтительно, содержание составляет менее чем 2,00%.

"Mn: 0,2% или более, но менее чем 3,00%"

Mn является элементом, способствующим улучшению прочности в результате закалки на твердый раствор. С точки зрения улучшения прочности, при содержании менее 0,20% эффект не достигается, поэтому добавляют 0,20% или более. Предпочтительно, содержание Mn составляет 0,70% или более. С другой стороны, если добавлять 1,50% или более, эффект улучшения прочности выходит на насыщение, так что верхний предел составляет менее чем 1,50%. Кроме того, Mn является элементом, имеющий эффектом повышение прокаливаемости без ухудшения сопротивления водородному охрупчиванию и сгибаемости, достигаемые в результате контроля структур поверхностного слоя. В горячештампованном изделии контакт с пресс–формой не обязательно является однородным. Например, на вертикальных участках стенок шляпообразного компонента и т.д. скорость охлаждения легко падает. Поэтому иногда стальной лист образуется с зонами локально низкой твердости. При столкновении деформация концентрируется в локальной мягкой части и становится причиной растрескивания, поэтому для обеспечения ударостойкости важно повысить прокаливаемость и уменьшить колебания твердости в штампованном изделии, т.е., обеспечить стабильную прочность. С этой точки зрения, добавляя Mn в количестве 1,50% или более, можно повысить прокаливаемость и стабильно получать высокую прочность, так что Mn предпочтительно добавлять в содержании 1,50% или более. Более предпочтительно, это содержание составляет 1,70% или более. С другой стороны, если добавлять 3,00% или более, эффект стабилизации прочности выходит на насыщение, поэтому верхний предел составляет меньше чем 3,00%. Предпочтительно, содержание составляет менее чем 2,00%.

"P: 0,10% или менее"

P является элементом, сегрегирующим на границы зерен и снижающим прочность межзеренных границ. При содержании более чем 0,10% прочность межзеренных границ заметно снижается, и сопротивление водородному охрупчиванию и сгибаемость падают, поэтому содержание P составляет 0,10% или менее. Предпочтительно, оно составляет 0,05% или менее. Нижний предел особо не предписывается, но если его уменьшать до менее 0,0001%, значительно возрастают расходы на дефосфорацию, и результат становится экономически невыгодным, поэтому на практике нижний предел содержания P в стальном листе обычно составляет 0,0001%.

"S: 0,10% или менее"

S является элементом, образующим включения. При содержании более 0,10% образуются включения, и сопротивление водородному охрупчиванию и сгибаемость падают, так что содержание S составляет 0,10% или менее. Предпочтительно, оно составляет 0,005% или менее. Нижний предел особо не предписывается, но если его уменьшить до менее 0,0015%, значительно возрастают расходы на десульфирование, и результат становится экономически невыгодным, поэтому на практике нижний предел содержания S в стальном листе обычно составляет 0,0015%.

"Раств. Al: от 0,0002% дои 3,0000%, включая границы"

Растворимый Al является элементом, вызывающим раскисление жидкой стали, и делает сталь более доброкачественной. При содержании ниже 0,0002% раскисление является недостаточным, так что содержание растворимого Al составляет 0,0002% или более. Предпочтительно, это содержание составляет 0,0010% или более. С другой стороны, если добавлять более 3,0000%, эффект выходит на насыщение, поэтому содержание составляет 3,0000% или менее.

"N: 0,01% или менее"

N является примесным элементом и элементом, который образует нитриды и ухудшает сгибаемость. При содержании более 0,01% образуются грубые нитриды, и сгибаемость заметно падает, так что содержание N составляет 0,01% или менее. Предпочтительно, это содержание составляет 0,0075% или менее. Нижний предел особо не предписывается, но если его уменьшить до менее 0,0001%, значительно возрастают расходы на деазотацию, и результат становится экономически невыгодным, так что на практике нижний предел содержания N в стальном листе обычно составляет 0,0001%.

"Ni: от 0,01% до 3,00%, включая границы"

Ni является элементом, способствующим улучшению прочности путем закалки на твердый раствор, поэтому при необходимости его можно добавлять. При содержании менее 0,01% эффект не достигается, так что содержание составляет 0,01% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,50% или более. С другой стороны, если добавлять более 3,00%, эффект выходит на насыщение, поэтому содержание составляет 3,00% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 2,50% или менее.

"Nb: от 0,010% до 0,150%, включая границы

Nb является элементом, способствующим улучшению прочности путем закалки на твердый раствор, поэтому при необходимости его можно добавлять. При содержании менее 0,010% эффект не достигается, так что содержание составляет 0,010% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,035% или более. С другой стороны, если добавлять более 0,150%, эффект выходит на насыщение, поэтому содержание составляет 0,150% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 0,120% или менее.

"Ti: от 0,010% до 0,150%, включая границы"

Ti является элементом, способствующим улучшению прочности путем закалки на твердый раствор, поэтому при необходимости его можно добавлять. При содержании менее 0,010% эффект не достигается, так что содержание составляет 0,010% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,020% или более. С другой стороны, если добавлять более 0,150%, эффект выходит на насыщение, поэтому содержание составляет 0,150% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 0,120% или менее.

"Mo: от 0,005% до 1,000%, включая границы"

Mo является элементом, способствующим улучшению прочности путем закалки на твердый раствор, поэтому при необходимости его можно добавлять. При содержании менее 0,005% эффект не достигается, так что содержание составляет 0,005% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,010% или более. С другой стороны, если добавить более 1,000%, эффект выходит на насыщение, поэтому содержание составляет 1,000% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 0,800% или менее.

"B: от 0,0005% до 0,0100%, включая границы"

B является элементом, сегрегирующим на границы зерен, улучшая прочность межзеренных границ, поэтому при необходимости его можно добавлять. При содержании менее 0,0005% эффект добавления не достигается в достаточной степени, так что добавляют 0,0005% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,0010% или более. С другой стороны, даже если добавить более 0,0100%, эффект выходит на насыщение, поэтому его содержание составляет 0,0100% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 0,0075% или менее.

Остаток химических компонентов в средней части по толщине листа состоит из Fe и неизбежных примесей. Неизбежные примеси представляют собой элементы, которые неизбежно попадают из сырья для стали и/или с процесса производства стали и которые допустимы в диапазонах, не ухудшающих характеристики горячештампованного изделия по настоящему изобретению.

Далее будет описан химический состав поверхностного слоя, имеющегося в горячештампованном изделии по настоящему изобретению.

Что касается компонентов поверхностного слоя, предпочтительно, чтобы одно или более из содержания C, содержания Si и содержание Mn составляло 0,6 раз или менее от содержаний соответствующих элементов в средней части по толщине листа. В этом случае предпочтительные диапазоны компонентов следующие.

"C: 0,05% или более и менее чем 0,42%"

C добавляют для повышения прочности. При содержании менее 0,05% эффект не достигается, поэтому добавляют 0,05% или более. С точки зрения повышения сопротивления действию нагрузки детали и улучшения характеристик ударопрочности, содержание предпочтительно составляет 0,10% или более. С другой стороны, чтобы сделать твердость поверхностного слоя ниже, чем твердость в средней части по толщине листа, предпочтительно сделать содержание меньше, чем в средней части по толщине листа. Поэтому предпочтительное содержание C в поверхностном слое менее чем 0,42%. Предпочтительно, содержание C составляет 0,35% или менее.

"Si: менее чем 2,00%"

Si является элементом, способствующим улучшению прочности в результате закалки на твердый раствор, так что его добавляют для повышения прочности. Чтобы сделать твердость поверхностного слоя ниже, чем твердость в средней части по толщине листа, содержание Si предпочтительно меньше, чем в средней части по толщине листа. Поэтому предпочтительное содержание Si в поверхностном слое составляет менее чем 2,00%, предпочтительно оно меньше или равно 1,50%, более предпочтительно меньше или равно 0,30%, еще более предпочтительно меньше или равно 0,20%.

"Mn: 0,01% или более и менее чем 1,80%"

Mn является элементом, способствующим улучшению прочности в результате закалки на твердый раствор, так что его добавляют для повышения прочности. Чтобы сделать твердость поверхностного слоя ниже, чем твердость в средней части по толщине листа, содержание Mn предпочтительно меньше, чем в средней части по толщине листа. Поэтому предпочтительное содержание Mn в поверхностном слое составляет менее 1,80%, предпочтительно оно составляет 1,40% или менее, более предпочтительно менее 0,90%, еще более предпочтительно 0,70% или менее.

Другие составляющие поверхностного слоя особо не ограничиваются. Как правило, поверхностный слой факультативно может содержать один или более из следующих компонентов в дополнение к C, Si, и Mn.

"P: 0,10% или менее"

P является элементом, сегрегирующим на границы зерен и снижающим прочность межзеренных границ. При содержании более 0,10% прочность межзеренных границ заметно снижается, и сопротивление водородному охрупчиванию и сгибаемость падают, поэтому содержание P составляет 0,10% или менее. Предпочтительно, оно составляет 0,05% или менее. Нижний предел особо не предписывается, но если его уменьшить до менее 0,0001%, значительно возрастают расходы на дефосфорацию, и результат становится экономически невыгодным, так что на практике нижний предел содержания P в стальном листе обычно составляет 0,0001%.

"S: 0,10% или менее"

S является элементом, образующим включения. При содержании более 0,10% образуются включения, и сопротивление водородному охрупчиванию и сгибаемость падают, так что содержание S составляет 0,10% или менее. Предпочтительно, оно составляет 0,005% или менее. Нижний предел особо не предписывается, но если его уменьшить до менее 0,0015%, значительно возрастают расходы на десульфирование, и результат становится экономически невыгодным, так что на практике нижний предел содержания S в стальном листе обычно составляет 0,0015%.

"Раств. Al: от 0,0002% до 3,0000%, включая границы"

Растворимый Al является элементом, вызывающим раскисление жидкой стали, и делает сталь более доброкачественной. При содержании ниже 0,0002% раскисление является недостаточным, так что содержание растворимого Al составляет 0,0002% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,0010% или более. С другой стороны, если добавлять более 3,0000%, эффект выходит на насыщение, поэтому содержание составляет 3,0000% или менее.

"N: 0,01% или менее"

N является примесным элементом и элементом, который образует нитриды и ухудшает сгибаемость. При содержании более 0,01% образуются грубые нитриды, и сгибаемость заметно падает, так что содержание N составляет 0,01% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 0,0075% или менее. Нижний предел особо не предписывается, но если его уменьшить до менее 0,0001%, значительно возрастают расходы на деазотацию, и результат становится экономически невыгодным, так что на практике нижний предел содержания N в стальном листе составляет 0,0001%.

"Ni: от 0,01% до 3,00%, включая границы"

Ni является элементом, способствующим улучшению прочности путем закалки на твердый раствор, поэтому при необходимости его можно добавлять. При содержании менее 0,01% эффект не достигается, так что содержание составляет 0,01% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,50% или более. С другой стороны, если добавлять более 3,00%, эффект выходит на насыщение, поэтому содержание составляет 3,00% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 2,50% или менее.

"Nb: от 0,010% до 0,150%, включая границы

Nb является элементом, способствующим улучшению прочности путем закалки на твердый раствор, поэтому при необходимости его можно добавлять. При содержании менее 0,010% эффект не достигается, поэтому его содержание составляет 0,010% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,035% или более. С другой стороны, если добавлять более 0,150%, эффект выходит на насыщение, поэтому содержание составляет 0,150% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 0,120% или менее.

"Ti: от 0,010% до 0,150%, включая границы"

Ti является элементом, способствующим улучшению прочности путем закалки на твердый раствор, поэтому при необходимости его можно добавлять. При содержании менее 0,010% эффект не достигается, так что содержание составляет 0,010% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,020% или более. С другой стороны, если добавлять более 0,150%, эффект выходит на насыщение, поэтому содержание составляет 0,150% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 0,120% или менее.

"Mo: от 0,005% до 1,000%, включая границы"

Mo является элементом, способствующим улучшению прочности путем закалки на твердый раствор, поэтому при необходимости его можно добавлять. При содержании менее 0,005% эффект не достигается, так что содержание составляет 0,005% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,010% или более. С другой стороны, если добавить более 1,000%, эффект выходит на насыщение, поэтому содержание составляет 1,000% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 0,800% или менее.

"B: от 0,0005% до 0,0100%, включая границы"

B является элементом, сегрегирующим по границы зерен, улучшая прочность межзеренных границ, поэтому при необходимости его можно добавлять. При содержании менее 0,0005% эффект добавления не достигается в достаточной степени, так что добавляют 0,0005% или более. Предпочтительно, содержание составляет 0,0010% или более. С другой стороны, даже если добавить более 0,0100%, эффект выходит на насыщение, поэтому его содержание составляет 0,0100% или менее. Предпочтительно, содержание составляет 0,0075% или менее.

Остаток химических составляющих поверхностной части состоит из железа и неизбежных примесей. Неизбежные примеси представляют собой элементы, которые неизбежно попадают из сырья для стали и/или с процесса производства стали и которые допустимы в диапазонах, не ухудшающих характеристики горячештампованного изделия по настоящему изобретению.

Далее поясняется микроструктура горячештампованного изделия по настоящему изобретению.

"Средняя часть по толщине листа имеет твердость от 500HV до 800HV, включая границы"

Если твердость в средней части по толщине листа составляет 500HV или более, можно обеспечить предел прочности горячештампованного изделия 1500 МПа или выше. Предпочтительно, твердость составляет 600HV или более. С другой стороны, если твердость в средней части по толщине листа превышает 800HV, разница в твердости между поверхностным слоем и промежуточным слоем становится слишком большой, и ожидается ухудшение сгибаемости, поэтому 800HV является верхним пределом. Предпочтительно, твердость составляет 720HV или менее.

"Средняя часть по толщине листа содержит, в процентах площади, 1,0% или более, но менее чем 5,0% остаточного аустенита"

Удерживая содержание Si в средней части по толщине листа на уровне более чем 0,50%, и менее чем 3,00%, чтобы доля площади остаточного аустенита в качестве металлической структуры в средней части по толщине листа была больше или равна 1,0%, но меньше 5,0%, можно улучшить пластичность полученного горячештампованного изделия. Предпочтительно, это содержание составляет 2,0% или более. С другой стороны, если доля площади остаточного аустенита становится больше или равной 5,0%, ухудшается сгибаемость, так что верхний предел составляет менее 5,0%. Предпочтительно, содержание составляет менее 4,5%.

В настоящем изобретении долю площади остаточного аустенита измеряют следующим способом. Отбирается образец горячештампованной детали и шлифуется на его поверхности до глубины, составляющей до 1/4 толщины листа в направлении, нормальном к поверхности прокатки, для измерения методом рентгеновской дифракции. Из изображения, полученного методом рентгеновской дифракции с использованием Kα–излучения Mo, определяли долю площади Vγ, занятой остаточным аустенитом, используя следующую формулу:

Vγ=(2/3){100/(0,7Чα(211)/γ(220)+1)}+(1/3){100/(0,78Чα(211)/γ(311)+1)}

Здесь α(211) означает интенсивность отражения от поверхности (211) феррита, γ(220) означает интенсивность отражения от поверхности (220) аустенита, и γ(311) означает интенсивность отражения от поверхности (311) аустенита.

"Поверхностный слой имеет изменение твердости ДH₁ в направлении толщины листа 100HV или более, но менее 200HV, и промежуточный слой имеет изменение твердости ДH₂ в направлении толщины листа 10HV или более, но менее 50HV"

В настоящем изобретении "поверхностный слой" означает область с обеих сторон или с одной стороны горячештампованного изделия, простирающуюся до 8% толщины горячештампованного изделия, т.е., каждый поверхностный слой имеет толщину, равную 8% от толщины горячештампованного изделия. Аналогично, в настоящем изобретении выражение "промежуточный слой" означает часть с обеих сторон или одной стороны горячештампованного изделия, простирающуюся до 20% толщины горячештампованного изделия, исключая вышеуказанный поверхностный слой, т.е., каждый промежуточный слой имеет толщину, равную 12% толщины горячештампованного изделия. В настоящем изобретении выражение "средняя часть по толщине листа" означает часть, не являющуюся поверхностным слоем и промежуточным слоем горячештампованного изделия, т.е., средняя часть по толщине листа имеет толщину 60% от толщины горячештампованного изделия в случае горячештампованного изделия, у которого поверхностный слой и промежуточный слой находятся на обеих сторонах средней части по толщине листа, и имеет толщину, составляющую 80% от толщины горячештампованного изделия, в случае горячештампованного изделия, у которого поверхностный слой и промежуточный слой находятся только на одной стороне средней части по толщине листа. При этом ДH₁ указывает изменение твердости поверхностного слоя в направлении толщины листа, а ДH₂ указывает изменение твердости промежуточного слоя в направлении толщины листа. Авторы изобретения глубоко исследовали этот вопрос и обнаружили, что с точки зрения влияния на сгибаемость и т.д. важно изменение твердости (ДH₁, ДH₂) в этой области. Было установлено, что если ДH₁ больше или равно 100HV, но меньше 200HV, обеспечивается отличное сопротивление водородному охрупчиванию при одновременном получении отличной сгибаемости. Благодаря такой хорошей сгибаемости можно ослабить напряжение, возникающее из–за деформации изгиба и т.д. во время удара, и подавить растрескивание и разрушение, таким образом, можно достичь превосходной ударостойкости горячештампованного изделия. С другой стороны, если ДH₁ станет больше или равным 100HV, достигается эффект ослабления напряжения при деформации изгиба. Поэтому нижний предел составляет 100HV, предпочтительно 110HV или более, более предпочтительно 120HV или более. Далее, если ДH₁ составляет 200HV или более, усиливается проникновение водорода с поверхности горячештампованного изделия, что способствует ухудшению сопротивления водородному охрупчиванию. Поэтому верхний предел составляет менее 200HV. Предпочтительно, он составляет 190HV, более предпочтительно 180HV или менее.

Аналогично, если ДH₂ больше или равно 10HV, но меньше 50HV, можно получить отличную сгибаемость. При ДH₂ менее 50HV эффект облегчения концентрации напряжений при деформации изгиба повышается, и можно получить отличную сгибаемость. Поэтому верхний предел меньше 50HV. Предпочтительно он составляет 45HV или менее, более предпочтительно 40HV или менее. С другой стороны, если ДH₂ меньше 10HV, становится сложным обеспечить концентрацию напряжений при деформации изгиба, и сгибаемость заметно ухудшается. Таким образом, нижний предел составляет 10HV. Предпочтительно, он составляет 15HV или более, более предпочтительно 20HV или более.

Способ измерения твердости в средней части по толщине листа заключается в следующем. Горячештампованное изделие разрезается перпендикулярно поверхности листа, чтобы приготовить образец анализируемой поверхности, который затем подвергается испытанию на твердость. Способ подготовки анализируемой поверхности может базироваться на стандарте JIS Z 2244. Например, для полировки измеряемой поверхности можно использовать абразивную бумагу на основе карбида кремния с номерами #600 – #1500, затем можно использовать раствор алмазного порошка с размером частиц 1–6 мкм, диспергированного в спирте или другом разбавителе или чистой воде, чтобы окончательно обработать образец до зеркальной поверхности. Испытание на твердость можно осуществить способом, описанным в JIS Z 2244. Используется прибор для измерения микротвердости по Виккерсу для проведения измерения в 10 точках в положении 1/2 толщины горячештампованного изделия при нагрузке 1 кгс и с интервалом в 3 зубца или более. Среднее значение принимается за твердость в средней части по толщине листа.

Далее поясняется способ измерения твердости поверхностного слоя и промежуточного слоя. Горячештампованное изделие разрезается перпендикулярно поверхности листа, чтобы приготовить образец анализируемой поверхности, который затем подвергается испытанию на твердость. Анализируемую поверхность готовят так, чтобы она имела как можно меньшую неоднородность, и чтобы не было провисания вблизи поверхности, чтобы обеспечить точное измерение твердости вблизи поверхности горячештампованного изделия. Например, для напыления на анализируемую поверхность посредством пучка ионов аргона используется полировщик поперечного среза от фирмы JEOL. В то же время, чтобы предотвратить образование неоднородностей в виде бороздок на анализируемой поверхности, используется вращающийся держатель образца от фирмы JEOL, чтобы можно было облучать анализируемую поверхность пучком ионов аргона под любыми возможными углами в диапазоне 360 градусов.

В случае горячештампованного изделия, у которого поверхностный слой и промежуточный слой находятся на обеих сторонах средней части по толщине листа, измерение на образце с подготовленной для измерений поверхностью проводят дважды, используя прибор для измерения микротвердости по Виккерсу. Сначала измерения проводят на области от первой поверхности горячештампованного изделия на 20% толщины горячештампованного изделия в направлении, перпендикулярном поверхности листа (направление в толщину листа) с использованием нагрузки 1 кгс и с интервалом в 3 зубца или более. При этом полное число точек измерения будет разным в зависимости от толщины горячештампованного изделия, но для объясняемого ниже расчета ДH₁ и ДH₂ достаточно провести измерение в по меньшей мере двух точках или более. Место замера на самой поверхности горячештампованного изделия представляет собой область в пределах 20 мкм от поверхности листа (если имеется гальваническое покрытие, непосредственно под гальваническим покрытием или непосредственно под слоем сплава между гальваническим покрытием и материалом основы). Второе измерение проводится на поверхности горячештампованного изделия на противоположной стороне от первого измерения. Таким образом, измерения проводятся в области от второй поверхности горячештампованного изделия до 20% толщины в направлении, перпендикулярном поверхности листа (направление в толщину листа) с использованием нагрузки 1 кгс и с интервалом в 3 зубца или более. Ближайшее от поверхности горячештампованного изделия место замера представляет собой область от поверхности листа (если имеется гальваническое покрытие, непосредственно под гальваническим покрытием, или непосредственно под слоем сплава между гальваническим покрытием и материалом основы) в пределах 20 мкм.

В случае горячештампованного изделия, у которого поверхностный слой и промежуточный слой имеются только на одной стороне в средней части по толщине листа, образец с подготовленной для измерения поверхностью исследуют, используя прибор для измерения микротвердости по Виккерсу в области от поверхностного слоя горячештампованного изделия до 20% толщины горячештампованного изделия в направлении, перпендикулярном поверхности листа (направление в толщину листа) с использованием нагрузки 1 кгс и с интервалом в 3 зубца или более. При этом полное число точек измерения будет разным в зависимости от толщины горячештампованного изделия, но для объясняемого ниже расчета ДH₁ и ДH₂ достаточно провести измерение в по меньшей мере двух точках или более. Ближайшее от поверхности горячештампованного изделия место замера представляет собой область от поверхности листа (если имеется слой покрытия, непосредственно под слоем покрытия или непосредственно под слоем сплава между слоем покрытия и материалом основы) в пределах 20 мкм.

Далее поясняется способ вычисления ДH₁ в случае горячештампованного изделия, у которого поверхностный слой и промежуточный слой расположены на обеих сторонах средней части по толщине листа. Сначала используется формула (1) для расчета градиента Дa твердости первой поверхностной стороны поверхностного слоя во всех точках измерения, включенных в область от первой поверхности до 8% толщины горячештампованного изделия. Здесь a_i есть расстояние (мкм) от первой поверхности в i–ой точке измерения, c_i есть твердость по Виккерсу в a_i (HV), и "n" означает полное число точек измерения, включенных в область от первой поверхности до 8% толщины. Далее, для расчета градиента Δb твердости второй поверхностной стороны поверхностного слоя по формуле (2) используются все точки измерения, включенные в область от второй поверхности до 8% толщины горячештампованного изделия. Здесь b_i есть расстояние (мкм) от второй поверхности в i–ой точке измерения, d_i есть твердость по Виккерсу в b_i (HV), и "m" есть полное число точек измерения, включенных в область от второй поверхности до 8% толщины. После вычисления Δa и Δb используется формула (3–1) для расчета изменения твердости ΔH₁ поверхностного слоя в направлении толщины листа. Здесь "t" означает толщину (мкм) листа горячештампованного изделия.

С другой стороны, в случае горячештампованного изделия, у которого поверхностный слой и промежуточный слой находятся только с одной стороны средней части по толщине листа, для расчета изменения твердости ΔH₁ поверхностного слоя в направлении толщины листа можно использовать формулу (3–2).

Далее поясняется способ расчета ΔH₂ в случае горячештампованного изделия, у которого поверхностный слой и промежуточный слой расположены на обеих сторонах средней части по толщине листа. Сначала используется формула (4) для расчета градиента ΔA твердости первой поверхности промежуточного слоя с использованием всех точек измерения, включенных в область от местоположения 8% толщины до местоположения 20% толщины первой поверхностной стороны горячештампованного изделия. Здесь A_i есть расстояние (мкм) от первой поверхности в i–ой точке измерения, C_i есть твердость по Виккерсу в A_i (HV), и "N" означает полное число точек измерения, включенных в область от местоположения 8% толщины до местоположения 20% толщины первой поверхностной стороны горячештампованного изделия. Далее используется формула (5) для расчета градиента ΔB твердости второй поверхностной стороны промежуточного слоя для всех точек измерения, включенных в область от местоположения 8% толщины до местоположения 20% толщины второй поверхностной стороны горячештампованного изделия. Здесь B_i есть расстояние (мкм) от второй поверхности в i–ой точке измерения, D_i есть твердость по Виккерсу в B_i (HV), и M означает полное число точек измерения, включенных в область от местоположения 8% толщины до местоположения 20% толщины второй поверхностной стороны. После расчета ΔA и ΔB используется формула (6–1) для расчета изменения твердости ДH₂ промежуточного слоя в направлении толщины листа.

С другой стороны, в случае горячештампованного изделия, у которого поверхностный слой и промежуточный слой находятся только на одной стороне средней части по толщине листа, для расчета изменения твердости ΔH₂ поверхностного слоя в направлении толщины листа можно использовать формулу (6–2).

Расчетные формулы

где

ΔH₁: изменение твердости поверхностного слоя (HV) в направлении толщины листа,

Δa: градиент твердости первой поверхностной стороны поверхностного слоя (HV/мкм),

a_i: расстояние от первой поверхности в i–ой точке измерения (мкм),

c_i: твердость по Виккерсу в a_i (HV),

n: полное число точек измерения в первой поверхности поверхностного слоя,

Δb: градиент твердости второй поверхности поверхностного слоя (HV/мкм),

b_i: расстояние от второй поверхности в i–ой точке измерения (мкм)

d_i: твердость по Виккерсу в b_i (HV)

m: полное число точек измерения на второй поверхности поверхностного слоя,

ΔH₂: изменение твердости промежуточного слоя в направлении толщины листа (HV),

ΔA: градиент твердости первой поверхности промежуточного слоя (HV/мкм)

A_i: расстояние от первой поверхности в i–ой точке измерения (мкм),

C_i: твердость по Виккерсу в A_i (HV),

N: полное число точек измерения в первой поверхности промежуточного слоя,

ΔB: градиент твердости второй поверхности промежуточного слоя (HV/мкм),

B_i: расстояние от второй поверхности в i–ой точке измерения (мкм),

D_i: твердость по Виккерсу в B_i (HV),

M: полное число точек измерения во второй поверхности промежуточного слоя,

t: Толщина листа (мкм).

Поверхность каждого поверхностного слоя горячештампованного изделия может иметь покрытие в целях улучшения коррозионной стойкости. Покрытие может представлять собой электролитическое покрытие или гальваническое покрытие, полученное погружением в расплав. Электролитическое покрытие включает в себя, например, покрытие, полученное методом электролитического цинкования в расплаве, электролитическое покрытие сплавом Zn–Ni и т.д.

Гальваническое покрытие, полученное погружением в горячий расплав, включает в себя, например горячеоцинкованный слой, горячеоцинкованный и отожженный слой, слой горячего алюминирования, слой сплава Zn–Al, полученный погружением в расплав, слой сплава Zn–Al–Mg, полученный погружением в расплав, слой сплава Zn–Al–Mg–Si, полученный погружением в расплав, и т.д. Количество осажденного покрытия особо не ограничено и может представлять собой обычное количество.

Далее поясняется вариант способа получения горячештампованного изделия по настоящему изобретению. Следующее описание предназначено просто для иллюстрации способа получения горячештампованного изделия по настоящему изобретению, но не предполагает ограничение горячештампованного изделия по настоящему изобретению изделием, полученным из двухслойного стального листа, полученного наложением двух стальных листов, как поясняется ниже. Например, можно также провести обезуглероживание однослойного стального листа, чтобы размягчить его поверхностную часть, чтобы получить высокопрочный стальной лист, состоящий из поверхностного слоя и средней части по толщине листа, и подвергнуть его такой же термообработке, как двухслойный стальной лист, для получения изделия.

Получали основной стальной лист, компоненты которого удовлетворяют указанным выше условиям в средней части по толщине листа, шлифовали обе или одну поверхность, чтобы удалить поверхностные оксиды, затем к обеим поверхностям или к одной поверхности основного стального листа дуговой сваркой приваривали стальной лист поверхностного слоя. Предпочтительно накладывать стальной лист поверхностного слоя, у которого одно или более из содержания C, содержания Si и содержание Mn составляет 0,6 раз или менее от содержания соответствующего элемента в основном стальном листе. Причина этого не вполне ясна, но авторы изобретения исследовали горячештампованные изделия, имеющие отличную сгибаемость, и как результат, одно или более из содержания C, содержания Si и содержание Mn составляло 0,6 раз или менее от содержания соответствующего элемента в основном стальном листе.

Вышеуказанный многослойный конструктивный элемент (двухслойный стальной лист) можно подвергнуть горячей прокатке, холодной прокатке, горячей штамповке, непрерывному нанесения покрытия погружением в горячий расплав и т.д., чтобы получить высокопрочный стальной лист согласно настоящему изобретению, более точно, горячештампованное изделие.

Например, в случае получения горячекатаного стального листа двухслойный стальной лист, полученный вышеописанным способом, предпочтительно выдерживают при температуре 1100°C–1350°C в течение 60 минут или дольше. Проводя такую термообработку, можно удерживать изменение твердости ДH₁ поверхностного слоя в направлении толщины листа после горячего прессования на уровне 100HV или более, но менее 200HV. Далее, благодаря вышеуказанной термообработке можно заставить элементы диффундировать между основным стальным листом и стальным листом поверхностного слоя, чтобы образовать промежуточный слой между ними и, кроме того, чтобы удерживать изменение твердости ДH₂ промежуточного слоя в направлении толщины листа после прессования на уровне 10HV или более, но менее 50HV. Напротив, при температуре нагрева ниже 1100°C, изменение твердости ДH₁ поверхностного слоя в направлении толщины листа после прессования становится больше 200HV, а изменение твердости ДH₂ промежуточного слоя в направлении толщины листа после горячего прессования становится меньше 10HV. В этом случае усиливается проникновение водорода с поверхности горячештампованного изделия, ухудшается сопротивление водородному охрупчиванию и, кроме того, нельзя получить хорошую сгибаемость. Поэтому нижний предел составляет 1100°C. С другой стороны, если температура нагрева превышает 1350°C, ДH₁ становится меньше 10HV и, кроме того, ДH₂ становится выше 200HV, и хорошей сгибаемости получить нельзя. Поэтому верхний предел составляет 1350°C. Операция выдерживания при температуре нагрева предпочтительно проводится в течение 60 минут или более. Верхний предел особо не ограничивается, но если нагревание продолжается более 300 минут, сильно возрастают затраты на нагрев, и результат становится экономически невыгодным. Поэтому в реальных процессах верхний предел обычно составляет 300 минут.

Далее, чтобы еще больше облегчить образование промежуточного слоя в настоящем изобретении, горячая прокатка после вышеуказанной термообработки двухслойного стального листа предпочтительно включает черновую прокатку и чистовую прокатку, причем черновая прокатка проводится в два или более проходов в условиях: температура черновой прокатки 1100°C или выше, степень уменьшения толщины листа за проход 5% или более, но меньше 50%, и время между проходами 3 секунды или более.

Более конкретно, чтобы еще больше облегчить образование промежуточного слоя в настоящем изобретении, концентрации элементов сплава, в частности, атомов C, следует контролировать так, чтобы они стали более умеренно распределенными. Распределение концентрации C получается в результате диффузии атомов C. Частота диффузии атомов C повышается с температурой. Таким образом, чтобы контролировать концентрацию C, при черновой прокатке важно контролировать нагрев при горячей прокатке. При нагреве во время горячей прокатки, чтобы активировать диффузию атомов C, температура нагрева должна быть высокой. Предпочтительно, она больше или равна 1100°C, но меньше или равна 1350°C, более предпочтительно, превышает 1150°C, но меньше или равна 1350°C. При нагреве во время горячей прокатки возникают изменения (i) и (ii), показанные на фиг. 1. Позицией (i) показана диффузия атомов C из средней части по толщине листа в поверхностный слой, а позицией (ii) показана реакция обезугероживания, при которой атомы C десорбируются с поверхностного слоя наружу. Возникает распределение концентрации C из–за баланса между диффузией атомов C (i) и реакцией десорбции (ii). При температуре ниже 1100°C реакция (i) будет недостаточной, так что предпочтительного распределения концентрации C нельзя будет достичь. С другой стороны, при температуре выше 1350°C реакция (ii) протекает в чрезмерной степени, так что предпочтительного распределения концентрации также невозможно достичь.

После установки температуры нагрева при горячей прокатке так, чтобы получить предпочтительное распределение концентрации C, для дальнейшей оптимизации распределения концентрации атомов C чрезвычайно важным становится контроль прохода черновой прокатки. Черновая прокатка проводится два или более раз в условиях: температура черновой прокатки 1100°C или выше, степень уменьшения толщины листа за проход 5% или более, но меньше 50%, и время между двумя проходами не менее 3 секунд. Целью этого является облегчение диффузии атомов C (позиция (i) на фиг. 1) в результате напряжения, введенного при черновой прокатке. Даже если применять обычный способ черновой прокатки и чистовой прокатки слитка с контролированной концентрацией C до предпочтительного состояния путем нагрева при горячей прокатке, толщина листа будет уменьшаться без достаточной диффузии атомов C в поверхностный слой. Таким образом, если получать горячекатаный стальной лист толщиной несколько мм из слитка толщиной более 200 мм путем обычной горячей прокатки, результатом будет стальной лист с быстрым изменением концентрации C в поверхностном слое. Умеренного изменения твердости больше невозможно будет получить. Обнаружено, что эту проблему можно решить контролем прохода черновой прокатки. На диффузию атомов C сильно влияет не только температура, но также деформация (плотность дислокаций). В частности, по сравнению с диффузией в решетке в случае диффузии по дислокациям частота диффузии повышается в 10 или более раз, так что следует предпринять меры, чтобы сохранить плотность дислокаций при прокатке, целью которой является уменьшение толщины листа. Кривая 1 на фиг. 2 показывает изменение плотности дислокаций после прохода прокатки в случае, когда степень уменьшения толщины листа за проход черновой прокатки мала. Следует понимать, что деформация сохраняется в течение длительного времени. Из–за того, что деформация остается на поверхностном слое в течение длительного времени, атомы C в достаточной степени распределяются в поверхностном слое, и можно получить оптимальное распределение концентрации C. С другой стороны, кривая 2 показывает изменение плотности дислокаций в случае большой степени уменьшения толщины листа за проход черновой прокатки. Если степень деформации, введенная прокаткой, повышается, облегчается релаксация, и плотность дислокаций быстро падает. Поэтому, чтобы получить оптимальное распределение концентрации C, необходимо предотвратить возникновение изменения плотности дислокаций, наблюдаемое на кривой 2. С этой точки зрения, верхний предел степени уменьшения толщины листа за проход должен составлять менее 50%. Чтобы облегчить диффузию атомов C на поверхностном слое, неоходимо обеспечить некоторую плотность дислокаций и время выдерживания, поэтому нижний предел степени уменьшения толщины листа за проход должен составлять 5%. Что касается времени между проходами, оно должно составлять не менее 3 секунд.

Чистовая прокатка может быть чистовой прокаткой, проводимой в обычных условиях. Например, ее можно проводить в температурном диапазоне конечной температуры 810°C или выше. Условия последующей намотки в рулон особо не предписываются. Лист может быть смотан при температуре в интервале 750°C или ниже. Кроме того, горячекатаный стальной лист можно также снова нагревать в целях его размягчения.

Стадии нагревания, придания формы и охлаждения во время горячей штамповки также могут проводиться в обычных условиях. Например, горячекатаный стальной лист, полученный путем раскатки горячекатаного стального листа, смотанного в рулон на этапе горячей прокатки, холоднокатаный стальной лист, полученный путем раскатки холоднокатаного стального листа, смотанного в рулон на этапе холодной прокатки, или стальной лист, полученный путем нанесения покрытия на холоднокатаный стальной лист, нагревают со скоростью нагрева от 0,1°C/сек до 200°C/с до температуры 810°C или выше, но меньше или равной 1000°C, выдерживают при этой температуре и формуют путем обычной горячей штамповки с получением требуемой формы. Время выдерживания можно устанавливать в соответствии со способом формования. Таким образом, хотя время выдерживания особо не ограничивается, оно может составлять от 30 секунд или более до 600 секунд или менее. Горячештампованное изделие охлаждают до комнатной температуры. Скорость охлаждения также можно устанавливать на обычном уровне. Например, средняя скорость охлаждения в диапазоне температур от температуры нагрева до 400°C может составлять 50°C/сек или более. В случае стального листа с содержанием Si в средней части по толщине листа более 0,50%, но менее 3,00% и содержания Mn в средней части по толщине листа 0,20% или более, но менее 1,50%, а также в случае стального листа с содержанием Si в средней части по толщине листа более 0,50%, но менее 3,00% и содержанием Mn в средней части по толщине листа 1,50% или более, но менее 3,00%, в целях повышения количества образованного остаточного аустенита для улучшения пластичности, предпочтительно удерживать среднюю скорость охлаждения менее 50°C/сек при охлаждении после нагрева и выдерживания в температурном диапазоне 200°C–400°C. Кроме того, в целях регулирования прочности и т.д. можно провести отпуск штампованного изделия, охлажденного до комнатной температуры, в диапазоне 150°C–600°C.

Холодная прокатка может быть холодной прокаткой, осуществляемой при обычном уменьшении толщины при прокатке, например, 30–90%. Горячекатаный стальной лист и холоднокатаный стальной лист представляют собой стальные листы сразу после горячей, соответственно холодной прокатки, а также стальные листы, полученные рекристаллизационным отжигом горячекатаного стального листа, соответственно холоднокатаного стального листа в обычных условиях, и стальные листы, полученные дрессировкой в обычных условиях. Условия нанесения покрытия особо не ограничиваются и могут быть обычными условиями. Горячекатаный стальной лист, холоднокатаный стальной лист или стальной лист, полученный рекристаллизационным отжигом и/или дрессировкой холоднокатаного стального листа, покрывают в обычных условиях покрытия в соответствии с необходимостью.

Примеры

Далее описываются примеры настоящего изобретения, но условия в примерах являются лишь иллюстрацией условий, применяющихся для подтверждения технологичности и выгодных эффектов от настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничено иллюстрацией примеров. В настоящем изобретении могут применяться различные условия в пределах сущности и объема настоящего изобретения, позволяющие достичь цели настоящего изобретения.

В примерах твердость горячештампованного стального листа измеряли способом, описанным выше, и рассчитывали твердость в средней части по толщине листа, изменение твердости ΔH₁ поверхностного слоя в направлении толщины листа и изменение твердости ΔH₂ промежуточного слоя в направлении толщины листа.

Кроме того, проводили испытание на растяжение горячештампованного стального листа. Испытание на растяжение проводили, готовя образец для испытания № 5, описанный в стандарте JIS Z 2201, и следуя методу испытания, описанному в JIS Z 2241.

Сопротивление водородному охрупчиванию горячештампованного изделия оценивали, используя образец, вырезанный из штампованного изделия. Обычно горячештампованное изделие соединяют с другими деталями, используя точечную сварку или другой способ соединения. В зависимости от точности формы детали, горячештампованное изделие будет подвергаться перекашиванию и будет испытывать напряжение. Напряжение различается в зависимости от расположения детали. Точно рассчитать его сложно, но если не имеется замедленного разрушения при напряжении пластического течения, считается, что при практическом использовании проблем не возникнет. Поэтому из штампованного изделия вырезали образец для испытаний размерами толщина листа 1,2 мм Ч ширина 6 мм Ч длина 68 мм, прикладывали напряжение, соответствующее напряжению пластического течения в испытании на четырехточечный изгиб, затем образец погружали в соляную кислоту с pH 3 на 100 часов. Наличие любого растрескивания использовали для оценки сопротивления водородному охрупчиванию. Случай без растрескивания оценивался как прошедший испытание (оценка "хорошо"), а случай с растрескиванием как не прошедший испытание (оценка "плохо").

Ударостойкость горячештампованного изделия оценивали по сгибаемости горячештампованного изделия на основе стандарта VDA (VDA238–100), предписанного Немецкой ассоциацией автомобильной промышленности, в следующих условиях измерения. В настоящем изобретении смещение во время максимальной нагрузки, полученное в испытании на изгиб, преобразовывали в угол согласно стандарту VDA, чтобы найти максимальный угол изгиба.

Размеры образца для испытаний: 60 мм (направление прокатки) на 60 мм (направление перпендикулярно прокатке) или 30 мм (направление прокатки) на 60 мм (направление перпендикулярно прокатке)

Линия излома при изгибе: направление перпендикулярно прокатке

Метод испытания: роликовая опора, штамповочный пресс

Диаметр роликов: ∅ 30 мм

Форма пуансона: кончик R=0,4 мм

Расстояние между роликами: 2,0 Ч толщина листа (мм)+0,5 мм

Скорость прессования: 20 мм/мин

Тестер: SHIMAZU AUTOGRAPH 20кН

Пример A

Основной стальной лист, имеющую химический состав, указанный в таблице 1, шлифовали на его поверхности, чтобы удалить поверхностные оксиды, затем стальной лист поверхностного слоя, имеющий химический состав, указанный в таблице 2, приваривали дуговой сваркой к обеим поверхностям или одной поверхности. Полная толщина стального листа поверхностного слоя и основного стального листа после сварки составляла от 200 мм до 300 мм, а толщина стального листа поверхностного слоя составляла около 1/3 толщины основного стального листа (в случае одной стороны около 1/4). Образцы с номерами 1–36 и 38–40 представляли собой стали, у которых стальные листы поверхностного слоя были приварены к обеим поверхностям, образец 37 является сталью, у которой стальной лист поверхностного слоя был приварен только к одной поверхности. Эти многослойные стальные листы подвергали горячей прокатке и/или холодной прокатке, как показано в таблице 3. Полученные стальные листы термообрабатывали, как указано в таблице 3, и подвергали горячей штамповке, чтобы получить штампованные изделия. Таблица 4 показывает микроструктуру и механические характеристики горячештампованных стальных листов (горячештампованные изделия). Химический состав анализировали в положении 1/2 толщины листа образцов, взятых из горячештампованных стальных листов, и в положении 20 мкм от поверхностей (положения в пределах поверхностных слоев), он оказался эквивалентным химическому составу основных стальных листов и стальных листов поверхностного слоя, приведенному в таблицах 1 и 2.

Таблица 1–1

Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B 1 0,21 0,20 1,24 0,012 0,0018 0,043 0,0032 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 3 0,32 0,16 1,27 0,009 0,0003 0,041 0,0035 0 0 0 0 0 4 0,43 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 5 0,11 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 6 0,22 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 7 0,27 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 8 0,30 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 9 0,74 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 10 0,28 0,41 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 11 0,26 0,16 0,11 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 12 0,29 0,16 0,80 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 13 0,27 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0,02 0 0 0 0 14 0,27 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0,047 0 0 0 15 0,27 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0,023 0 0 16 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0,01 0 17 0,27 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0,0017 1 0,21 0,20 1,24 0,012 0,0018 0,043 0,0032 0 0 0 0 0 1 0,21 0,20 1,24 0,012 0,0018 0,043 0,0032 0 0 0 0 0 1 0,21 0,20 1,24 0,012 0,0018 0,043 0,0032 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 1–2

Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 3 0,32 0,16 1,27 0,009 0,0003 0,041 0,0035 0 0 0 0 0 3 0,32 0,16 1,27 0,009 0,0003 0,041 0,0035 0 0 0 0 0 3 0,32 0,16 1,27 0,009 0,0003 0,041 0,0035 0 0 0 0 0 4 0,43 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 4 0,43 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 4 0,43 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 18 0,66 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 18 0,64 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 2 0,28 0,16 1,28 0,007 0,0003 0,043 0,0030 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 2–1

образец
№ Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств.Al N Ni Nb Ti Mo B 1 1 0,084 0,094 0,595 0,010 0,0014 0,041 0,0031 0 0 0 0 0 2 2 0,140 0,086 0,576 0,012 0,0015 0,040 0,0030 0 0 0 0 0 3 3 0,142 0,085 0,622 0,008 0,0015 0,042 0,0033 0 0 0 0 0 4 4 0,214 0,082 0,627 0,012 0,0004 0,041 0,0030 0 0 0 0 0 5 5 0,049 0,077 0,627 0,012 0,0007 0,040 0,0029 0 0 0 0 0 6 6 0,104 0,077 0,627 0,007 0,0017 0,043 0,0029 0 0 0 0 0 7 7 0,135 0,082 0,602 0,011 0,0009 0,042 0,0034 0 0 0 0 0 8 8 0,160 0,082 0,589 0,012 0,0005 0,042 0,0032 0 0 0 0 0 9 9 0,354 0,072 0,640 0,007 0,0006 0,043 0,0031 0 0 0 0 0 10 10 0,127 0,226 0,678 0,012 0,0016 0,040 0,0029 0 0 0 0 0 11 11 0,143 0,086 0,056 0,007 0,0017 0,041 0,0032 0 0 0 0 0 12 12 0,143 0,086 0,360 0,007 0,0016 0,041 0,0032 0 0 0 0 0 13 13 0,149 0,085 0,666 0,009 0,0012 0,041 0,0033 0,03 0 0 0 0 14 14 0,149 0,074 0,640 0,008 0,0005 0,040 0,0030 0 0,049 0 0 0 15 15 0,139 0,082 0,627 0,008 0,0018 0,043 0,0029 0 0 0,018 0 0 16 16 0,146 0,086 0,589 0,009 0,0018 0,040 0,0033 0 0 0 0,03 0 17 17 0,128 0,086 0,627 0,012 0,0004 0,042 0,0032 0 0 0 0 0,0018 18 1 0,092 0,180 1,178 0,008 0,0015 0,041 0,0030 0 0 0 0 0 19 1 0,086 0,178 0,608 0,008 0,0004 0,043 0,0029 0 0 0 0 0 20 1 0,107 0,098 1,104 0,008 0,0011 0,043 0,0029 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 2–2

образец
№ Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств.Al N Ni Nb Ti Mo B 21 2 0,246 0,066 0,653 0,007 0,0008 0,042 0,0033 0 0 0 0 0 22 2 0,244 0,085 1,101 0,008 0,0015 0,039 0,0032 0 0 0 0 0 23 2 0,244 0,144 0,576 0,009 0,0005 0,043 0,0029 0 0 0 0 0 24 3 0,243 0,070 0,597 0,009 0,0005 0,042 0,0033 0 0 0 0 0 25 3 0,158 0,152 0,622 0,012 0,0016 0,040 0,0029 0 0 0 0 0 26 3 0,139 0,075 1,118 0,009 0,0009 0,043 0,0030 0 0 0 0 0 27 4 0,389 0,086 0,678 0,011 0,0010 0,042 0,0033 0 0 0 0 0 28 4 0,231 0,149 0,563 0,012 0,0006 0,040 0,0031 0 0 0 0 0 29 4 0,231 0,070 1,165 0,008 0,0007 0,040 0,0029 0 0 0 0 0 30 2 0,140 0,086 0,576 0,009 0,0009 0,040 0,0033 0 0 0 0 0 31 2 0,140 0,086 0,576 0,010 0,0014 0,040 0,0032 0 0 0 0 0 32 2 0,140 0,086 0,576 0,007 0,0003 0,042 0,0029 0 0 0 0 0 33 2 0,140 0,086 0,576 0,008 0,0016 0,042 0,0034 0 0 0 0 0 34 18 0,329 0,086 0,576 0,009 0,0012 0,041 0,0034 0 0 0 0 0 35 18 0,321 0,086 0,576 0,010 0,0018 0,043 0,0034 0 0 0 0 0 36 2 0,138 0,086 0,576 0,009 0,0015 0,041 0,0033 0 0 0 0 0 37 2 0,140 0,086 0,576 0,008 0,0011 0,041 0,0034 0 0 0 0 0 38 2 0,140 0,086 0,576 0,009 0,0009 0,040 0,0033 0 0 0 0 0 39 2 0,140 0,086 0,576 0,010 0,0014 0,040 0,0032 0 0 0 0 0 40 2 0,140 0,086 0,576 0,007 0,0003 0,042 0,0029 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 3–1

Образец № Горячая прокатка Холодная прокатка Стадия термообработки при горячей штамповке Толщина после горячей штамповки
(мм) т–ра нагревания (°C) время выдерживания
(мин) т–ра черновой прокатки (°C) степень уменьшения толщины
(%) число операций прокатки с временем между проходами 3 сек или более конечная т–ра
(°C) т–ра намотки
(°C) степень холодной прокатки
(%) скорость нагревания
(°C/с) т–ра нагрева
(°C) средняя скорость охлаждения с т–ры нагрева до 400°C
(°C/с) средняя скорость охлаждения с 400°C до 200°C
(°C/с) т–ра отпуска
(°C) покрытие 1 1236 102 1169 38 3 878 704 55 34 841 73 57 нет нет 1,3 2 1193 99 1154 35 3 838 706 54 36 841 108 96 нет нет 1,3 3 1256 95 1133 28 3 894 661 49 46 887 78 63 нет нет 1,4 4 1187 99 1160 34 3 917 653 47 54 920 95 81 нет нет 1,5 5 1118 129 1140 32 3 878 574 53 53 845 89 77 нет нет 1,3 6 1235 129 1153 34 3 882 682 60 68 887 74 57 нет нет 1,1 7 1199 85 1190 38 3 880 684 51 66 823 91 79 нет нет 1,4 8 1228 119 1134 44 3 890 715 43 53 832 75 56 нет нет 1,6 9 1114 109 1102 29 3 896 714 57 31 878 75 65 нет нет 1,2 10 1115 112 1109 34 3 842 567 45 46 836 76 57 нет нет 1,5 11 1175 116 1135 33 3 881 710 57 55 904 94 79 нет нет 1,2 12 1247 88 1189 39 3 844 545 54 57 873 87 69 нет нет 1,3 13 1135 92 1117 30 3 868 652 45 27 894 89 79 нет нет 1,5 14 1122 95 1118 40 3 915 619 54 40 828 80 60 нет нет 1,3 15 1179 78 1166 36 3 847 692 44 22 872 80 66 нет нет 1,6 16 1239 126 1139 36 3 845 692 45 34 890 99 85 нет нет 1,5 17 1156 112 1125 44 3 843 721 40 64 871 106 95 нет нет 1,7 18 1257 122 1150 39 3 837 660 41 48 924 93 75 нет нет 1,7 19 1108 99 1105 39 3 862 556 57 25 903 80 70 нет нет 1,2 20 1187 109 1123 41 3 910 666 42 21 847 91 71 нет нет 1,6

Таблица 3–2

Образец № Горячая прокатка Холодная прокатка Стадия термообработки при горячей штамповке Толщина после горячей штамповки
(мм) т–ра нагревания (°C) время выдерживания
(мин) т–ра черновой прокатки (°C) степень уменьшения толщины
(%) число операций прокатки с временем между проходами 3 сек или более конечная т–ра
(°C) т–ра намотки
(°C) степень холодной прокатки
(%) скорость нагревания
(°C/с) т–ра нагрева
(°C) средняя скорость охлаждения с т–ры нагрева до 400°C
(°C/с) средняя скорость охлаждения с 400°C до 200°C
(°C/с) т–ра отпуска
(°C) покрытие 21 1269 71 1163 45 3 834 687 57 23 826 94 77 нет нет 1,2 22 1155 102 1135 34 3 851 645 48 24 901 91 79 нет нет 1,5 23 1130 92 1120 40 3 894 582 52 65 923 100 88 нет нет 1,3 24 1118 105 1107 38 3 916 633 48 69 889 85 66 нет нет 1,5 25 1230 102 1150 40 3 900 647 51 58 929 103 92 нет нет 1,4 26 1163 122 1138 25 3 898 712 43 23 885 89 77 нет нет 1,6 27 1117 119 1109 31 3 845 697 41 68 891 90 75 нет нет 1,7 28 1189 85 1180 25 3 841 635 51 31 892 104 88 нет нет 1,4 29 1228 102 1142 37 3 888 703 59 37 859 92 80 нет нет 1,1 30 982 119 955 38 3 903 665 43 45 895 93 80 нет нет 1,6 31 1390 88 1139 41 3 842 644 55 70 901 70 52 нет нет 1,3 32 1113 17 1109 39 3 862 616 46 66 900 78 61 нет нет 1,5 33 1151 95 1137 27 3 881 671 0 66 908 73 59 нет нет 2,8 34 1131 126 1128 32 3 841 554 57 51 921 82 68 250 нет 1,2 35 1154 78 1144 42 3 874 546 45 57 920 90 74 257 да 1,5 36 1150 85 1134 35 3 852 557 45 50 842 94 76 нет да 1,5 37 1121 105 1112 40 3 835 699 53 28 839 88 75 нет нет 1,3 38 1135 126 1004 45 3 896 545 45 28 826 95 78 нет нет 1,7 39 1108 71 1102 3 2 845 556 42 67 891 79 68 нет нет 1,5 40 1189 92 1155 35 1 851 665 51 31 895 107 94 нет нет 1,7

Таблица 4–1

Образец № Микроструктура Механические свойства Примечания Твердость в средней части по толщине листа (HV) ДH₁ (HV) ДH₂ (HV) Прочность
(МПа) Макс. угол изгиба (°) Сопротивление водородному охрупчиванию 1 514 187 48 1697 106,7 хорошее изобр. 2 644 171 32 2124 103,4 хорошее изобр. 3 716 166 47 2362 101,3 хорошее изобр. 4 786 128 34 2594 99,6 хорошее изобр. 5 385 197 42 1150 109,8 хорошее сравн. 6 572 188 49 1887 104,8 хорошее изобр. 7 615 114 15 2029 104,4 хорошее изобр. 8 672 187 46 2219 102,2 хорошее изобр. 9 897 188 41 2960 61,7 хорошее сравн. 10 644 177 43 2124 103,0 хорошее изобр. 11 471 174 45 1443 103,3 хорошее сравн. 12 652 113 27 2151 103,5 хорошее изобр. 13 640 136 35 2111 103,4 хорошее изобр. 14 648 141 23 2137 103,6 хорошее изобр. 15 643 144 27 2121 103,5 хорошее изобр. 16 649 187 46 2141 102,9 хорошее изобр. 17 643 177 49 2121 103,0 хорошее изобр. 18 517 181 46 1707 108,1 хорошее изобр. 19 518 185 47 1710 107,9 хорошее изобр. 20 512 187 43 1690 105,4 хорошее изобр.

Таблица 4–2

Образец № Микроструктура Механические свойства Примечания Твердость в средней части по толщине листа (HV) ДH₁ (HV) ДH₂ (HV) Прочность
(МПа) Макс. угол изгиба (°) Сопротивление водородному охрупчиванию 21 641 168 31 2114 101,9 хорошее изобр. 22 640 165 32 2111 102,8 хорошее изобр. 23 643 172 29 2121 100,4 хорошее изобр. 24 720 158 45 2375 97,1 хорошее изобр. 25 720 161 44 2375 98,5 хорошее изобр. 26 718 160 47 2368 99,4 хорошее изобр. 27 782 154 32 2830 96,8 хорошее изобр. 28 791 121 34 2840 97,4 хорошее изобр. 29 788 137 31 2840 99,9 хорошее изобр. 30 642 212 4 2118 69,1 плохое сравн. 31 637 7 259 2101 62,8 хорошее сравн. 32 642 245 3 2118 66,1 плохое сравн. 33 640 168 43 2111 103,3 хорошее изобр. 34 643 145 31 2156 101,4 хорошее изобр. 35 652 158 26 2144 101,5 хорошее изобр. 36 651 171 32 2147 107,7 хорошее изобр. 37 635 178 31 2096 99,8 хорошее изобр. 38 644 209 5 2114 60,1 плохое сравн. 39 642 214 7 2121 62,6 плохое сравн. 40 652 210 8 2147 62,0 плохое сравн.

Считается, что случай, когда предел прочности составляет 1500 МПа или более, максимальный угол изгиба (°) составляет 90° или более, и сопротивление водородному охрупчиванию находится на удовлетворительном уровне, соответствует горячештампованному изделию, имеющему отличную ударостойкость и сопротивление водородному охрупчиванию (примеры по изобретению в таблице 4). С другой стороны, случай, когда хотя бы одна из указанных выше характеристик не удовлетворялась, был обозначен как сравнительный пример.

Пример B (Mn: 1,50% или более, но менее 3,00%)

Основной стальной лист, имеющий химический состав, указанный в таблице 5, шлифовали на поверхности, чтобы удалить поверхностные оксиды, затем стальной лист поверхностного слоя, имеющий химический состав, указанный в таблице 6, приваривали дуговой сваркой к обеим поверхностям или одной поверхности. Полная толщина стального листа поверхностного слоя и основного стального листа после сварки составляла от 200 мм до 300 мм, а толщина стального листа поверхностного слоя составляла около 1/3 толщины основного стального листа (в случае одной стороны около 1/4). Образцы с номерами 101–136 и 138–140 представляли собой сталь, у которой стальные листы поверхностного слоя были приварены к обеим поверхностям, образец 137 являлся сталью, у которой стальной лист поверхностного слоя был приварен только к одной поверхности. Эти многослойные стальные листы подвергали горячей прокатке и/или холодной прокате, как указано в таблице 7. Полученные стальные листы термообрабатывали, как указано в таблице 7, и подвергали горячей штамповке, чтобы получить штампованные изделия. Таблица 8 показывает микроструктуру и механические характеристики горячештампованных стальных листов (горячештампованные изделия). Химический состав анализировали в положении 1/2 толщины листа образцов, взятых из горячештампованных стальных листов, и в положении 20 мкм от поверхностей (положения в пределах поверхностных слоев), он оказался эквивалентным химическому составу основных стальных листов и стальных листов поверхностного слоя, приведенному в таблицах 5 и 6.

Таблица 5–1

Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств.Al N Ni Nb Ti Mo B 101 0,21 0,18 1,74 0,014 0,0029 0,045 0,0036 0 0 0 0 0 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 0 0 103 0,33 0,12 1,80 0,009 0,0013 0,042 0,0035 0 0 0 0 0 104 0,43 0,15 1,73 0,013 0,0018 0,045 0,0035 0 0 0 0 0 105 0,10 0,16 1,70 0,010 0,0013 0,042 0,0034 0 0 0 0 0 106 0,32 0,12 1,84 0,007 0,0013 0,039 0,0035 0 0 0 0 0 107 0,32 0,19 1,77 0,005 0,0033 0,046 0,0031 0 0 0 0 0 108 0,37 0,16 1,88 0,003 0,0003 0,043 0,0027 0 0 0 0 0 109 0,78 0,12 1,85 0,005 0,0023 0,043 0,0036 0 0 0 0 0 110 0,28 0,39 1,81 0,008 0,0013 0,046 0,0029 0 0 0 0 0 111 0,34 0,12 0,11 0,008 0,0023 0,039 0,0028 0 0 0 0 0 112 0,36 0,12 0,80 0,008 0,0013 0,047 0,0034 0 0 0 0 0 113 0,37 0,16 1,71 0,008 0,0023 0,046 0,0031 1,70 0 0 0 0 114 0,32 0,17 1,69 0,013 0,0033 0,044 0,0028 0 0,082 0 0 0 115 0,38 0,13 1,81 0,009 0,0033 0,043 0,0032 0 0 0,078 0 0 116 0,28 0,18 1,84 0,012 0,0013 0,045 0,0036 0 0 0 0,06 0 117 0,28 0,12 1,80 0,011 0,0013 0,045 0,0033 0 0 0 0 0,0025 101 0,21 0,18 1,74 0,014 0,0029 0,045 0,0036 0 0 0 0 0 101 0,21 0,18 1,74 0,014 0,0029 0,045 0,0036 0 0 0 0 0 101 0,21 0,18 1,74 0,014 0,0029 0,045 0,0036 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 5–2

Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств.Al N Ni Nb Ti Mo B 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 103 0,33 0,12 1,80 0,009 0,0013 0,042 0,0035 0 0 0 103 0,33 103 0,33 0,12 1,80 0,009 0,0013 0,042 0,0035 0 0 0 103 0,33 103 0,33 0,12 1,80 0,009 0,0013 0,042 0,0035 0 0 0 103 0,33 104 0,43 0,15 1,73 0,013 0,0018 0,045 0,0035 0 0 0 104 0,43 104 0,43 0,15 1,73 0,013 0,0018 0,045 0,0035 0 0 0 104 0,43 104 0,43 0,15 1,73 0,013 0,0018 0,045 0,0035 0 0 0 104 0,43 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 118 0,68 0,19 1,80 0,012 0,0032 0,039 0,0029 0 0 0 118 0,68 118 0,68 0,19 1,80 0,012 0,0032 0,039 0,0029 0 0 0 118 0,68 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29 102 0,29 0,14 1,82 0,003 0,0023 0,044 0,0032 0 0 0 102 0,29

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 6–1

образец
№ Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B 101 101 0,09 0,08 0,80 0,011 0,0014 0,043 0,0029 0 0 0 0 0 102 102 0,14 0,08 0,75 0,010 0,0015 0,041 0,0030 0 0 0 0 0 103 103 0,15 0,06 0,86 0,010 0,0013 0,041 0,0035 0 0 0 0 0 104 104 0,22 0,07 0,90 0,009 0,0005 0,042 0,0030 0 0 0 0 0 105 105 0,04 0,07 0,88 0,012 0,0008 0,040 0,0031 0 0 0 0 0 106 106 0,14 0,06 0,88 0,004 0,0017 0,045 0,0031 0 0 0 0 0 107 107 0,17 0,09 0,89 0,014 0,0007 0,042 0,0035 0 0 0 0 0 108 108 0,18 0,08 0,85 0,009 0,0005 0,042 0,0033 0 0 0 0 0 109 109 0,34 0,05 0,93 0,009 0,0004 0,044 0,0030 0 0 0 0 0 110 110 0,05 0,22 0,91 0,011 0,0018 0,041 0,0027 0 0 0 0 0 111 111 0,19 0,06 0,05 0,008 0,0019 0,042 0,0033 0 0 0 0 0 112 112 0,17 0,06 0,36 0,006 0,0015 0,041 0,0030 0 0 0 0 0 113 113 0,20 0,09 0,91 0,011 0,0010 0,039 0,0034 0,01 0 0 0 0 114 114 0,16 0,07 0,81 0,010 0,0003 0,042 0,0032 0 0,038 0 0 0 115 115 0,19 0,06 0,80 0,010 0,0019 0,044 0,0030 0 0 0,011 0 0 116 116 0,14 0,10 0,83 0,009 0,0020 0,042 0,0034 0 0 0 0,02 0 117 117 0,14 0,06 0,79 0,013 0,0003 0,044 0,0034 0 0 0 0 0,0012 118 101 0,08 0,17 1,57 0,007 0,0016 0,041 0,0029 0 0 0 0 0 119 101 0,08 0,16 0,82 0,010 0,0002 0,042 0,0029 0 0 0 0 0 120 101 0,10 0,09 1,60 0,008 0,0012 0,041 0,0031 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 6–2

образец
№ Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств.Al N Ni Nb Ti Mo B 121 102 0,24 0,06 0,87 0,004 0,0007 0,040 0,0033 0 0 0 0 0 122 102 0,24 0,07 1,58 0,009 0,0017 0,039 0,0033 0 0 0 0 0 123 102 0,26 0,12 0,86 0,011 0,0003 0,045 0,0028 0 0 0 0 0 124 103 0,26 0,05 0,88 0,007 0,0005 0,044 0,0031 0 0 0 0 0 125 103 0,17 0,12 0,86 0,015 0,0018 0,042 0,0029 0 0 0 0 0 126 103 0,14 0,06 1,49 0,007 0,0007 0,042 0,0030 0 0 0 0 0 127 104 0,39 0,08 0,83 0,010 0,0012 0,041 0,0033 0 0 0 0 0 128 104 0,22 0,14 0,81 0,015 0,0005 0,041 0,0032 0 0 0 0 0 129 104 0,25 0,06 1,51 0,006 0,0007 0,038 0,0031 0 0 0 0 0 130 102 0,14 0,08 0,86 0,007 0,0011 0,042 0,0034 0 0 0 0 0 131 102 0,14 0,07 0,80 0,012 0,0014 0,041 0,0032 0 0 0 0 0 132 102 0,14 0,08 0,86 0,005 0,0001 0,040 0,0030 0 0 0 0 0 133 102 0,15 0,07 0,86 0,011 0,0014 0,041 0,0034 0 0 0 0 0 134 102 0,15 0,07 0,86 0,012 0,0013 0,039 0,0035 0 0 0 0 0 135 118 0,31 0,10 0,81 0,010 0,0018 0,044 0,0032 0 0 0 0 0 136 118 0,32 0,10 0,76 0,010 0,0017 0,039 0,0031 0 0 0 0 0 137 102 0,13 0,08 0,76 0,005 0,0013 0,041 0,0035 0 0 0 0 0 138 102 0,14 0,08 0,75 0,010 0,0015 0,041 0,0030 0 0 0 0 0 139 102 0,14 0,08 0,75 0,010 0,0015 0,041 0,0030 0 0 0 0 0 140 102 0,14 0,08 0,75 0,010 0,0015 0,041 0,0030 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 7–1

Образец № Горячая прокатка Холодная прокатка Стадия термообработки при горячей штамповке Толщина после горячей штамповки
(мм) т–ра нагревания (°C) время выдерживания
(мин) т–ра черновой прокатки (°C) степень уменьшения толщины
(%) число операций прокатки с временем между проходами 3 сек или более конечная т–ра
(°C) т–ра намотки
(°C) степень холодной прокатки
(%) скорость нагревания
(°C/с) т–ра нагрева
(°C) средняя скорость охлаждения с т–ры нагрева до 400°C
(°C/с) средняя скорость охлаждения с 400°C до 200°C
(°C/с) т–ра отпуска
(°C) покрытие 101 1263 97 1159 36 3 888 604 53 35 904 72 67 нет нет 1,3 102 1235 94 1149 33 3 881 629 47 41 868 103 93 нет нет 1,5 103 1244 90 1143 24 3 842 660 53 51 845 72 67 нет нет 1,3 104 1272 98 1163 31 3 909 656 53 56 915 95 87 нет нет 1,3 105 1286 129 1138 32 3 887 620 44 50 853 84 78 нет нет 1,6 106 1268 133 1149 39 3 833 556 52 69 901 83 75 нет нет 1,3 107 1274 89 1200 36 3 833 621 50 69 926 97 92 нет нет 1,4 108 1266 111 1134 45 3 855 686 46 54 827 85 78 нет нет 1,5 109 1282 117 1160 28 3 869 637 44 27 919 81 72 нет нет 1,6 110 1293 107 1143 33 3 887 720 54 44 907 85 79 нет нет 1,3 111 1253 119 1128 37 3 836 662 46 58 823 93 88 нет нет 1,5 112 1278 90 1186 42 3 844 545 49 54 873 94 88 нет нет 1,4 113 1245 94 1187 25 3 876 614 45 29 881 81 73 нет нет 1,5 114 1293 101 1144 37 3 837 557 57 38 843 72 63 нет нет 1,2 115 1250 82 1160 35 3 891 566 49 21 830 87 78 нет нет 1,4 116 1268 125 1141 37 3 892 590 50 38 872 93 85 нет нет 1,4 117 1279 103 1126 40 3 915 556 48 59 908 99 89 нет нет 1,5 118 1256 126 1155 35 3 880 679 46 44 831 87 82 нет нет 1,5 119 1242 99 1162 36 3 865 708 49 21 872 71 61 нет нет 1,4 120 1276 103 1124 45 3 892 703 46 26 839 98 91 нет нет 1,5

Таблица 7–2

Образец № Горячая прокатка Холодная прокатка Стадия термообработки при горячей штамповке Толщина после горячей штамповки
(мм) т–ра нагревания (°C) время выдерживания
(мин) т–ра черновой прокатки (°C) степень уменьшения толщины
(%) число операций прокатки с временем между проходами 3 сек или более конечная т–ра
(°C) т–ра намотки
(°C) степень холодной прокатки
(%) скорость нагревания
(°C/с) т–ра нагрева
(°C) средняя скорость охлаждения с т–ры нагрева до 400°C
(°C/с) средняя скорость охлаждения с 400°C до 200°C
(°C/с) т–ра отпуска
(°C) покрытие 121 1284 71 1153 48 3 891 684 48 22 870 88 83 нет нет 1,5 122 1266 104 1163 34 3 831 632 46 25 856 90 83 нет нет 1,5 123 1265 85 1125 38 3 903 734 57 64 900 107 100 нет нет 1,2 124 1258 95 1155 36 3 873 641 46 72 900 93 84 нет нет 1,5 125 1266 97 1159 45 3 874 641 52 56 870 110 100 нет нет 1,3 126 1273 125 1129 29 3 911 546 49 18 891 80 71 нет нет 1,4 127 1255 121 1186 32 3 880 697 52 67 865 88 79 нет нет 1,3 128 1251 76 1173 23 3 862 698 50 28 889 95 86 нет нет 1,4 129 1295 109 1133 32 3 892 706 50 34 846 89 80 нет нет 1,4 130 971 125 951 34 3 855 588 46 48 900 85 80 нет нет 1,5 131 1364 81 1131 46 3 870 663 51 68 921 70 61 нет нет 1,4 132 1284 18 1150 36 3 862 686 57 62 870 74 64 нет нет 1,2 133 1281 96 1140 29 3 835 612 46 61 857 71 62 нет нет 1,5 134 1280 128 1129 37 3 857 619 0 48 883 74 66 нет нет 2,8 135 1290 74 1142 43 3 853 654 55 60 825 96 86 269 нет 1,3 136 1277 83 1172 39 3 864 576 49 46 915 103 94 251 да 1,4 137 1281 115 1128 41 3 847 709 46 31 893 91 81 нет да 1,5 138 1276 119 1002 42 3 892 590 53 29 870 95 86 нет нет 1,4 139 1266 82 1162 4 2 873 708 45 68 900 86 76 нет нет 1,4 140 1251 103 1168 38 1 880 684 57 28 846 113 104 нет нет 2,8

Таблица 8–1

Образец № Микроструктура Механические свойства Твердость в средней части по толщине листа (HV) ДH₁ (HV) ДH₂ (HV) Прочность
(МПа) Средняя по сечению твердость (HV) Минимальная жесткость
(HV) Разность средней по сечению жесткости и минимальной жесткости (HV) Макс. угол изгиба (°) Сопротивление водородному охрупчиванию Примечания 101 539 192 45 1613 539 475 64 99,7 хорошее изобр. 102 651 173 38 1948 651 612 39 96,4 хорошее изобр. 103 715 169 46 2138 715 651 64 95,3 хорошее изобр. 104 790 131 28 2362 790 745 45 91,6 хорошее изобр. 105 401 196 39 1199 401 354 47 103,2 хорошее сравн. 106 697 190 44 2083 697 663 34 97,8 хорошее изобр. 107 695 110 11 2077 695 631 64 101,4 хорошее изобр. 108 769 181 41 2298 769 735 34 101,2 хорошее изобр. 109 906 184 40 2990 906 862 44 54,2 хорошее сравн. 110 644 178 37 1926 644 601 43 95,0 хорошее изобр. 111 462 169 49 1401 462 304 158 103,5 хорошее сравн. 112 715 110 26 2138 715 579 136 98,5 хорошее изобр. 113 768 137 32 2295 768 702 66 102,4 хорошее изобр. 114 701 142 27 2095 701 672 29 100,6 хорошее изобр. 115 781 140 27 2335 781 737 44 97,5 хорошее изобр. 116 645 190 33 1929 645 589 56 94,9 хорошее изобр. 117 643 173 39 1923 643 598 45 101,6 хорошее изобр. 118 543 179 47 1625 543 478 65 97,1 хорошее изобр. 119 538 187 45 1610 538 504 34 97,9 хорошее изобр. 120 543 185 41 1625 543 517 26 97,7 хорошее изобр.

Таблица 8–2

Образец № Микроструктура Механические свойства Твердость в средней части по толщине листа (HV) ДH₁ (HV) ДH₂ (HV) Прочность
(МПа) Средняя по сечению твердость (HV) Минимальная жесткость
(HV) Разность средней по сечению жесткости и минимальной жесткости (HV) Макс. угол изгиба (°) Сопротивление водородному охрупчиванию Примечания 121 651 164 28 1948 651 594 57 97,7 хорошее изобр. 122 655 160 30 1960 655 581 74 98,0 хорошее изобр. 123 658 167 32 1969 658 598 60 96,5 хорошее изобр. 124 710 154 42 2123 710 683 27 96,6 хорошее изобр. 125 707 163 48 2114 707 676 31 96,6 хорошее изобр . 126 712 158 43 2129 712 675 37 97,3 хорошее изобр. 127 781 155 34 2335 781 741 40 96,9 хорошее изобр. 128 788 121 34 2356 788 751 37 97,2 хорошее изобр. 129 779 132 27 2329 779 728 51 98,1 хорошее изобр. 130 656 210 9 1963 656 611 45 61,1 плохое сравн. 131 655 5 219 1960 655 600 55 62,8 хорошее сравн. 132 650 221 5 1945 650 601 49 69,1 плохое сравн. 133 659 117 41 1972 659 599 60 90,2 хорошее изобр. 134 657 168 49 1966 657 581 76 96,3 хорошее изобр. 135 721 140 31 2156 721 660 61 92,4 хорошее изобр. 136 718 157 32 2147 718 653 65 92,5 хорошее изобр. 137 659 171 27 1972 659 584 75 102,1 хорошее изобр. 138 655 201 6 2162 655 622 33 59,5 плохое сравн. 139 662 211 7 2185 662 627 35 63,8 плохое сравн. 140 641 204 4 2115 641 612 29 60,9 плохое сравн.

При столкновении деформация концентрируется в локальной мягкой части и становится причиной растрескивания, поэтому при обеспечении ударостойкости важно, чтобы изменения твердости штампованного изделия были малыми, т.е., чтобы обеспечивалась стабильная прочность. Поэтому в примерах ударостойкость горячештампованного изделия оценивали также с точки зрения изменения твердости. Горячештампованное изделие удлиненной формы разрезали перпендикулярно продольному направлению в любом месте в этом продольном направлении и измеряли твердость средней части по толщине листа по всей области сечения, включая вертикальные стенки. Для измерения использовали твердомер Виккерса. Нагрузка при измерении составляла 1 кгс, и интервалы между точками измерения составляли 1 мм. Случай, когда ни в одной точке измерения отклонения от среднего значения по всем точкам измерения были меньше 100HV, оценивался как малое изменение твердости, т.е., стабильность прочности считалась отличной, и результат считался отличным в отношении ударостойкости и отмечался как прошедший испытание (оценка хорошо), тогда как случай, когда имелись точки измерения с отклонением более 100HV, считался как не прошедший испытание (оценка плохо). Более точно, случай, когда разница между средним значением твердости по всем точкам измерения (средняя по сечению твердость в таблице 8) и значением наименьшей твердости из всех точек измерения равнялась 100HV, считался удовлетворительным, а случай с более чем 100HV оценивался как неудовлетворительный.

Как и в примере A, считается, что случай, когда предел прочности составляет 1500 МПа или более, максимальный угол изгиба (°) составляет 90° или более, и сопротивление водородному охрупчиванию находится на удовлетворительном уровне, соответствует горячештампованному изделию, имеющему отличную ударостойкость и сопротивление водородному охрупчиванию (примеры по изобретению в таблице 8). Далее, случай, когда разница между средним по сечению значением твердости и минимальной твердостью меньше или равно 100HV, оценивался как улучшение ударостойкости также и с точки зрения стабильности прочности, а не только сгибаемости (примеры по изобретению, кроме примера 112 в таблице 8). С другой стороны, случай, когда хотя бы одно из требований "предел прочности", "максимальный угол изгиба" и "сопротивление водородному охрупчиванию" не удовлетворялось, был обозначен как сравнительный пример.

Пример C (Si: более 0,50%, но менее 3,00%)

Основной стальной лист, имеющий химический состав, указанный в таблице 9, шлифовали на поверхности, чтобы удалить поверхностные оксиды, затем стальной лист поверхностного слоя, имеющий химический состав, указанный в таблице 10, приваривали дуговой сваркой к обеим поверхностям или одной поверхности. Полная толщина стального листа поверхностного слоя и основного стального листа после сварки составляла от 200 мм до 300 мм, а толщина стального листа поверхностного слоя составляла около 1/3 толщины основного стального листа (в случае одной стороны около 1/4). Образцы с номерами 201–236 и 238–240 представляли собой сталь, у которой стальные листы поверхностного слоя были приварены к обеим поверхностям, образец 237 является сталью, у которой стальной лист поверхностного слоя был приварен только к одной поверхности. Эти многослойные стальные листы подвергали горячей прокатке и/или холодной прокате, как указано в таблице 11. Полученные стальные листы термообрабатывали, как указано в таблице 11, и подвергали горячей штамповке, чтобы получить штампованные изделия. Таблица 12 показывает микроструктуру и механические характеристики горячештампованных стальных листов (горячештампованные изделия). Химический состав анализировали в положении 1/2 толщины листа образцов, взятых из горячештампованных стальных листов, и в положении 20 мкм от поверхностей (положения в пределах поверхностных слоев), он оказался эквивалентным химическому составу основных стальных листов и стальных листов поверхностного слоя, приведенному в таблицах 9 и 10.

Таблица 9–1

Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B 201 0,22 1,63 1,33 0,011 0,0020 0,046 0,0027 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 203 0,31 1,45 1,25 0,006 0,0007 0,040 0,0040 0 0 0 0 0 204 0,49 1,50 1,34 0,010 0,0005 0,057 0,0028 0 0 0 0 0 205 0,07 1,48 1,23 0,008 0,0002 0,029 0,0033 0 0 0 0 0 206 0,23 1,19 1,23 0,004 0,0006 0,055 0,0035 0 0 0 0 0 207 0,29 1,06 1,31 0,009 0,0004 0,037 0,0025 0 0 0 0 0 208 0,31 1,44 1,20 0,003 0,0003 0,053 0,0027 0 0 0 0 0 209 0,79 1,11 1,31 0,005 0,0003 0,040 0,0028 0 0 0 0 0 210 0,34 0,21 1,25 0,007 0,0004 0,041 0,0031 0 0 0 0 0 211 0,29 0,44 0,84 0,007 0,0006 0,057 0,0033 0 0 0 0 0 212 0,27 1,27 0,09 0,009 0,0002 0,057 0,0028 0 0 0 0 0 213 0,29 1,41 1,31 0,006 0,0007 0,057 0,0034 1,14 0 0 0 0 214 0,23 1,47 1,21 0,004 0,0007 0,035 0,0026 0 0,032 0 0 0 215 0,33 1,67 1,22 0,006 0,0003 0,062 0,0033 0 0 0,078 0 0 216 0,27 1,48 1,34 0,007 0,0006 0,042 0,0033 0 0 0 0,04 0 217 0,33 1,26 1,28 0,011 0,0007 0,055 0,0026 0 0 0 0 0,0023 201 0,22 1,63 1,33 0,011 0,0020 0,046 0,0027 0 0 0 0 0 201 0,22 1,63 1,33 0,011 0,0020 0,046 0,0027 0 0 0 0 0 201 0,22 1,63 1,33 0,011 0,0020 0,046 0,0027 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 9–2

Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств.Al N Ni Nb Ti Mo B 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 203 0,31 1,45 1,25 0,006 0,0007 0,040 0,0040 0 0 0 0 0 203 0,31 1,45 1,25 0,006 0,0007 0,040 0,0040 0 0 0 0 0 203 0,31 1,45 1,25 0,006 0,0007 0,040 0,0040 0 0 0 0 0 204 0,49 1,50 1,34 0,010 0,0005 0,057 0,0028 0 0 0 0 0 204 0,49 1,50 1,34 0,010 0,0005 0,057 0,0028 0 0 0 0 0 204 0,49 1,50 1,34 0,010 0,0005 0,057 0,0028 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 218 0,69 1,21 1,34 0,011 0,0005 0,057 0,0027 0 0 0 0 0 218 0,69 1,21 1,34 0,011 0,0005 0,057 0,0027 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0 202 0,24 1,56 1,23 0,010 0,0005 0,054 0,0029 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 10–1

образец
№ Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств.Al N Ni Nb Ti Mo B 201 201 0,13 0,86 0,67 0,015 0,0017 0,046 0,0028 0 0 0 0 0 202 202 0,12 0,83 0,65 0,012 0,0016 0,036 0,0033 0 0 0 0 0 203 203 0,15 0,80 0,60 0,015 0,0018 0,041 0,0037 0 0 0 0 0 204 204 0,28 0,78 0,75 0,011 0,0006 0,040 0,0033 0 0 0 0 0 205 205 0,03 0,86 0,63 0,011 0,0010 0,039 0,0032 0 0 0 0 0 206 206 0,10 0,58 0,64 0,006 0,0021 0,039 0,0028 0 0 0 0 0 207 207 0,12 0,61 0,63 0,017 0,0007 0,038 0,0032 0 0 0 0 0 208 208 0,15 0,72 0,65 0,011 0,0005 0,041 0,0035 0 0 0 0 0 209 209 0,40 0,60 0,69 0,014 0,0009 0,039 0,0027 0 0 0 0 0 210 210 0,16 0,12 0,68 0,016 0,0018 0,039 0,0025 0 0 0 0 0 211 211 0,13 0,24 0,42 0,012 0,0024 0,040 0,0031 0 0 0 0 0 212 212 0,12 0,65 0,04 0,011 0,0017 0,043 0,0026 0 0 0 0 0 213 213 0,15 0,78 0,72 0,015 0,0012 0,035 0,0031 0,05 0 0 0 0 214 214 0,12 0,76 0,59 0,009 0,0002 0,042 0,0033 0 0,028 0 0 0 215 215 0,19 0,97 0,67 0,014 0,0019 0,045 0,0029 0 0 0,018 0 0 216 216 0,15 0,78 0,72 0,010 0,0019 0,037 0,0036 0 0 0 0,03 0 217 217 0,14 0,67 0,60 0,018 0,0007 0,046 0,0032 0 0 0 0 0,0018 218 201 0,07 1,40 1,09 0,007 0,0018 0,042 0,0026 0 0 0 0 0 219 201 0,10 1,60 0,70 0,009 0,0005 0,039 0,0026 0 0 0 0 0 220 201 0,12 0,67 1,24 0,010 0,0017 0,044 0,0034 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 10–2

образец
№ Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B 221 202 0,19 0,73 0,57 0,005 0,0007 0,036 0,0031 0 0 0 0 0 222 202 0,21 0,76 1,02 0,010 0,0016 0,033 0,0029 0 0 0 0 0 223 202 0,21 1,47 0,47 0,010 0,0007 0,042 0,0032 0 0 0 0 0 224 203 0,21 0,55 0,71 0,010 0,0007 0,044 0,0030 0 0 0 0 0 225 203 0,17 1,42 0,61 0,017 0,0022 0,042 0,0027 0 0 0 0 0 226 203 0,14 0,73 1,04 0,006 0,0010 0,041 0,0027 0 0 0 0 0 227 204 0,42 0,72 0,66 0,012 0,0017 0,034 0,0034 0 0 0 0 0 228 204 0,21 1,22 0,63 0,019 0,0010 0,034 0,0031 0 0 0 0 0 229 204 0,32 0,77 1,29 0,009 0,0006 0,039 0,0028 0 0 0 0 0 230 202 0,10 0,76 0,59 0,012 0,0015 0,041 0,0032 0 0 0 0 0 231 202 0,11 0,87 0,70 0,012 0,0018 0,040 0,0034 0 0 0 0 0 232 202 0,11 0,84 0,70 0,010 0,0006 0,039 0,0028 0 0 0 0 0 233 202 0,10 0,80 0,65 0,014 0,0014 0,043 0,0036 0 0 0 0 0 234 202 0,10 0,87 0,63 0,014 0,0012 0,035 0,0033 0 0 0 0 0 235 218 0,28 0,64 0,74 0,013 0,0020 0,038 0,0031 0 0 0 0 0 236 218 0,32 0,65 0,70 0,009 0,0022 0,038 0,0029 0 0 0 0 0 237 202 0,12 0,87 0,69 0,009 0,0015 0,036 0,0036 0 0 0 0 0 238 202 0,12 0,83 0,65 0,012 0,0016 0,036 0,0033 0 0 0 0 0 239 202 0,12 0,83 0,65 0,012 0,0016 0,036 0,0033 0 0 0 0 0 240 202 0,12 0,83 0,65 0,012 0,0016 0,036 0,0033 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 11–1

Образец № Горячая прокатка Холодная прокатка Стадия термообработки при горячей штамповке Толщина после горячей штамповки
(мм) т–ра нагревания (°C) время выдерживания
(мин) т–ра черновой прокатки (°C) степень уменьшения толщины
(%) число операций прокатки с временем между проходами 3 сек или более конечная т–ра
(°C) т–ра намотки
(°C) степень холодной прокатки
(%) скорость нагревания
(°C/с) т–ра нагрева
(°C) средняя скорость охлаждения с т–ры нагрева до 400°C
(°C/с) средняя скорость охлаждения с 400°C до 200°C
(°C/с) т–ра отпуска
(°C) покрытие 201 1260 101 1164 38 3 892 694 46 37 835 75 30 нет нет 1,5 202 1237 91 1150 35 3 843 709 57 31 860 116 15 нет нет 1,2 203 1239 104 1130 28 3 889 673 46 43 875 74 18 нет нет 1,5 204 1279 98 1170 34 3 922 648 55 59 911 100 30 нет нет 1,3 205 1286 122 1138 32 3 869 568 54 49 838 77 23 нет нет 1,3 206 1274 127 1144 34 3 895 677 45 65 893 54 29 нет нет 1,5 207 1282 101 1199 38 3 887 685 51 64 817 72 27 нет нет 1,4 208 1262 112 1136 44 3 898 710 56 50 821 75 12 нет нет 1,2 209 1291 112 1148 29 3 908 719 47 29 884 82 11 нет нет 1,5 210 1296 101 1146 34 3 850 583 48 47 852 75 19 нет нет 1,5 211 1259 124 1141 33 3 854 527 53 56 864 88 35 нет нет 1,3 212 1273 89 1196 39 3 888 697 51 60 904 87 14 нет нет 1,4 213 1249 89 1177 30 3 861 648 53 23 885 71 28 нет нет 1,3 214 1288 104 1144 40 3 898 600 55 39 818 80 27 нет нет 1,3 215 1246 80 1172 36 3 847 679 57 24 859 72 18 нет нет 1,2 216 1269 120 1135 36 3 841 684 57 32 904 91 19 нет нет 1,2 217 1280 105 1125 44 3 847 734 46 66 879 99 12 нет нет 1,5 218 1261 117 1149 39 3 824 647 56 49 911 88 18 нет нет 1,2 219 1245 93 1156 39 3 846 563 47 21 916 77 34 нет нет 1,5 220 1282 117 1118 41 3 898 664 57 24 862 100 19 нет нет 1,2

Таблица 11–2

Образец № Горячая прокатка Холодная прокатка Стадия термообработки при горячей штамповке Толщина после горячей штамповки
(мм) т–ра нагревания (°C) время выдерживания
(мин) т–ра черновой прокатки (°C) степень уменьшения толщины
(%) число операций прокатки с временем между проходами 3 сек или более конечная т–ра
(°C) т–ра намотки
(°C) степень холодной прокатки
(%) скорость нагревания
(°C/с) т–ра нагрева
(°C) средняя скорость охлаждения с т–ры нагрева до 400°C
(°C/с) средняя скорость охлаждения с 400°C до 200°C
(°C/с) т–ра отпуска
(°C) покрытие 221 1281 73 1167 45 3 818 674 46 20 812 104 15 нет нет 1,5 222 1262 111 1170 34 3 841 655 48 20 893 89 28 нет нет 1,5 223 1269 96 1128 40 3 876 587 46 63 913 109 28 нет нет 1,5 224 1263 95 1161 38 3 916 629 54 64 890 92 26 нет нет 1,3 225 1275 97 1143 40 3 894 664 54 53 943 112 25 нет нет 1,3 226 1268 119 1134 25 3 898 713 47 28 885 85 9 нет нет 1,5 227 1259 131 1184 31 3 827 679 55 73 893 83 13 нет нет 1,3 228 1247 80 1173 25 3 835 650 54 31 890 113 13 нет нет 1,3 229 1305 102 1140 37 3 900 705 48 42 845 79 27 нет нет 1,5 230 891 125 881 38 3 901 646 46 49 887 96 25 нет нет 1,5 231 1392 79 1137 41 3 826 636 57 74 918 73 25 нет нет 1,2 232 1290 16 1141 39 3 861 625 56 62 886 75 27 нет нет 1,2 233 1278 97 1129 27 3 842 550 45 61 914 60 14 нет нет 1,5 234 1276 128 1129 32 3 870 678 0 53 899 70 26 нет нет 2,8 235 1291 83 1140 42 3 841 560 48 61 940 74 20 262 нет 1,5 236 1274 89 1161 35 3 882 545 57 53 921 96 32 278 да 1,2 237 1283 110 1112 40 3 836 554 46 30 842 84 21 нет да 1,5 238 1282 117 1009 38 3 841 629 57 28 890 85 29 нет нет 1,5 239 1275 95 1161 3 2 894 713 47 68 890 76 26 нет нет 1,2 240 1247 119 1140 40 1 835 550 54 26 918 106 35 нет нет 1,5

Таблица 12–1

Образец № Микроструктура Механические свойства Твердость в средней части по толщине листа (HV) ДH₁
(HV) ДH₂ (HV) Доля площади остаточного аустенита (%) Прочность
(МПа) Однородное удлинение
(%) Макс. угол изгиба (°) Сопротивление водородному охрупчиванию Примечания 201 529 191 48 3,3 1535 6,5 102,9 хорошее изобр. 202 654 175 35 4,0 1896 6,8 105,0 хорошее изобр. 203 725 175 48 3,4 2101 6,5 103,7 хорошее изобр. 204 792 132 35 2,0 2297 5,0 100,9 хорошее изобр. 205 411 187 44 2,7 1192 5,8 104,3 хорошее сравн. 206 588 192 45 2,7 1704 6,2 103,8 хорошее изобр. 207 622 122 14 3,4 1803 6,6 103,1 хорошее изобр. 208 687 195 39 2,3 1994 5,5 101,6 хорошее изобр. 209 908 197 41 1,8 2633 5,3 58,5 хорошее сравн. 210 664 181 48 0,4 1925 3,9 104,9 хорошее изобр. 211 665 117 28 0,8 1928 4,6 101,8 хорошее изобр. 212 397 182 48 2,1 1310 5,6 100,9 хорошее сравн. 213 663 144 39 3,9 1922 6,6 102,0 хорошее изобр. 214 664 148 20 4,1 1925 6,5 103,4 хорошее изобр. 215 648 152 29 4,1 1878 6,9 101,3 хорошее изобр. 216 653 193 48 1,9 1893 7,0 103,0 хорошее изобр. 217 661 181 45 3,0 1917 5,9 102,9 хорошее изобр. 218 518 184 40 4,4 1503 6,6 103,5 хорошее изобр. 219 522 172 43 3,0 1514 6,5 106,8 хорошее изобр. 220 521 197 36 2,7 1511 6,1 107,6 хорошее изобр.

Таблица 12–2

Образец № Микроструктура Механические свойства Твердость в средней части по толщине листа (HV) ДH
(HV) ДH₂ (HV) Доля площади остаточного аустенита (%) Прочность
(МПа) Однородное удлинение
(%) Макс. угол изгиба (°) Сопротивление водородному охрупчиванию Примечания 221 662 157 21 2,0 1919 5,0 102,2 хорошее изобр. 222 660 163 31 3,7 1913 6,8 112,0 хорошее изобр. 223 651 164 27 2,8 1887 6,0 99,7 хорошее изобр. 224 730 167 40 2,6 2116 6,0 107,4 хорошее изобр. 225 721 154 48 3,2 2090 6,5 103,8 хорошее изобр. 226 734 148 44 4,1 2127 7,0 96,1 хорошее изобр. 227 777 152 28 2,3 2253 5,3 108,6 хорошее изобр. 228 780 122 31 2,3 2262 5,4 101,7 хорошее изобр. 229 791 138 24 2,6 2294 5,6 108,8 хорошее изобр. 230 651 218 3 3,3 1887 6,6 68,5 плохое сравн. 231 650 5 218 3,9 1884 6,9 62,7 хорошее сравн. 232 658 221 2 4,2 1908 5,7 66,6 плохое сравн. 233 651 128 23 3,8 1887 5,9 102,5 хорошее изобр. 234 652 177 47 3,5 1890 6,7 101,0 хорошее изобр. 235 735 152 31 2,4 2132 5,7 98,1 хорошее изобр. 236 744 162 30 2,5 2158 5,9 98,5 хорошее изобр. 237 650 175 30 2,3 1884 5,6 104,4 хорошее изобр. 238 635 201 4 2,8 2096 6,0 60,9 плохое сравн. 239 640 209 9 2,9 2112 6,5 62,8 плохое сравн. 240 655 207 6 3,2 2162 6,6 60,7 плохое сравн.

В примерах ударостойкость горячештампованного изделия оценивалась также с точки зрения пластичности. В частности, проводили испытание на растяжение горячештампованного стального листа, чтобы определить однородное удлинение стального листа и оценить ударостойкость. Испытание на растяжение проводили, готовя образец для испытания № 5, описанный в стандарте JIS Z 2201 и следуя методу испытания, описанному в JIS Z 2241. Удлинение, при котором достигалась наибольшая растягивающая нагрузка, было определено как "однородное удлинение".

Как и в примере A, считается, что случай, когда предел прочности составляет 1500 МПа или более, максимальный угол изгиба (°) составляет 90° или более, и сопротивление водородному охрупчиванию находится на удовлетворительном уровне, соответствует горячештампованному изделию, имеющему отличную ударостойкость и сопротивление водородному охрупчиванию (примеры по изобретению в таблице 12). Далее, случай, когда однородное удлинение составляет 5% или более, оценивался как улучшение ударостойкости также с точки зрения пластичности и стабильности прочности, а не только в отношении сгибаемости (примеры по изобретению, кроме примеров 210 и 211 в таблице 12). С другой стороны, случай, когда хотя бы одно из требований "предел прочности", "максимальный угол изгиба" и "сопротивление водородному охрупчиванию" не удовлетворялось, был обозначен как сравнительный пример.

Пример D (Mn: 1,50% или более, но меньше 3,00%, и Si: больше, чем 0,50%, но меньше 3,00%)

Основной стальной лист, имеющий химический состав, указанный в таблице 13, шлифовали на поверхности, чтобы удалить поверхностные оксиды, затем стальной лист поверхностного слоя, имеющий химический состав, указанный в таблице 14, приваривали дуговой сваркой к обеим поверхностям или одной поверхности. Полная толщина стального листа поверхностного слоя и основного стального листа после сварки составляла от 200 мм до 300 мм, а толщина стального листа поверхностного слоя составляла около 1/3 толщины основного стального листа (в случае одной стороны около 1/4). Образцы с номерами 301–339 и 341–343 представляли собой сталь, у которой стальные листы поверхностного слоя были приварены к обеим поверхностям, образец 340 является сталью, у которой стальной лист поверхностного слоя был приварен только к одной поверхности. Эти многослойные стальные листы подвергали горячей прокатке и/или холодной прокате, как показано в таблице 15. Полученные стальные листы термообрабатывали, как указано в таблице 15, и подвергали горячей штамповке, чтобы получить штампованные изделия. Таблица 16 показывает микроструктуру и механические характеристики горячештампованных стальных листов (горячештампованные изделия). Химический состав анализировали в положении 1/2 толщины листа образцов, взятых из горячештампованных стальных листов, и в положении 20 мкм от поверхностей (положения в пределах поверхностных слоев), он оказался эквивалентным химическому составу основных стальных листов и стальных листов поверхностного слоя, приведенному в таблицах 13 и 14.

Таблица 13–1

Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B 301 0,21 1,42 1,77 0,021 0,0032 0,055 0,0031 0 0 0 0 0 302 0,29 1,35 1,95 0,008 0,0026 0,049 0,0025 0 0 0 0 0 303 0,35 1,58 1,71 0,014 0,0011 0,040 0,0027 0 0 0 0 0 304 0,44 1,44 1,98 0,019 0,0017 0,041 0,0041 0 0 0 0 0 305 0,10 1,27 1,86 0,014 0,0022 0,038 0,0043 0 0 0 0 0 306 0,29 1,43 1,88 0,007 0,0021 0,046 0,0044 0 0 0 0 0 307 0,33 1,78 1,79 0,008 0,0031 0,048 0,0036 0 0 0 0 0 308 0,39 1,73 1,97 0,004 0,0001 0,051 0,0032 0 0 0 0 0 309 0,82 1,69 1,83 0,012 0,0032 0,044 0,0029 0 0 0 0 0 310 0,31 0,24 2,00 0,010 0,0021 0,044 0,0019 0 0 0 0 0 311 0,26 0,39 1,92 0,010 0,0006 0,043 0,0032 0 0 0 0 0 312 0,34 1,23 0,11 0,007 0,0027 0,047 0,0038 0 0 0 0 0 313 0,35 1,18 0,80 0,009 0,0014 0,048 0,0040 0 0 0 0 0 314 0,29 0,32 0,22 0,010 0,0010 0,045 0,0029 0 0 0 0 0 315 0,26 0,41 0,76 0,009 0,0007 0,056 0,0026 0 0 0 0 0 316 0,40 1,58 1,78 0,010 0,0032 0,055 0,0032 2,21 0 0 0 0 317 0,36 1,07 1,75 0,014 0,0033 0,047 0,0022 0 0,078 0 0 0 318 0,36 1,64 1,98 0,015 0,0033 0,046 0,0025 0 0 0,046 0 0 319 0,31 1,29 1,90 0,016 0,0013 0,054 0,0031 0 0 0 0,05 0 320 0,31 1,40 1,72 0,018 0,0011 0,042 0,0041 0 0 0 0 0,0025

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 13–2

Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B 301 0,21 1,42 1,77 0,021 0,0032 0,055 0,0031 0 0 0 0 0 301 0,21 1,42 1,77 0,021 0,0032 0,055 0,0031 0 0 0 0 0 301 0,21 1,42 1,77 0,021 0,0032 0,055 0,0031 0 0 0 0 0 302 0,29 1,35 1,95 0,008 0,0026 0,049 0,0025 0 0 0 0 0 302 0,29 1,35 1,95 0,008 0,0026 0,049 0,0025 0 0 0 0 0 302 0,29 1,35 1,95 0,008 0,0026 0,049 0,0025 0 0 0 0 0 303 0,35 1,58 1,71 0,014 0,0011 0,040 0,0027 0 0 0 0 0 303 0,35 1,58 1,71 0,014 0,0011 0,040 0,0027 0 0 0 0 0 303 0,35 1,58 1,71 0,014 0,0011 0,040 0,0027 0 0 0 0 0 304 0,44 1,44 1,98 0,019 0,0017 0,041 0,0041 0 0 0 0 0 304 0,44 1,44 1,98 0,019 0,0017 0,041 0,0041 0 0 0 0 0 304 0,44 1,44 1,98 0,019 0,0017 0,041 0,0041 0 0 0 0 0 302 0,29 1,35 1,95 0,008 0,0026 0,049 0,0025 0 0 0 0 0 302 0,29 1,35 1,95 0,008 0,0026 0,049 0,0025 0 0 0 0 0 302 0,29 1,35 1,95 0,008 0,0026 0,049 0,0025 0 0 0 0 0 302 0,29 1,35 1,95 0,008 0,0026 0,049 0,0025 0 0 0 0 0 302 0,29 1,35 1,95 0,008 0,0026 0,049 0,0025 0 0 0 0 0 321 0,69 1,32 1,83 0,011 0,0035 0,032 0,0024 0 0 0 0 0 321 0,69 1,32 1,83 0,011 0,0035 0,032 0,0024 0 0 0 0 0 302 0,29 1,35 1,95 0,008 0,0026 0,049 0,0025 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 14–1

образец
№ Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B 301 301 0,10 0,75 0,90 0,012 0,0019 0,043 0,0029 0 0 0 0 0 302 302 0,15 0,66 0,98 0,013 0,0018 0,039 0,0037 0 0 0 0 0 303 303 0,20 0,65 0,75 0,014 0,0016 0,043 0,0040 0 0 0 0 0 304 304 0,23 0,78 0,99 0,013 0,0005 0,037 0,0030 0 0 0 0 0 305 305 0,05 0,56 0,95 0,010 0,0009 0,037 0,0031 0 0 0 0 0 306 306 0,17 0,72 0,83 0,007 0,0021 0,038 0,0029 0 0 0 0 0 307 307 0,15 0,71 0,84 0,016 0,0009 0,040 0,0033 0 0 0 0 0 308 308 0,16 0,81 1,02 0,010 0,0004 0,040 0,0033 0 0 0 0 0 309 309 0,42 0,73 0,95 0,014 0,0006 0,039 0,0023 0 0 0 0 0 310 310 0,13 0,11 0,96 0,017 0,0021 0,036 0,0029 0 0 0 0 0 311 311 0,12 0,20 1,00 0,015 0,0024 0,042 0,0032 0 0 0 0 0 312 312 0,14 0,57 0,06 0,011 0,0026 0,037 0,0028 0 0 0 0 0 313 313 0,20 0,57 0,37 0,010 0,0025 0,039 0,0028 0 0 0 0 0 314 314 0,14 0,16 0,10 0,013 0,0025 0,038 0,0035 0 0 0 0 0 315 315 0,11 0,21 0,37 0,008 0,0016 0,041 0,0022 0 0 0 0 0 316 316 0,23 0,68 0,89 0,014 0,0015 0,032 0,0032 0,07 0 0 0 0 317 317 0,20 0,47 0,84 0,011 0,0003 0,043 0,0029 0 0,021 0 0 0 318 318 0,14 0,87 0,91 0,016 0,0018 0,047 0,0028 0 0 0,001 0 0 319 319 0,18 0,61 0,95 0,007 0,0020 0,039 0,0039 0 0 0 0,03 0 320 320 0,15 0,71 0,81 0,021 0,0007 0,044 0,0033 0 0 0 0 0,0018

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 14–2

образец
№ Основной стальной лист № Химический состав основного стального листа (мас.%) C Si Mn P S Раств. Al N Ni Nb Ti Mo B 321 301 0,08 1,25 1,43 0,008 0,0017 0,040 0,0029 0 0 0 0 0 322 301 0,11 1,29 0,99 0,006 0,0006 0,040 0,0022 0 0 0 0 0 323 301 0,11 0,51 1,50 0,012 0,0016 0,045 0,0036 0 0 0 0 0 324 302 0,26 0,69 0,98 0,008 0,0010 0,038 0,0034 0 0 0 0 0 325 302 0,28 0,77 1,58 0,008 0,0014 0,033 0,0031 0 0 0 0 0 326 302 0,23 1,38 0,60 0,013 0,0010 0,039 0,0029 0 0 0 0 0 327 303 0,22 0,68 0,89 0,011 0,0008 0,046 0,0028 0 0 0 0 0 328 303 0,16 1,53 0,77 0,018 0,0021 0,044 0,0024 0 0 0 0 0 329 303 0,15 0,87 1,30 0,009 0,0011 0,042 0,0030 0 0 0 0 0 330 304 0,39 0,65 0,99 0,010 0,0018 0,037 0,0035 0 0 0 0 0 331 304 0,18 1,15 1,03 0,021 0,0013 0,032 0,0032 0 0 0 0 0 332 304 0,28 0,72 1,70 0,009 0,0007 0,037 0,0026 0 0 0 0 0 333 302 0,15 0,61 1,01 0,010 0,0016 0,039 0,0030 0 0 0 0 0 334 302 0,16 0,63 0,96 0,015 0,0016 0,039 0,0034 0 0 0 0 0 335 302 0,15 0,66 0,88 0,012 0,0007 0,036 0,0031 0 0 0 0 0 336 302 0,15 0,74 0,94 0,011 0,0016 0,045 0,0034 0 0 0 0 0 337 302 0,13 0,65 0,92 0,013 0,0010 0,034 0,0037 0 0 0 0 0 338 321 0,28 0,66 0,95 0,015 0,0023 0,037 0,0033 0 0 0 0 0 339 321 0,32 0,66 0,84 0,011 0,0024 0,035 0,0025 0 0 0 0 0 340 302 0,15 0,62 0,94 0,012 0,0016 0,035 0,0040 0 0 0 0 0 341 302 0,15 0,66 0,98 0,013 0,0018 0,039 0,0037 0 0 0 0 0 342 302 0,15 0,66 0,98 0,013 0,0018 0,039 0,0037 0 0 0 0 0 343 302 0,15 0,66 0,98 0,013 0,0018 0,039 0,0037 0 0 0 0 0

Поля в таблице, где химический компонент указан как "0", подразумевают, что соответствующий компонент специально не добавлялся.

Таблица 15–1

Образец № Горячая прокатка Холодная прокатка Стадия термообработки при горячей штамповке Толщина после горячей штамповки
(мм) т–ра нагревания (°C) время выдерживания
(мин) т–ра черновой прокатки (°C) степень уменьшения толщины
(%) число операций прокатки с временем между проходами 3 сек или более конечная т–ра
(°C) т–ра намотки
(°C) степень холодной прокатки
(%) скорость нагревания
(°C/с) т–ра нагрева
(°C) средняя скорость охлаждения с т–ры нагрева до 400°C
(°C/с) средняя скорость охлаждения с 400°C до 200°C
(°C/с) т–ра отпуска
(°C) покрытие 301 1252 91 1164 38 3 908 651 58 37 896 75 30 нет нет 1,2 302 1235 101 1150 35 3 896 618 47 31 826 116 15 нет нет 1,5 303 1238 100 1130 28 3 904 581 46 43 856 74 18 нет нет 1,5 304 1271 92 1170 34 3 910 607 55 59 873 100 30 нет нет 1,3 305 1284 127 1138 32 3 901 642 52 49 820 77 23 нет нет 1,3 306 1275 127 1144 34 3 883 722 52 65 899 54 29 нет нет 1,3 307 1277 102 1199 38 3 856 618 57 64 821 72 27 нет нет 1,2 308 1250 121 1136 44 3 886 740 46 50 859 75 12 нет нет 1,5 309 1281 105 1148 29 3 841 635 56 29 896 82 11 нет нет 1,2 310 1292 99 1146 34 3 892 723 49 47 899 75 19 нет нет 1,4 311 1262 127 1141 33 3 919 625 54 56 829 88 35 нет нет 1,3 312 1263 99 1196 39 3 910 654 57 60 907 87 14 нет нет 1,2 313 1247 87 1177 30 3 830 728 50 23 863 71 28 нет нет 1,4 314 1288 113 1144 40 3 857 563 45 39 885 80 27 нет нет 1,5 315 1243 78 1172 36 3 872 701 49 24 910 72 18 нет нет 1,4 316 1257 126 1135 36 3 914 725 56 32 896 91 19 нет нет 1,2 317 1273 98 1125 44 3 871 645 53 66 876 99 12 нет нет 1,3 318 1257 113 1149 39 3 868 738 51 49 924 88 18 нет нет 1,4 319 1234 94 1156 39 3 882 654 48 21 829 77 34 нет нет 1,5 320 1268 126 1118 41 3 851 713 53 24 858 100 19 нет нет 1,3

Таблица 15–2

Образец № Горячая прокатка Холодная прокатка Стадия термообработки при горячей штамповке Толщина после горячей штамповки
(мм) т–ра нагревания (°C) время выдерживания
(мин) т–ра черновой прокатки (°C) степень уменьшения толщины
(%) число операций прокатки с временем между проходами 3 сек или более конечная т–ра
(°C) т–ра намотки
(°C) степень холодной прокатки
(%) скорость нагревания
(°C/с) т–ра нагрева
(°C) средняя скорость охлаждения с т–ры нагрева до 400°C
(°C/с) средняя скорость охлаждения с 400°C до 200°C
(°C/с) т–ра отпуска
(°C) покрытие 321 1281 71 1167 45 3 859 700 54 20 862 104 15 нет нет 1,3 322 1251 102 1170 34 3 853 636 53 20 899 89 28 нет нет 1,3 323 1272 94 1128 40 3 904 555 46 63 866 109 28 нет нет 1,5 324 1250 91 1161 38 3 920 727 58 64 852 92 26 нет нет 1,2 325 1272 102 1143 40 3 905 637 57 53 828 112 25 нет нет 1,2 326 1255 118 1134 25 3 873 628 53 28 842 85 9 нет нет 1,3 327 1246 133 1184 31 3 886 619 45 73 901 83 13 нет нет 1,5 328 1237 88 1173 25 3 846 589 53 31 891 113 13 нет нет 1,3 329 1241 110 1140 37 3 908 696 45 42 888 79 27 нет нет 1,5 330 1232 133 1149 38 3 841 564 48 49 885 96 25 нет нет 1,5 331 1248 71 1137 41 3 859 592 50 74 918 73 25 нет нет 1,4 332 1247 72 1141 39 3 838 665 53 62 896 75 27 нет нет 1,3 333 965 98 955 27 3 880 640 47 61 841 60 14 нет нет 1,5 334 1388 120 1129 32 3 868 577 56 53 833 70 26 нет нет 1,2 335 1244 13 1140 42 3 843 559 58 61 837 74 20 нет нет 1,2 336 1235 95 1161 35 3 843 675 45 53 880 96 32 нет нет 1,5 337 1243 105 1112 40 3 890 728 0 30 927 84 21 нет нет 2,8 338 1242 91 1118 40 3 864 575 57 73 863 99 19 277 нет 1,2 339 1234 83 1128 41 3 893 615 57 49 863 100 19 260 да 1,2 340 1247 87 1134 34 3 911 591 54 53 925 92 26 нет да 1,3 341 1281 113 1021 38 3 851 628 53 28 885 85 29 нет нет 1,3 342 1250 71 1161 4 2 905 592 53 68 841 76 26 нет нет 1,5 343 1242 118 1140 40 1 846 577 45 26 880 106 35 нет нет 1,5

Таблица 16–1

Образец № Микроструктура Механические свойства Прим. Твердость в средней части по толщине листа (HV) ДH₁ (HV) ДH₂ (HV) Доля площади остаточного аустенита (%) Прочность
(МПа) Однородное удлинение (%) Средняя по сечению твердость (HV) Минимальная жесткость
(HV) Разность средней по сечению жесткости и минимальной жесткости (HV) Макс. угол изгиба (°) Сопротивление водородному охрупчиванию 301 574 187 44 2,5 1717 5,5 574 505 69 94,8 хорошее изобр. 302 686 163 34 3,4 2052 5,9 686 656 30 96,9 хорошее изобр. 303 760 172 40 3,9 2272 6,5 760 699 61 92,4 хорошее изобр. 304 789 131 30 4,5 2510 6,7 789 753 36 94,6 хорошее изобр. 305 436 190 29 2,2 1304 5,1 436 401 35 101,7 хорошее сравн. 306 742 177 44 3,7 2217 6,1 742 674 68 94,7 хорошее изобр. 307 737 111 14 3,1 2202 6,8 737 712 25 96,4 хорошее изобр. 308 778 181 37 4,4 2326 6,9 778 723 55 104,9 хорошее изобр. 309 901 173 37 3,8 2973 6,8 1428 1354 74 45,8 хорошее сравн. 310 667 167 29 0,2 1994 2,9 667 619 48 98,3 хорошее изобр. 311 757 164 36 0,7 2265 3,3 757 730 27 92,5 хорошее изобр. 312 442 154 46 2,1 1459 5,2 442 261 181 103,0 хорошее сравн. 313 717 105 24 2,8 2144 6,2 717 552 165 92,1 хорошее изобр. 314 738 178 33 0,4 2208 3,2 738 594 144 96,6 хорошее изобр. 315 724 178 45 0,8 2166 3,8 724 575 149 98,7 хорошее изобр. 316 769 128 39 2,9 2299 6,4 769 726 43 96,5 хорошее изобр. 317 741 137 28 2,0 2214 5,4 741 673 68 95,6 хорошее изобр. 318 754 152 30 2,6 2254 5,7 754 683 71 93,2 хорошее изобр. 319 680 181 28 3,3 2033 6,7 680 640 40 94,5 хорошее изобр. 320 675 170 45 2,7 2018 5,9 675 636 39 97,7 хорошее изобр.

Таблица 16–2

Образец № Микроструктура Механические свойства Прим. Твердость в средней части по толщине листа (HV) ДH₁ (HV) ДH₂ (HV) Доля площади остаточного аустенита (%) Прочность
(МПа) Однородное удлинение (%) Средняя по сечению твердость (HV) Минимальная жесткость
(HV) Разность средней по сечению жесткости и минимальной жесткости (HV) Макс. угол изгиба (°) Сопротивление водородному охрупчиванию 321 592 174 48 2,5 1771 5,5 592 552 40 96,2 хорошее изобр. 322 584 130 48 3,3 1747 6,8 584 526 58 103,3 хорошее изобр. 323 580 156 34 2,7 1735 5,9 580 538 42 99,1 хорошее изобр. 324 698 155 32 4,3 2088 6,9 698 667 31 92,0 хорошее изобр. 325 691 138 30 2,7 2067 5,9 691 622 69 98,3 хорошее изобр. 326 689 150 40 3,4 2061 6,9 689 628 61 95,7 хорошее изобр. 327 742 178 49 2,0 2219 5,3 742 701 41 99,1 хорошее изобр. 328 753 155 30 3,4 2251 6,1 753 721 32 101,8 хорошее изобр. 329 745 150 48 3,7 2228 6,8 745 715 30 97,1 хорошее изобр. 330 788 157 47 4,1 2514 6,7 788 749 39 94,1 хорошее изобр. 331 791 142 44 4,1 2519 6,9 791 734 57 96,6 хорошее изобр. 332 789 161 36 2,4 2510 5,3 789 761 28 101,4 хорошее изобр. 333 691 209 5 4,5 2067 6,6 691 638 53 53,8 плохое сравн. 334 695 6 221 4,5 2079 6,8 695 639 56 66,5 хорошее сравн. 335 698 219 5 3,0 2088 6,6 698 672 26 62,9 плохое сравн. 336 708 106 45 4,5 2118 6,8 708 654 54 94,2 хорошее изобр. 337 695 174 42 4,0 2079 6,9 695 640 55 99,6 хорошее изобр. 338 751 141 33 4,6 2245 6,9 751 699 52 97,1 хорошее изобр. 339 762 143 37 4,1 2278 6,5 762 729 33 95,8 хорошее изобр. 340 700 160 26 3,4 2094 6,8 700 638 62 101,9 хорошее изобр. 341 640 200 6 2,9 2112 6,5 640 598 42 61,8 плохое сравн. 342 629 202 7 2,8 2076 6,5 629 591 38 63,0 плохое сравн. 343 651 204 5 3,0 2148 6,6 651 620 31 61,2 плохое сравн.

В этих примерах, как и в примере B, ударостойкость горячештампованного изделия оценивалась также с точки зрения изменения твердости. Удлиненное горячештампованное изделие разрезали перпендикулярно продольному направлению в любом месте в этом продольном направлении и измеряли твердость в средней части по толщине листа во всей области сечения, включая вертикальные стенки. Для измерения использовали твердомер Виккерса. Нагрузка при измерении составляла 1 кгс, и интервалы между точками измерения составляли 1 мм. Случай, когда не было точек измерения, отклоняющихся более чем на 100HV от среднего значения по всем точкам измерения, оценивался как малое изменение твердости, т.е., стабильность прочности считалась отличной, и результат считался отличным в отношении ударостойкости и отмечался как прошедший испытание (оценка хорошо), тогда как случай, когда имелись точки измерения с отклонением более 100HV, считался как не прошедший испытание (оценка плохо). Более точно, случай, когда разница между средним значением твердости по всем точкам измерения (средняя по сечению твердость в таблице 16) и значением наименьшей твердости из всех точек измерения было равно 100HV, считался удовлетворительным, а случай с отклонением более 100HV оценивался как неудовлетворительный.

Кроме того, в примерах, аналогично примеру C, ударостойкость горячештампованного изделия оценивалась также с точки зрения пластичности. В частности, проводили испытание на растяжение горячештампованного стального листа, чтобы определить однородное удлинение стального листа и оценить ударостойкость. Испытание на растяжение проводили, готовя образец для испытания № 5, описанный в стандарте JIS Z 2201, и следуя методу испытания, описанному в JIS Z 2241. Удлинение, при котором достигалась наибольшая растягивающая нагрузка, было определено как "однородное удлинение".

Как и в примере A, считается, что случай, когда предел прочности составляет 1500 МПа или более, максимальный угол изгиба (°) составляет 90° или более, и сопротивление водородному охрупчиванию находится на удовлетворительном уровне, соответствует горячештампованному изделию, имеющему отличные ударостойкость и сопротивление водородному охрупчиванию (примеры по изобретению в таблице 16). Далее, случай, когда однородное удлинение составляет 5% или более, и разница средней по сечению твердости и минимальной твердости составляет 100HV или менее, оценивался как улучшение ударостойкости также с точки зрения пластичности и стабильности прочности, а не только сгибаемости (примеры по изобретению, кроме примеров 310, 311 и 313–315 в таблице 16). С другой стороны, случай, когда хотя бы одно из требований "предел прочности", "максимальный угол изгиба" и "сопротивление водородному охрупчиванию" не удовлетворялось, был обозначен как сравнительный пример.